Batterien und Akkus sind ein unverzichtbarer Bestandteil unseres täglichen Lebens geworden. Sie versorgen eine Vielzahl von Geräten mit Energie. Damit haben sie unseren Alltag revolutioniert, die Art und Weise, wie wir arbeiten, kommunizieren und uns fortbewegen.
Hier zeige ich dir Statistiken, lustige Fakten, faszinierende Zahlen und Zusammenhänge. Du findest mehr als 60 Fakten über Akkus und Batterien.
Betrachten wir die Welt dieser wichtigen Energiequellen etwas näher. Und ganz nebenbei erfährst du mehr über die Geschichte, Technologie, Anwendungen und Umweltaspekte von Akkus und Batterien. Entdecke, wie sie unseren Alltag beeinflussen.
Lithium Ionen Akku
Lithium Ionen Akkus werden derzeit am häufigsten als Akkus in Elektronikgeräten verwendet. Besonders häufig versorgen sie tragbare Geräte wie Smartphones und Laptops mit Energie.
Die Lithium-Akkus wurden in den 1980er Jahren von John B. Goodenough, Akira Yoshino und Michael Stanley Whittingham entwickelt. Für Ihre Erfindung erhielten die drei Forscher im Jahr 2019 den Nobelpreis für Chemie.
Ohne Lithium-Ionen-Akkus wären Elektroautos und Smartphones unmöglich.
Umsatz der Batteriebranche in Deutschland
Die deutsche Batteriebranche erzielte im Jahr 2022 einen Rekordumsatz von 8,88 Milliarden Euro. Das ermittelte das Statistische Bundesamt.
Weltweiter Batteriemarkt
Der weltweite Markt für Batterien und Akkus wird auf über 100 Milliarden US-Dollar geschätzt. Aufgrund der steigenden Nachfrage nach Elektronikgeräten und Elektrofahrzeugen wächst der Markt rasant weiter.
So schätzen die Verbände VDI und VDE, dass der Bedarf bis zum Jahr 2030 auf das 15-fache ansteigen wird. Das wären dann 1,5 Billionen US Dollar. Eine Zahl mit elf Nullen, oder 1500000000000 $.
Ungefähr 1 % der Haushaltsabfälle bestehen aus Sondermüll wie Batterien und Farben. Diese Menge ermittelte das Statistische Bundesamt aus den eingesammelten Abfällen.
Alkali-Mangan-Batterien
Alkali-Mangan-Batterien werden auch Alkalibatterien oder Alkaline genannt. Sie gehören zu den am häufigsten verwendeten Einwegbatterien und sind in Größen wie AA, AAA, C und D erhältlich.
Im Jahr 2021 wurden 36.665 Tonnen Alkali-Mangan (AlMn)-Batterien in Verkehr gebracht. Diese Menge ermittelte das Umweltbundesamt. Etwas mehr als die Hälfte kommen noch einmal in Form von Akkus dazu. Deren Menge betrug 20.756 Tonnen im Jahr 2021.
Bleiakkumulatoren
Blei-Akkus sind eine der ältesten Arten von wiederaufladbaren Batterien. Sie werden weiterhin häufig in Fahrzeugen eingesetzt. Vor allem als Autobatterie. Aber auch Gabelstapler, Modellschiffe und unterbrechungsfreie Stromversorgungen funktionieren dank Blei-Akkus.
Akkus in Elektrowerkzeugen
Akkus sind in einer Vielzahl von Elektrowerkzeugen zu finden, wie Akkuschraubern, Bohrmaschinen, Sägen, Heckenscheren und Rasenmähern. Die kabellose Freiheit macht die Arbeit und das Heimwerken viel flexibler.
Lagerung von Batterien
Um die Lebensdauer von Batterien zu verlängern, solltest du sie bei Zimmertemperatur lagern. Noch besser wäre der Kühlschrank. Allerdings musst du die Feuchtigkeit fernhalten. Weitere Tipps zur Lagerung findest du hier.
