Stromspender

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Die Lebenszeit von Notebook-Akkus mit Lithiumionen-Zellen ist begrenzt: Nach zwei bis drei Jahren braucht man in der Regel einen Ersatzakku. Der Notebook-Hersteller rät zum teuren Original-Ersatzteil, im Internet findet man jedoch zahlreiche Nachbauten zu wesentlich günstigeren Preisen. Lohnt der Kauf eines Billigakkus oder geht man damit sogar ein Risiko ein?

Das schicke neue Netbook läuft dank großem Lithiumionen-Akku neun Stunden. Das reicht nicht nur für den Arbeitstag, selbst abends in der U-Bahn ist noch genug Saft da, um in Ruhe die aktuellen Nachrichten im Web zu lesen. Doch nach acht Monaten gibt der Akku bereits auf der Heimfahrt auf, nach einem Jahr muss das Langlauf-Netbook zwischen den Außendienst-Terminen ans Ladegerät.

Wer nun an Garantie denkt, täuscht sich: Akkus gelten als Verbrauchsmaterialien mit einer Gewährleistung von lediglich sechs Monaten. Nur wenige Hersteller geben ein Jahr Garantie, HP bietet als rühmliche Ausnahme drei Jahre – allerdings nur auf die Long Life Battery für Business Notebooks.

Will man nicht ständig von der Steckdose abhängig sein, bleibt nur die Anschaffung eines Ersatzakkus. Die Hersteller empfehlen erwartungsgemäß einen Originalersatz aus eigenem Haus, doch ein Blick auf deren oft dreistellige Preise lässt einen vor dieser Option zurückschrecken und nach anderen Einkaufsquellen suchen. Die Originalhersteller begründen die hohen Preise ihrer Akkus mit auf die Modelle angepassten Lade- und Schutzschaltungen und dem Einsatz besonders hochwertiger Zellen.

Sparpotential

Das größte Sparpotential beim Akkukauf bieten die zahlreichen eBay-Shops: Viele Händler verkaufen hier Nachbauten zu deutlich günstigeren Konditionen. Zum Teil kosten sie nur ein Drittel dessen, was die Notebook-Hersteller für die Original-Akkus verlangen. Über die Herkunft steht jedoch nichts in den Produktbeschreibungen, üblicherweise stammen sie aus chinesischer Produktion. Daher sollte man deren Angebote vorher gründlich studieren.

Manche Händler haben sich auf Gebraucht-Akkus spezialisiert und verkaufen diese zum Teil für einstellige Eurobeträge. Sie können jedoch nach wenigen Einsätzen kaputtgehen oder landen sogar schon defekt beim Kunden. Bei einigen Angeboten sind uns sogar Altmodelle aufgefallen, die von jahrealten Rückrufaktionen betroffen waren. Von solchem Sondermüll sollte man die Finger lassen.

Andere Anbieter liefern zwar Neuware, doch lohnt ein Blick auf die Kontaktdaten: Findet man nur eine Mailadresse oder Handynummer, ist Vorsicht angeraten. Eine Versandadresse sollte der Webshop mindestens angeben. Viele chinesische Händler bieten sehr günstige Preise, versenden die Ware – nicht ganz legal als Geschenk deklariert – aber direkt aus Hongkong. Bei einem etwaigen Umtausch übersteigen die Versandkosten schnell den Wert des Akkus, doch sind den guten eBay-Bewertungen zufolge viele Kunden mit der China-Ware zufrieden.

Eine andere Option ist der auf Akkus spezialisierte Fachhandel, der auch Nachbauten anbietet, aber geprüfte Ware und einen besseren Service verspricht. Preislich liegen sie meist zwischen den Angeboten der Originalhersteller und der Billigst-Anbieter.

Für drei ältere Mobilrechner, ein Dell Latitude X1, ein IBM/Lenovo ThinkPad T40 und ein MSI-Netbook Wind U100 – es ist mit dem Medion Akoya E1210 baugleich – haben wir jeweils Ersatzakkus vom Hersteller oder den vom Hersteller genannten Fachhändlern, vom Akkuspezialisten und aus möglichst preiswerten Quellen beschafft. Wir wählten Anbieter, die wenigstens eine gültige Versandadresse in Deutschland vorweisen konnten.

