Wie verhalten sich Akkus bei Kälte?

Wie verhalten sich Akkus bei Kälte?

Im Winter zeigt dein Handy plötzlich nur noch 5 % Akku – obwohl du es gerade erst geladen hast. Warum entladen sich Akkus bei Kälte so schnell? Und was passiert dabei chemisch? In diesem Text erfährst du, wie Akkus funktionieren, warum Temperatur ihre Leistung beeinflusst und wie du sie vor Kälte schützen kannst.

Was passiert in einem Akku?

Ein Akku ist ein wiederaufladbarer Energiespeicher. In ihm laufen chemische Reaktionen ab, bei denen Elektronen von einem Stoff zum anderen wandern. Diese Reaktionen werden auch als Redoxreaktionen bezeichnet. Beim Entladen fließen Elektronen vom Minuspol (Anode) zum Pluspol (Kathode) durch den Stromkreis. Dabei versorgen sie dein Gerät mit Energie. Beim Laden kehrt sich die Reaktion um: Elektronen werden mit elektrischer Energie wieder in die Batterie „zurückgepumpt“. Die Elektronen fließen von der bisherigen Kathode zur bisherigen Anode. Beim Laden fließen die Elektronen also vom Pluspol (jetzt Anode) zum Minuspol (jetzt Kathode).

Generell gilt: Die Elektronen gehen von der Anode weg und kommen bei der Kathode an.

Der Einfluss der Temperatur

Chemische Reaktionen laufen nicht immer gleich schnell ab – ihre Geschwindigkeit hängt stark von der Temperatur ab. Das gilt auch für die Vorgänge im Akku.

Chemie bei Kälte – was passiert genau?

In Lithium-Ionen-Akkus, wie sie in Smartphones oder E-Bikes stecken, bewegen sich Lithium-Ionen $\ce{(Li+)}$ zwischen den Elektroden hin und her. Diese Bewegung geschieht durch ein flüssiges Elektrolyt, das die Ionen leitet.

Bei niedrigen Temperaturen:

• wird das Elektrolyt zähflüssiger,
• Ionen wandern langsamer,
• Innenwiderstand steigt,
• die Spannung sinkt.

Das bedeutet:

$\rightarrow$ Weniger Energie kann pro Zeit freigesetzt werden.

$\rightarrow$ Das Gerät „denkt“, der Akku sei leer – obwohl chemisch noch Energie vorhanden ist.

Was passiert beim Wiederaufwärmen?

Wird der Akku wieder warm, wird das Elektrolyt beweglicher – die chemischen Reaktionen laufen erneut schneller ab. Deshalb zeigt dein Handy-Akku nach dem Aufwärmen oft plötzlich wieder eine höhere Ladung an.

Aber Achtung: Niemals kalte Akkus sofort laden! Das kann zu Lithium-Ablagerungen (Dendriten) führen, die den Akku beschädigen oder sogar Kurzschlüsse verursachen.

Chemie und Technik: So reagieren Hersteller auf Kälte

Moderne Akkus sind so konstruiert, dass sie auch bei niedrigen Temperaturen möglichst stabil bleiben. Hersteller nutzen z. B.:

• speziell zusammengesetzte Elektrolyte, die bei Kälte flüssig bleiben
• integrierte Heizsysteme in Elektroautos
• Energie-Management-Systeme, die chemische Prozesse überwachen

Umweltaspekt

Kälte verringert vor allem vorübergehend die Leistung. Kritisch für die Lebensdauer ist vor allem ein falsches Laden bei sehr niedrigen oder sehr hohen Temperaturen.

Tipp:

• Akkus nicht draußen liegen lassen
• Im Winter Akkus in der Jackentasche aufbewahren
• Geräte nur bei Raumtemperatur laden

Häufig gestellte Fragen (FAQ)