Historische Batterien
Möglicherweise wurden bereits in der Antike Batterien verwendet. Bei Ausgrabungen wurde die sogenannte „Bagdad-Batterie" gefunden. Sie bestand aus einem Tongefäß, einem Kupferzylinder und einem Eisenstäbchen.
Vielleicht wurde die Batterie verwendet, um eine schwache elektrische Spannung für galvanische Vergoldung oder Versilberung zu erzeugen. Bereits 250 v. Chr könnten die Menschen eine Batterie genutzt haben, ohne etwas über Elektrizität zu wissen.
In den Wirren des Golfkriegs ist die Batterie aus dem irakischen Nationalmuseum verschwunden.
Batterieentsorgung und Recycling
Alte Batterien sollten ordnungsgemäß entsorgt werden, um Umweltverschmutzung zu vermeiden.
- Einerseits können Akkus und Batterien umweltschädliche Materialien enthalten. Einige Typen enthalten umweltschädliche Materialien wie Cadmium, Quecksilber oder Blei. Es ist wichtig, sie ordnungsgemäß zu entsorgen, um Umweltschäden zu vermeiden.
- Andererseits können diese Stoffe sowie wertvolle Materialien wie Zink und Lithium sehr gut recycelt werden. Aus den zurück gewonnenen Rohstoffen können neue Batterien produziert werden.
Deshalb gibt es in vielen Ländern Sammelstellen für Altbatterien. Trotzdem sinkt sogar in Deutschland die Sammelbereitschaft für alte Batterien und Akkus.
Zuletzt lag die Sammelquote nur bei knapp 50 %. Mehr zu dieser erschreckend niedrigen Bereitschaft, Batterien zu recyceln, findest du im Artikel „ Batterien entsorgen „.
95 % der Haushalte verwenden Einwegbatterien in Fernbedienungen. Das ermittelte Forsa in einer Umfrage.
Batterie oder Akku: was ist richtig?
Damit kommen wir zu einem Unterschied, den nur noch wenige Leute kennen:
Eine Batterie ist kein Akku.
Es gibt zwei Haupttypen von Batterien:
- Primärbatterien, sind nicht wiederaufladbar
- Sekundärbatterien, sind wiederaufladbar
Sie werden auch Primär- und Sekundärzellen genannt, oder Einweg- und wiederaufladbare Batterien.
Wobei du zu Sekundärzellen und wiederaufladbaren Batterien kurz Akku sagen kannst. Akku ist die Kurzform für Akkumulator. Das ist eine Batterie, die mehrmals aufgeladen und entladen werden kann. Beispiele sind Nickel Cadmium oder Lithium Ionen Akkus.
Einwegbatterien können hingegen nur einmal verwendet werden. Sind sie leer, müssen sie entsorgt werden. Beispiele hierfür sind Zink-Kohle- und Alkaline Batterien.
Interessante Fakten über Batterien
Erste Batterie
Die erste Batterie wurde 1800 vom italienischen Physiker und Wissenschaftler Alessandro Volta erfunden. Sie wird „Voltasche Säule" genannt.
Leistungsfähigkeit einer Batterie
Die Leistungsfähigkeit einer Batterie hängt von verschiedenen Faktoren ab. Wichtig sind zum Beispiel die Temperatur, der Entladestrom und das Alter der Batterie.
Energieerzeugung durch Bio-Batterien
Bio-Batterien sind eine vielversprechende alternative Energiequelle. Sie erzeugen elektrische Energie aus biologischen Materialien wie Zucker oder Bakterien.
Brennstoffzellen
Eine alternative Technologie zu Batterien sind Brennstoffzellen. Sie erzeugen elektrische Energie aus der Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff.
Statt einer lauten Knallgasreaktion funktionieren Brennstoffzellen ohne Verbrennung. Brennstoffzellen weisen ein paar Ähnlichkeiten zu Batterien auf. Sie können jedoch kontinuierlich betrieben werden, solange sie mit Wasserstoff versorgt werden.
Leckage von Batterien
Eine sogenannte Leckage tritt auf, wenn Elektrolytflüssigkeit aus einer Batterie austritt. Im normalen Sprachgebrauch heißt das, meine Batterie ist ausgelaufen. Das ausgelaufene Elektrolyt beschädigt meist das Gerät und die Batterie.