Da es für alle Testrechner Akkus in verschiedenen Kapazitäten gibt, orderten wir die jeweiligen Übergrößen gleich mit. In Laufzeittests mussten die Ersatzkraftwerke zeigen, ob sich der Aufpreis für Originalware rechnet und der Kauf von Billigakkus nur rausgeschmissenes Geld bedeutet oder doch eine günstige Alternative.

Einkaufen

Die Notebook-Hersteller empfehlen ihre Original-Ersatzteile mit dem Argument, dass bei Verwendung ungeeigneter Akkus Brand- oder Explosionsgefahr bestehe. Wie die zahlreichen Rückrufaktionen von Notebook-Akkus in der Vergangenheit zeigen, ist diese Gefahr nicht einfach von der Hand zu weisen, betrifft aber auch Originalkomponenten [1]. Lithiumionen-Zellen reagieren sehr empfindlich auf Kurzschlüsse, Tiefentladung und Überladen.

Ursache für die großen Rückrufaktionen von Dell und Apple im Jahr 2006 waren von Sony gelieferte Li-Ionen-Zellen, in denen feine Metallteilchen zu einem internen Kurzschluss zwischen den Elektroden führen konnten. Ein Notebook-Akkupack besteht aus vier bis neun Zellen und einer in das Pack integrierten Laderegelung inklusive diverser Schutzschaltungen (siehe Kasten Lithiumionen-Technik). In hochwertigen Packs überwacht die Elektronik jede Einzelzelle und schaltet sie bei Über- und Unterschreiten des erlaubten Spannungsbereichs ab. Schließt ein Metallteilchen eine geladene Zelle kurz, erhitzt sich diese bis zum Ausgasen und Entzünden des brennbaren Elektrolyts, was die beste Schutzschaltung nicht verhindern kann.

Auch Nachbauten besitzen die nötigen Schaltungen zum Zell-Management, zum Schutz gegen Kurzschluss und Überladung. Äußerlich gibt es für den Endkunden kaum Unterscheidungsmerkmale zwischen hochwertigen Packs und Billigprodukten. Ein Argument spricht jedoch für den Erwerb von Originalakkus: Üblicherweise rufen nur die Notebook-Hersteller fehlerhafte Akkus zurück, beim Billigproduzenten braucht man darauf nicht zu hoffen.

Herkunft

Zur Qualität der verwendeten Zellen erhielten wir widersprüchliche oder gar keine Aussagen. Der auf Akkus und Batterien spezialisierte Großhändler und Importeur Goeke, der unter anderem den Fachhändler Accu-Profi beliefert, erklärte, die Zellen stammten von renommierten Herstellern wie Sanyo, Panasonic, Sony und Samsung, die nach Lieferengpässen vermehrt in China produzieren würden. In der Vergangenheit habe es bei chinesischen Zellen starke Qualitätsschwankungen gegeben, die Qualität sei aber insgesamt besser geworden, worauf auch die geringere Zahl der Rückläufer hindeute.

Insgesamt gilt die Lithiumionen-Technik als recht sicher. Immerhin verlassen pro Jahr Notebooks und Akkupacks in zweistelliger Millionenzahl die Produktionsstätten, ohne dass – bei Original-Akkus und Nachbauten – mehr als eine Handvoll Unfälle mit in Brand geratenen Notebooks bekannt wurden.

Unter unseren eingekauften Test-Akkus waren allerdings zwei defekte Exemplare, die sich nicht laden ließen und von den Fachhändlern Accu-Profi und Akkushop.de stammten. Bei beiden klappte der Umtausch problemlos: Innerhalb einer Woche lag der funktionierende Ersatz auf unserem Schreibtisch.

Guten Service und schnellen Umtausch sollte man jedoch nicht von jedem Billig-Anbieter bei eBay und Co. erwarten. Bei der Auswahl von Online-Shops hilft ein Blick in einschlägige Foren; auf jeden Fall sollte es eine vollständige Kontaktadresse und nicht nur E-Mail oder Handynummer geben.

