Disformierung
Disformierung ist eine Eigenschaft von Akkupacks, und bedeutet, dass nicht alle Zellen die selbe entnehmbare Kapazität aufweisen.
Da die einzelnen Zellen in ihren elektrischen Eigenschaften nicht völlig identisch sind, ist eine gewisse Disformierung ein ganz natürlicher Zustand. Sofern sich die Eigenschaften der Einzelzellen nur wenig voneinander unterscheiden (was bei hochwertigen Akkupacks vorausgesetzt werden kann), und nicht die gesamte Kapazität des Packs genutzt wird, ist die Disformierung in der Praxis kaum relevant und läßt sich durch gelegentliche Formierung des Packs ausgleichen.
Ohne Akkupflege kann die Disformierung eines Packs jedoch größere Ausmaße annehmen und letztlich zum "Tod" des Packs führen. Ein Akkupack besteht aus in Reihe geschalteten Einzelzellen. Jedes Ladegerät, und sei es noch so "intelligent", kann Spannungen und Innenwiderstände der Zellen nicht einzeln messen, sondern jeweils nur die Summe. Ein deutlich disformiertes Akkupack kann daher schon am Schnelladegerät vernichtet werden:
- ist eine Zelle voll, während die anderen noch geladen werden, steigt die Gesamtspannung des Packs weiter an. Das Ladegerät kann kein dPeak erkennen, und die betroffene Zelle wird mit hohem Strom überladen.
- sind genügend Zellen voll, wird die Ladung beendet, auch wenn einzelne Zellen nicht voll sind. Hier tritt zwar kein Schaden ein, aber der ist bei der folgenden Entladung vorprogrammiert.
Die meisten Schäden treten jedoch bei der Entladung eines disformierten Akkupacks ein:
- die Zelle, die zuerst leer ist, bewirkt einen Spannungsabfall des gesamten Packs in der Größenordnung ihrer Nennspannung. Haben die anderen Zellen noch Kapazität, fällt das vielleicht kaum auf, und der gesamte Pack bleibt in der Spannung oberhalb einer Warngrenze. Eine weitere Entladung polt jedoch die leere Zelle um und schädigt sie nachhaltig.
Sehr unangehnem für die Lebensdauer von Akkupacks ist, dass die oben genannten Schädigungen oft schleichend eintreten, dann aber immer die selbe(n) Zelle(n) betrifft(betreffen). Durch Tiefentladung oder Umpolung verliert eine Zelle an Kapazität, was beim nächsten Ladevorgang zu Überladung führt. Nach einigen Zyklen ist die Zelle unbrauchbar, und damit wird in der Regel das gesamte Pack entsorgt.
Folgende Faktoren fördern Disformierungseffekte:
- "billige" Akkupacks mit hoher Streuung der Eigenschaften der Einzelzellen. Zwar sind Attribute wie "Selektiert" kein Garant für lange Lebensdauer, aber letztlich bleibt bei der Selektion auch etwas übrig, und besonders günstige Packs aus Restbeständen von Industriezellen bedürfen oftmals zumindest besonderer Pflege.
- Lagerung: Voll gelagerte Nixx-Akkupacks sind nach einigen Monaten erheblich disformiert und dürfen keinesfalls an den Schnellader. Man umgeht das Problem, in dem man solche Packs leer (bei NiCd) bzw. teilgeladen lagert (NiMH). Bei NiMH ist dabei allerdings sicherzustellen, dass sie nicht durch Selbstentladung eine Tiefentladung erleiden, die manche dieser Zellen nicht verkraften.
- Einsatztemperatur: die Alterung von Akkus ist stark temperaturabhängig. Je nach Einbausituation und Kühlung können verschiedene Zellen eines Packs unterschiedlich thermisch belastet sein und es ergibt sich eine abweichende Alterung der Zellen untereinander.
Hinweis: Disformierungseffekte und ihre Schädlichkeit gelten für alle Akkutypen. Bei Nixx-Akkus begegnet man ihnen durch gelegentliche Formierung. Bei Lixx-Akkus ist das nicht möglich, so dass schon bei der Ladung eine Kapazitätsangleichung durch Balancer erfolgen muss.