Um Leckagen zu vermeiden, solltest du Batterien nicht in Geräten lassen, die nicht mehr verwendet werden. Warum Batterien auslaufen, erkläre ich ausführlich in diesem Artikel. Dort zeige ich dir einen Trick, um deine Geräte zu reinigen.
Thermogeneratoren
Thermogeneratoren sind eine Art von Batterie, die elektrische Energie aus Wärmeenergie erzeugen. Sie nutzen den sogenannten Seebeck-Effekt, um elektrischen Strom zu erzeugen. Von früher kenne ich noch den Begriff Peltier-Element, das den gleichen Effekt beschreibt.
Nano Batterien
Nano Batterien sind eine aufstrebende Technologie. Dabei werden Nanomaterialien verwendet, um die Leistung und Lebensdauer von Batterien zu verbessern.
Knopfzellen
Knopfzellen sind kleine, scheibenförmige Batterien, die häufig in Uhren, Hörgeräten und anderen kleinen elektronischen Geräten verwendet werden. Zunehmend gibt es Knopfzellen auch als aufladbare Akkus.
Interessante Fakten über Akkus
Erfindung des Akkus
Die Erfindung des ersten wiederaufladbaren Akkus geht auf den französischen Physiker Gaston Planté zurück. Im Jahr 1859 erfand er den Bleiakkumulator.
Memory Effekt
Einige wiederaufladbare Batterien weisen den sogenannten Memory-Effekt auf. Deren Batteriekapazität sinkt nach unvollständigen Lade- und Entladezyklen.
Das betrifft insbesondere Nickel-Cadmium (NiCd) und Nickel-Metallhydrid (NiMH) Akkus. Sie sollten immer vollständig entladen werden. Und danach müssen sie wieder vollständig aufgeladen werden. Bei Lithium-Ionen-Akkus tritt dieses Problem nicht auf.
Solid-State-Akkus
Solid-State-Akkus sind eine aufstrebende Technologie. Dort werden Festkörper-Elektrolyte anstelle von Flüssigelektrolyten verwendet. Solid-State-Akkus versprechen eine höhere Energiedichte, schnellere Ladezeiten und eine verbesserte Sicherheit.
Sonnenenergie und Akkus
Photovoltaik-Anlagen verwenden häufig Akkus, um überschüssige Energie zu speichern. Dadurch wird eine kontinuierliche Stromversorgung möglich, auch wenn die Sonne nicht scheint.
Der Strom aus den Batterien kann nachts oder bei schlechtem Wetter genutzt werden.
Gerade bei erneuerbaren Energiesystemen spielen Speicherakkus eine große Rolle. Denn die Zeiten des höchsten Energieertrags decken sich nicht immer mit den Zeiten des höchsten Verbrauchs.
Akkupflege
Ein Akku will arbeiten, dann hält er länger. Du kannst die Lebensdauer deiner Akkus mit einfachen Tipps verlängern. Überlade den Akku nicht, vermeide Tiefentladung und Mangelladung sowie hohe Temperaturen.
Schnellladung
Viele moderne Akkus verfügen über Schnell-Ladetechnologien. Damit kannst du deine Akkus in kürzester Zeit wieder aufladen.
Akkulebensdauer
Die Lebensdauer eines Akkus wird in Ladezyklen gemessen. Ein Ladezyklus ist eine vollständige Entladung und anschließende Aufladung des Akkus.
Redox-Flow-Batterien
Redox-Flow-Batterien verwenden eine Flüssigkeit als Elektrolyt, um Energie zu speichern. Diese Elektrolytflüssigkeit besitzt eine hohe Speicherkapazität. Redox-Flow-Batterien eignen sich besonders gut als Energiespeicher für stationäre Anwendungen wie Stromnetz-Puffer.
Traktionsbatterien
Traktionsbatterien sind große Akkus. Sie werden in Elektrofahrzeugen eingesetzt, um elektrische Energie für den Antrieb zu speichern. Typische Anwendungen sind Gabelstapler, Transportroboter und Flurförderfahrzeuge.