Zum Teil scheint die Ware vom Fachhändler und vom Billiganbieter aus derselben Produktion zu stammen. Die Akkupacks von Accu-Profi und von eu-Akkus.de gleichen sich jedenfalls auffallend. Werden für das gesuchte Notebook Akkupacks mit höheren Kapazitäten angeboten, könnte sich die Mehrausgabe nach Preisvergleich für einen größeren Akku lohnen.

Altersangabe

Wie alle Batterien und Akkus altern auch Lithiumionen-Zellen. Oxydationsprozesse verändern die Elektroden mit der Zeit, sodass sie immer weniger von den Ladungsträgern – den Lithiumionen – aufnehmen, wodurch die Zelle nach und nach an Kapazität einbüßt. Dabei spielt es keine Rolle, ob sie in Gebrauch ist oder in einem Lager auf Käufer wartet.

Auf den meisten Batterien steht ein aufgedrucktes Haltbarkeitsdatum oder wenigstens eine Angabe, wann sie hergestellt wurden. Doch gerade auf den teuren Notebook-Akkus sucht man ein für den Kunden lesbares Produktionsdatum in der Regel vergebens. Dabei wäre es gerade hier besonders nötig, da die verbauten Zellen ab diesem Zeitpunkt beginnen, Kapazität zu verlieren. Die Hersteller selbst können das Datum anhand der Seriennummer durchaus ermitteln.

In unserem Testfeld gaben nur die Lenovo-Akkus ihr Herstellungsdatum preis, allerdings nicht in leicht lesbarer, aufgedruckter Form. Notebook-Akkupacks stellen über den SM-Bus, dem System Management Bus, aber üblicherweise Informationen über Parameter wie Ladezustand, Spannung und Nennkapazität, aber auch über Akkutyp und Hersteller bereit. Diese Daten lassen sich mit Hilfe von spezieller Software wie der Shareware BatteryMon auslesen. Das Feld „Date of Manufacture“ bleibt jedoch bei fast allen Akkus leer. Um die Information bei Lenovo-Akkus auszulesen, braucht man die Hersteller-eigene Software.

Der Kunde tappt also fast immer im Dunklen, ob er einen Akku frisch aus der Fabrik erworben hat oder einen, der jahrelang auf Lager war und bereits deutlich an Kapazität verloren hat. Wie schnell der Li-Ionen-Akku altert, hängt von dessen Aufbau – die Rezepturen von Elektrodenmaterial und Elektrolyt sind von Hersteller zu Hersteller verschieden – und von der Materialqualität ab. Hochwertige und damit teurere Zellen altern langsamer und überstehen deutlich mehr Ladezyklen. Auch hohe Temperaturen beschleunigen das Altern. Übliche Consumer-Akkus verlieren laut Faustregel nach zwei bis drei Jahren Lagerung bei Zimmertemperatur etwa 50 Prozent ihrer Kapazität.

Dieser Umstand ist den Händlern nicht unbekannt. Auf unsere Nachfrage nach dem Alter der verkauften Akkupacks antwortete Accu-Profi, man rechne mit einer Lagerdauer beim Hersteller von vier Wochen plus acht bis zwölf Wochen bei Transport über den Seeweg. Alles, was mehr als sechs Monate auf Lager liege, wandere in den Sondermüll. Die meisten weniger gängigen Akkus bestellt Accu-Profi direkt beim Importeur.

Großhändler Goeke bezieht die meisten Akkupacks aus China, einige stammen aber auch aus Japan oder den USA. Sie würden hauptsächlich über den Luftweg transportiert, bei Raumtemperatur gelagert und halbjährlich nachgeladen, so ein Goeke-Sprecher.

Dell setzt in seinen Akkupacks Zellen von Sanyo und Panasonic ein; auf Sony-Zellen verzichtet der Notebook-Hersteller seit der teuren Rückrufaktion von 2006. Angaben zur Lagerung von Akkus konnte Dell nicht machen. Auf die Frage nach dem fehlenden Fertigungsdatum antwortete ein Firmensprecher, diese Angabe sei selbst von Großkunden bislang nicht nachgefragt worden. Von Lenovo erhielten wir bis Redaktionsschluss keine Antwort zur Akkulagerung.

Eine vom Endkunden erkennbare Kennzeichnung mit dem Eingangsdatum gibt es bei keinem Hersteller. Offensichtlich ist dies ein Fall für die Verbraucherschützer in Brüssel. Auffallen wird der Missstand dort bestimmt – auch EU-Abgeordnete dürften für ihre Notebooks hin und wieder frische Akkus benötigen.

Laufzeittests

Sowohl die Original-Ersatzteile als auch die Billig-Nachbauten erreichten uns in fast entladenem Zustand. Nach dem ersten Aufladen – was abgesehen von den beiden defekten Nachbauten auch bei allen problemlos klappte – ermittelten wir über das BatteryMon-Tool die tatsächlich verfügbare Kapazität.

Dabei stellten wir fest, dass man nicht jedem Akku die aufgedruckte Kapazität glauben kann: Obwohl sie beim großen Lenovo-Originalakku und beim Nachbau von Accu-Profi nur mit 7,2 Ah angegeben ist, meldet BatteryMon bei ihnen eine um etwa zehn Prozent höhere Kapazität als beim Billigakku von PTS-Trading, der laut Typenaufdruck sogar 7,8 Ah fasst. Umgekehrt wiesen die Nachbauten des Dell-Akkus sogar eine um 20 Prozent höhere Nutzkapazität auf als aufgedruckt.

Den 7,8-Ah-Akkupack von PTS-Trading für das MSI-Netbook erhielten wir in doppelter Ausführung, die Toleranzen zwischen den beiden Exemplaren lagen bei deutlich unter zehn Prozent.

Akkus anderer Bauart wie NiMH erreichen ihre Maximalkapazität erst nach einigen Lade- und Entladevorgängen (Formierung). Für Lithiumionen-Zellen gilt dies nicht, auch wenn es im Web immer wieder behauptet wird. Formierungseffekte zeigten sich bei keinem der Testakkus.

Notebook-Akkus
Gerät	Dell Latitude X1
Akku	T6840	119676	NDE040.X
Anbieter	Dell	Accu-Profis	www.eu-akkus.de
Preis	128 €	89 €	41 €
Hersteller (Zellen)	Sanyo	PSm	PSm
Nenn-Spannung	11,1 Volt	11,1 Volt	11,1 Volt
aufgedruckte Kapazität	4800 mAh	4400 mAh	2200 mAh
Nennkapazität (Design)	4843 mAh	4070 mAh	2442 mAh
nutzbare Kapazität (Full charge)	4781 mAh	4070 mAh	2617 mAh
Messungen
1. Laufzeit / Leistung	4,0 h / 13,2 W	3,9 h / 12,7 W	2,0 h / 13,3 W
2. Laufzeit / Leistung	4,1 h / 13,0 W	3,9 h / 12,4 W	2,0 h / 13,3 W
Gerät	IBM Thinkpad T40
Akku	42T4611 (ASM 92P1086)	42T4606 (ASM 92P1068)	113628
Anbieter	U+P Systemhaus (Lenovo-Original)	U+P Systemhaus (Lenovo-Original)	Accu-Profi
Preis	106 €	118 €	99 €
Hersteller (Zellen)	Sanyo	Panasonic	BTI
Nenn-Spannung	10,8 Volt	10,8 Volt	11,1 Volt
aufgedruckte Kapazität	4800 mAh	7200 mAh	4800 mAh
Nennkapazität (Design)	5184 mAh	7775 mAh	4440 mAh
nutzbare Kapazität (Full charge)	5098 mAh	7895 mAh	4214 mAh
Messungen
1. Laufzeit / Leistung	5,2 h / 9,7 W	8,1 h / 9,8 W	5,1 h / 9,9 W
2. Laufzeit / Leistung	5,4 h / 9,5 W	8,1 h / 9,7 W	5,0 h / 10,1 W
Gerät	MSI U100 (Medion Akoya E1210)
Akku	BTY-S12	BTY-S12	BTY-S11
Anbieter	HOH (MSI-Original)	Medion	www.akkushop.de
Preis	59 €	49 €	60 €
Hersteller (Zellen)	MSI	MSI	MSI
Nenn-Spannung	11,1 Volt	11,1 Volt	11,1 Volt
aufgedruckte Kapazität	4400 mAh	5200 mAh	2600 mAh
Nennkapazität (Design)	4070 mAh	4810 mAh	2035 mAh
nutzbare Kapazität (Full charge)	3829 mAh	4624 mAh	1962 mAh
Messungen
1. Laufzeit / Leistung	3,8 h / 12,0 W	4,8 h / 11,6 W	1,9 h / 12,1 W
2. Laufzeit / Leistung	4,1 h / 11,2 W	5,1 h / 10,8 W	1,9 h / 12,4 W
Die vollständige Tabelle finden Sie in c't 11/2010