Laut Definition gehören Traktionsbatterien zu den Antriebsbatterien. Damit wäre auch die Batterie eines Elektroautos eine Traktionsbatterie.
Akkus in der Telekommunikation
Akkumulatoren spielen eine wichtige Rolle in der Telekommunikation. Denke nur an dein Smartphone, das ohne Akku nicht funktionieren würde.
Aber auch für die Infrastruktur der Telekommunikationsnetze sind Akkus wichtig. Sie sind wichtig für die Notstromversorgung von Sendemasten, Vermittlungsstellen und kritischer Infrastruktur.
Akkus in Hybridfahrzeugen
Hybridfahrzeuge nutzen zwei Motoren. Ein Verbrennungsmotor und einen Elektromotor, der von einer Batterie angetrieben wird. Diese Kombination soll zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch und reduzierten Emissionen führen.
Kapazitätsverlust
Im Laufe der Zeit verlieren Akkus ihre Kapazität. Das bedeutet, sie können weniger Energie speichern und abgeben. Der Kapazitätsverlust ist ein natürlicher Alterungsprozess von Akkus. Er wird durch Faktoren wie Ladezyklen, Temperatur und Lagerung beeinflusst.
Akkus in der Raumfahrt
Im Weltraum spielen Akkus eine wichtige Rolle. Sie speichern elektrische Energie für Satelliten, Raumsonden und andere Raumfahrzeuge. Bei Raumsonden werden auch Thermogeneratoren und Radionuklidbatterien eingesetzt.
Notstromversorgung
Akkus werden häufig in Notstromversorgungssystemen (USV) eingesetzt. Damit können kritische Systeme trotz eines Stromausfalls weiterhin mit Strom versorgt werden. Sogenannte Online-USV können den Betrieb nahtlos übernehmen.
Die Akku-Leistung der Notstromversorgung ist meist so ausgelegt, dass der Betrieb unterbrechungsfrei von Diesel-Generatoren übernommen werden kann. Laut Angaben der Bundesregierung kann in Deutschland der Strom für durchschnittlich 10,73 Minuten pro Jahr ausfallen.
Tiefentladung
Eine Tiefentladung tritt auf, wenn ein Akku vollständig entladen wird. Dies kann die Leistung und Lebensdauer des Akkus beeinträchtigen. Wie sich die Tiefentladung auf unterschiedliche Akkutypen auswirkt, findest du hier.
Batteriemanagementsysteme (BMS)
Ein BMS ist ein elektronisches System, das den Lade- und Entladevorgang eines Akkus überwacht und steuert. Das ist vor allem bei Lithium-Akkus wichtig. Zum Beispiel besitzt der Akku deines Smartphones eine kleine Platine mit einem Batteriemanagementsystem. Das BMS regelt die Leistung, sorgt für Sicherheit und optimiert die Lebensdauer des Akkus.
Akkus in medizinischen Geräten
Akkus werden in einer Vielzahl von medizinischen Geräten eingesetzt. Als Pufferbatterie für kritische Geräte sowie in Infusionspumpen und Hörgeräten.
Akkus in Notbeleuchtungssystemen
Bei öffentlichen Gebäuden muss die Beleuchtung auch noch funktionieren, wenn der Strom ausfällt. Dafür gibt es Notbeleuchtungssysteme, die Akkus verwenden. Im Falle eines Stromausfalls sorgt die Notbeleuchtung für Sicherheit. Denn so kannst du überall den nächsten Notausgang finden.
Akkusicherheit
Bei unsachgemäßer Handhabung oder Beschädigung können Lithium-Ionen-Akkus gefährlich werden. Es ist wichtig, dass du diese Akkus nur so verwendest und lagerst, wie es vom Hersteller und den Sicherheitsregeln vorgeschrieben wird.
Selbst altmodische Autobatterien können gefährlich sein, weil sie ätzende Schwefelsäure enthalten. Außerdem liefern Akkus bei einem Kurzschluss sehr viel Strom, der Brände auslösen kann.
Ladezyklus
Als Ladezyklus gilt der Prozess, bei dem ein Akku vollständig entladen und wieder aufgeladen wird. Akkus haben nur eine begrenzte Anzahl von Ladezyklen, bevor die Leistung merklich abnimmt.
Akkus in Wearables
Akkus sind eine entscheidende Komponente in Wearables wie Smartwatches und Fitness-Trackern. Sie versorgen die tragbaren Geräte mit Strom.
Akkutypen und Technologien
Es gibt verschiedene Akkutechnologien. Dementsprechend können Akkus in verschiedene Typen eingeteilt werden, je nach verwendeten Materialien. Zu den gängigen Typen gehören Blei-Säure, Nickel-Cadmium ( NiCd), Nickel-Metallhydrid ( NiMH) und Lithium-Ionen ( Li-Ion).
Leistungsfähigkeit Akku
Die Leistungsfähigkeit eines Akkus gibt an, wie viel Energie er in welcher Zeit liefern kann. Die Leistungsfähigkeit wird durch den Innenwiderstand des Akkus beeinflusst.
Akkus in der Unterhaltungselektronik
Akkus sind in vielen Geräten der Unterhaltungselektronik eingebaut. Erst damit wird der mobile Einsatz von Telefonen, Laptops und Tablets möglich.
Akkus in der Luftfahrt
Akkus werden zunehmend in der Luftfahrt eingesetzt. Drohnen und elektrisch angetriebene Flugzeuge ermöglichen leise Flüge und ganz neue Möglichkeiten.
Akkus in der Militärtechnik
Akkus sind in der Militärtechnik weit verbreitet. Dort versorgen sie Kommunikationssysteme, mobile Radarsysteme und unbemannte Fahrzeuge mit Energie.
Akkumulatoren in Unterseebooten
In U-Booten werden Akkumulatoren zur Energieversorgung eingesetzt. Denn sobald das U-Boot getaucht ist, kann der Dieselgenerator nicht mehr betrieben werden.
Akkubetriebene Fahrräder
E-Bikes nutzen Hochleistungsakkus, um einen Elektromotor zu betreiben. Der zusätzliche Antrieb unterstützt dich beim Treten.
Akkuanwendungen in der Robotik
Akkus versorgen Roboter als mobile Stromversorgung. Sie werden als autonome Systeme in der Logistik und Landwirtschaft eingesetzt. Und natürlich zählen dazu auch Haushaltsgeräte wie der Staubsauger-Roboter und Rasenmäher-Roboter.
Alle technische Fakten rund um Akkus und Batterien
Kapazität
Die Kapazität eines Akkus wird in Amperestunden (Ah) oder Milliamperestunden (mAh) angegeben. Die Kapazität gibt an, wie viel Strom ein Akku oder eine Batterie über einen bestimmten Zeitraum liefern kann. Eine höhere Kapazität bedeutet eine längere Laufzeit.
Energiedichte
Die Energiedichte einer Batterie ist ein Maß dafür, wie viel Energie sie pro Gewichtseinheit speichern kann. Lithium-Ionen-Batterien haben derzeit die höchste Energiedichte unter den gängigen wiederaufladbaren Batterien.
Selbstentladung
Alle Akkus und Batterien entladen sich im Laufe der Zeit von selbst, selbst wenn sie nicht in Gebrauch sind. Die Selbstentladungsrate unterscheidet sich je nach Typ, chemischer Zusammensetzung und Umgebungstemperatur. Meist haben Akkus eine höhere Selbstentladung als Batterien.
Spannung
Die Spannung eines Akkus gibt an, wie viel elektrische Energie er liefern kann. Die Spannung wird in Volt (V) gemessen. Sie hängt von der Anzahl der Zellen und der verwendeten Elektrochemie ab.
Elektrochemische Zelle, Galvanisches Element
Eine galvanische Zelle ist die grundlegende Einheit einer Batterie oder eines Akkus. Sie wandeln chemische Energie in elektrische Energie um. Dazu besteht die Zelle aus zwei verschiedenen Metallelektroden, die in eine Elektrolytlösung getaucht sind.