Billig einkaufen?

Unseren Stichproben-Tests zufolge bieten Nachbau-Akkus ein erhebliches Sparpotential. Den aufgedruckten Angaben ist zwar nicht immer zu trauen, doch wiegt der Preisunterschied im Vergleich zum Originalakku eine geringere Kapazität in der Regel auf, zumal die Nachbauten auch eine deutlich höhere aufweisen können. Wenn man darauf achtet, Billigware bei einem seriösen Händler zu kaufen, sollte auch ein Umtausch defekter Akkus kein Problem darstellen.

Ob die Sparangebote ihre Kapazität ebenso lange behalten wie die Originale, hängt von den eingesetzten Zellen ab. Doch sollten selbst Billigprodukte die üblichen zwei bis drei Jahre halten.

Literatur

1. Jürgen Rink, Tischfeuerwerk, Riskante Qualitätsprobleme bei Lithiumionen-Akkus, c’t 19/06, S. 34 (kostenpflichtiger Download)
2. Jörg Wester, Kraftquellen, Lithium-Ionen-Akkus entmystifiziert, c’t 17/03, S. 170 (kostenpflichtiger Download)
3. Jörg Wirtgen, Legales Doping, Längere Akkulaufzeit durch geschicktes Energiesparen, heise mobil 2006
   

Lithiumionen-Technik

Der große Vorteil von Lithiumionen als Ladungsträger liegt in der geringen Größe und der hohen Beweglichkeit. Eine Li-Ionen-Zelle besteht aus einer negativen Grafitelektrode und einer positiven Elektrode aus einem Lithium-Metalloxyd, beispielsweise Mangan, Nickel oder Kobalt. Die Zusammensetzung hat großen Einfluss auf die Eigenschaften des Akkus und ist je nach Hersteller und Güteklasse der Zelle unterschiedlich.

Lithium, das leichteste Metall überhaupt, reagiert jedoch heftig mit Wasser, daher kommt im Elektrolyt ein wasserfreies, aber brennbares Lösungsmittel zum Einsatz. Ein für Lithiumionen durchlässiger Separator zwischen den Elektroden verhindert ein Kurzschließen der Elektroden beim Schichtenaufbau der Zelle.

Da die Lithiumionen so klein sind, lagern sie sich beim Laden der Zelle zwischen die Molekülschichten (Basalebenen) des Grafits. Die Kathode wirkt wie ein Nano-Schwamm und kann so eine große Zahl an Ionen aufnehmen, was die hohe Energiedichte des Li-Ionen-Akkus von 180 Wh/kg und mehr erklärt. Beim Entladen wandern die Ionen zurück zur Metalloxyd-Elektrode.

Weitere Vorteile von Li-Ionen-Akkus sind die geringe Selbstentladung und das Fehlen eines Memory-Effekts; regelmäßiges Aufladen eines halbvollen Akkus wirkt sich nicht auf die Gesamtkapazität aus. Je nach Qualität sollen sie allerdings nur wenige hundert Ladezyklen verkraften, bis die Speicherfähigkeit deutlich nachlässt (NiMH-Akkus schaffen mehrere tausend).