Akkus und Batterien können aus einer oder mehreren elektrochemischen Zellen bestehen. Diese werden in Reihe oder parallel geschaltet, um die gewünschte Spannung und Kapazität zu erreichen.
Anode und Kathode
In einem Akku ist die Anode der Minuspol und die Kathode der Pluspol. Elektronen fließen von der Anode zur Kathode, um elektrische Energie bereitzustellen.
Flexible Batterien
Flexible Batterien sind dünne, biegsame Energiespeicher. Sie werden in elektronischen Geräten wie faltbaren Smartphones oder Wearables eingesetzt.
Batterieprüfung
Für große Anlagen sind regelmäßige Batterieprüfungen wichtig, um die Sicherheit und Leistung zu gewährleisten. Dabei werden der äußere Zustand, Spannung, Kapazität und Innenwiderstand geprüft.
Zuhause solltest du eine jährliche Batterieprüfung bei Rauchmeldern machen. Und es schadet auch nicht, die Batterien aus ungenutzten Geräten zu entfernen.
Normen, Größe, Typ und Form
Batterien gibt es in vielen verschiedenen Größen und Formen, von kleinen Knopfzellen für Uhren bis hin zu großen Autobatterien. Die unterschiedlichen Typen sind durch internationale Normen wie IEC oder ANSI standardisiert. Weitere Batterienormen sind in Vorschriften wie JIS, DIN, EN, SAE und BCI festgelegt.
Forschung und Entwicklung
An neuen Akkutechnologien wird ständig geforscht. Deshalb werden immer leistungsfähigere Akkus gebaut. Dabei sind Forschung und Entwicklung ein fortlaufender Prozess in den Firmen.
Ganz gezielt wird an leistungsfähigen, sicheren und umweltfreundlichen Batterietechnologien geforscht. Dazu gehören beispielsweise die Entwicklung von Festkörperbatterien oder die Erforschung neuer Materialien wie Silizium Anoden.
Nomophobie als nächste Volkskrankheit?
Die ständige Erreichbarkeit durch Smartphones und mobiles Internet hat auch Schattenseiten. Mehrere Studien deuten darauf hin, dass zwei Drittel der Mobilfunknutzer unter Nomophobie leiden.
Nomophobie ist die Angst ohne Mobiltelefon zu sein, weil zum Beispiel der Akku leer ist. Es ist die übermäßige Sorge, Zugriff auf das Smartphone zu verlieren. Nomophobie kann auch zu einer Abhängigkeit vom Mobiltelefon führen.
Die Bezeichnung Nomophobie ist eine Abkürzung für „No-Mobile-Phone-Phobia". Diese Angststörung äußert sich sich typischerweise in Symptomen wie innere Unruhe, Zittern, Verunsicherung und Schweißausbrüche.
Über 60 Fakten rund um Akkus und Batterien
Hoffentlich hat diese Liste mit über 60 Fakten zu Akkus und Batterien dein Interesse geweckt. Glaube mir, das ist erst der Anfang einer faszinierenden Reise in die Welt der Elektrotechnik, Chemie und Physik.
Jedenfalls finde ich erstaunlich, wie weit die Forschung in den letzten zwei Jahrhunderten gekommen ist.
Im Jahr 1800 baute Alessandro Volta die erste Batterie. Und heute fahren Elektroautos auf unseren Straßen, die über 50 Kilowattstunden in ihren Akkus gespeichert haben.
Für unsere Zukunft wird viel davon abhängen, wie elektrische Energie noch besser gespeichert werden kann.
Quellen- https://www.umweltbundesamt.de/daten/ressourcen-abfall/verwertung-entsorgung-ausgewaehlter-abfallarten/altbatterien
- https://www.destatis.de/DE/Presse/Pressemitteilungen/2022/12/PD22_546_321.html
- https://www.bundesregierung.de/breg-de/themen/klimaschutz/stromausfall-blackout-2129818
- https://de.wikipedia.org/wiki/Radionuklidbatterie
- https://www.researchgate.net/publication/324118253_Smartphone_und_Depression_Ursache_oder_Therapie/fulltext/5e98540592851c2f52a70568/Smartphone-und-Depression-Ursache-oder-Therapie.pdf