Auch in der Handhabung zeigen sich Li-Ionen-Zellen – die Nennspannung liegt je nach Elektrodenmaterial bei 3,6 oder 3,7 Volt – besonders empfindlich. Zwar hat es kein Akku gern, wenn man ihn überlädt, beim Laden von Li-Ionen-Akkus muss die Ladeschlussspannung von 4,1 beziehungsweise 4,2 Volt jedoch auf 50 Millivolt genau eingehalten werden, will man die Zelle nicht unweigerlich zerstören. Auch das Unterschreiten der unteren Spannungsgrenze – sie liegt bei 2,5 Volt – schädigt sie irreparabel.

Als Nutzer braucht man sich darum normalerweise nicht zu kümmern, da jedes handelsübliche Akkupack mit einer eigenen Lade- und Schutzelektronik ausgestattet ist [2]. Sie wacht beim Laden und Entladen über die Einhaltung der Grenzwerte, sorgt mittels Cell-Balancing über die gleichmäßige Ladung und Belastung jeder einzelnen Zelle und schaltet den gesamten Pack bei tiefenentladenen Zellen unter 1,5 Volt ab, um feurige Überraschungen zu verhindern.

Da die Lade- und Schutzschaltungen an die jeweils eingesetzten Li-Ionen-Zellen angepasst sind, sollte man die Zellen in den Akkupacks auf keinen Fall selbst austauschen. Sie lassen sich nicht zerstörungsfrei öffnen, Ersatzzellen sind über den normalen Handel nicht zu bekommen. Auf jeden Fall ist das Risiko eines Brands die paar gesparten Euro mit Einzelzellen aus dubiosen Quellen nicht wert.

Pro und Contra der Akkupflege

Einen pfleglichen Umgang belohnen Lithiumionen-Akkus durchaus mit einer längeren Lebenszeit. Die wichtigsten Tipps sind, Temperaturen über 40°C sowie vollständiges Be- und Endladen zu vermeiden. Um den Akku kühl zu halten, lässt man das Notebook möglichst selten im Auto oder direkten Sonnenlicht stehen. Im Betrieb ist der Akku allerdings sowieso einer hohen Hitze ausgesetzt, weil sich die Notebooks stellenweise auf weit über 40°C aufheizen. Also mag man im Netzbetrieb den Akku entfernen, wodurch einigen Gehäusen allerdings ein Auflagepunkt fehlt, sodass sie kippeln. Braucht man den Akku längere Zeit nicht, ist er – halb voll geladen und vor Feuchtigkeit geschützt – im Kühlschrank, nicht aber im Eisfach, gut aufgehoben.

Wegen der geringen Selbstentladung reicht es, alle drei Monate die Ladung zu überprüfen und den Akku gegebenenfalls nachzuladen. Um den Akku zu schonen, sollte man ihn möglichst selten auf über 90 Prozent seiner Kapazität laden (einige Notebooks bieten dazu eine Option) oder auf weniger als 10 Prozent leer laufen lassen (was man bei Windows einstellen kann).

Allerdings lässt sich die gewonnene Lebensdauer kaum beziffern. Geht man beispielsweise von einem Drittel der Lebensdauer aus, dann hält ein Akku vielleicht vier statt drei Jahre. Kostet ein Ersatzakku 150 Euro, zahlt man also pro Monat 3,12 statt 4,17 Euro – und für einen Euro pro Monat ist das ständige Herausnehmen und Kühlschrank-Aufbewahren sowie Aufladen vor der Benutzung und Achtgeben beim Entladen ganz schön umständlich. Außerdem verzichtet man ohne Akku auf die Ausfall-Sicherung: Wird beim Arbeiten mit dem akkulosen Notebook ungewollt das Netzteilkabel – eine häufige Stolperfalle – aus der Buchse gerissen, sind nicht gespeicherte Daten futsch. Bleibt der Akku im Gerät, passiert gar nichts. (rop)