(Smartphone) Akku ständig leer. Ursachen und Lösungen.

Wenn der (Smartphone)Akku ungewöhnlich schnell leer ist, er also keinesfalls einen (Arbeits)Tag durchhält, kann das verschiedene Gründe haben. Ich liste hier mal alle möglichen Gründe auf. Fluchen hilft übrigens nicht weiter 🙂


Es ist schon nervig. Man hat sich an die moderne Technik (Smartphone) gewöhnt, und erwartet wie selbstverständlich eine Ladezeit von fast leer auf voll innerhalb von 10 Minuten – und das der Akku dann auch den ganzen Tag durchhält. Sowas ist heute noch nicht möglich, zumindest nicht was die Ladezeit angeht. Da die Entwicklung nicht stehen bleibt, sind sehr kurze Ladezeiten und mehrtägige Nutzungszeiten wohl schon bald möglich…

Lipo Akku Ladestand
Pixabay, Nr. 1688883. Wenn der Akku vom Smartphone einfach nicht durchhalten will, gefühlt nur wenige Stunden hält, so kann das (abstellbare) Ursachen haben… Fluchen hilft aber leider nicht weiter 🙂
Das Problem; der Akku wird schnell leer. Aber warum, um alles in der Welt?

Die Gründe

Smartphone Akkus werden zwar immer leistungsfähiger. Aber der Stromverbrauch der Geräte steigt oft schneller als die Akkus leistungsfähiger werden; zunächst brauchen die modernen Smartphones immer mehr Strom, weil sie bessere Displays haben, schnellere Prozessoren, mehr und umfangreichere Anwendungen (Apps) installiert sind, und leistungsfähigere Betriebssysteme (z.B. Apple iOS oder Google Android) im Einsatz sind. Auch wenn es hier und da (Strom)Optimierungen gibt, ist die Aufgabe eines Akkus nicht immer einfach. Ein Akku ist kein Tank, den man mal eben mit „Sprit“ befüllen kann, sondern ein komplexes chemisches Bauteil – dessen Leistung von vielen Faktoren abhängig ist. Ich habe hier mal einige Hinweise zur optimalen Nutzung gegeben, die sich an der aktuellen Wissenschaft orientieren.

Akkutemperatur

Ein Akku besteht vereinfacht aus zwei Elektroden welche in einem Dielektrikum (eine chemische Schicht) stecken. Eine herkömmliche Batterie (z.B. nicht aufladbare Zelle, Knopfzelle, Micro, Mignon) gibt bei einer Aufwärmung plötzlich wieder halbwegs Energie frei. Dies liegt daran, dass eine erhöhte Temperatur die chemischen Prozesse beschleunigt. Tatsächlich kann man sogar herkömmliche (Alkali-Mangan) Batterien, welche nicht aufladbar sind, dennoch mit geeignetem Ladegerät/Auffrischer einige Male wieder recht gut „beleben“. Bei einem Li-Ion Akku ist die Temperatur sehr wichtig. Große Akkus (z.B. in E Autos, oder in Hausspeichern) werden sogar aktiv temperiert. Zu hohe und zu niedrige Temperaturen sind ein Prolem. Die Temperatur des Akkus sollte generell zwischen 15 und 25 Grad Celsius liegen.

Akku richtig lagern (bei Nichtnutzung)

Die Lagertemperatur sollte im Bereich von ca. 15 bis 20 Grad Celsius liegen. Akkus sollten bei einer bekannten Lagerung über Monate nicht im Vollzustand gelagert werden, sondern max. zu 80 % aufgeladen werden. Nach ca. 4 Wochen sollte der Ladezustand kontrolliert werden, und ggf. erneut auf max. 80% nachgeladen werden.

Akku Schnellladung

Die Akkuentwicklung geht weiter. Aber es handelt sich um chemische Prozesse beim aufladen. Und diese können (heute) noch nicht beliebig beschleunigt werden. Beim sehr schnellen aufladen wird der Akku zwar schneller voll, hat oft aber nicht die gleiche Ausdauer, wie beim „normal-schnellen-laden“. Und der Akku wird auch wärmer, was aber nur bedingt ein Problem ist. Darum sollte ein Akku – auch wenn er schnellladefähig ist – idealerweise nicht (sehr) schnell geladen werden. Der Ladevorgang sollte – Stand 2020 – bei einem Li-Ion (Lithium Ionen) Akku, welcher heute üblicherweise in einem Smartphone zum Einsatz kommt, nicht schneller als rund 1 Stunde – eher weniger schnell – erfolgen. Dies schont den Akku. Wie gesagt, die Akkus werden auf Dauer immer leistungsfähiger, und können sicher demnächst auch problemlos schneller geladen werden. Der Wirkungsgrad eines üblichen Li-Ion Akkus liegt bei gut 80%.

Akku ist nicht gleich Akku

Es versteht sich von selbst, dass der Akku eines günstigen Smartphone, welches (Stand 2020) neu rund 150,- Euro kostet, niemals so hochwertig sein kann, wie der Akku eines Luxus-Smartphones, z.B. ein Apple iPhone der neuesten Generation, oder z.B. ein hochwertiges Google Pixel. Gründe für eine schnelle Akkuentladung kann aber auch ein verbrauchter oder gar defekter Akku sein. Gute Akkus halten bei guter Benutzung leicht mehr als 3 Jahre. Viele Li-Ion Akkus halten sogar 10 Jahre und länger. Freilich ist die speicherbare Energiemenge reduziert nach rund 10 Jahren, zum Beispiel auf 80% der ursprünglichen Kapazität. Auch der Innenwiderstand geht hoch. Die heutigen Li-Ion Akkus haben eine typische Lebensdauer von min. 1000 Zyklen. Der Akku kann also min. 1000 mal entladen werden. Der Zyklus bezieht sich also auf das entnehmen der gesamten Ladeenergie. Diese muss aber nicht auf einmal entnommen werden. Sie darf zwischendurch auch nachgeladen werden. Ist der Akku zu 80% gefüllt, und wird bis 30% entladen, dann ist das 1/2 Zyklus.

Wie lädt man einen Li-Ion Akku richtig?

Bei einem hochwertigen Smartphone spielt es (eigentlich) keine Rolle, ob Sie den Akku erst laden, wenn er schon ziemlich leer ist, oder ob Sie ihn schon aufladen, wenn noch 70% verfügbar ist. Ebenfalls spielt es (eigentlich) keine Rolle, ob der Akku mit 2 C schnell, oder mit 1 C (1 C = 1 x Capazität/Kapazität = eine Stunde von fast leer bis voll) normal schnell geladen wird. Aber einfache Smartphones haben nicht immer eine intelligente Ladeelektronik. Hinzu kommt der nicht so hochwertige Akku. Was man aber immer tun kann, wenn es Ladehemmungen gibt; gerade bei einfachen Smartphones und einfachen Akkus sollte man den Akku nicht auf 100% aufladen, sondern nur auf max. 90%. Tatsächlich gibt es zum Beispiel bei Apple iPhones eine Abschaltautomatik, welche bei 80% den Ladevorgang stoppt. Weiter sollte man das Smartphone nicht ständig am Ladeanschluss belassen, nur um zu erreichen, dass der Akku dann „jederzeit“ voll ist. Genau das ist leider akkuschädlich. Aber auch der Start der Ladung sollte nicht unter 20% Ladestand liegen. Denn zu tief entladene Akkus nehmen auch Schaden. Der Batterieforscher Tobias Placke vom MEET (Münster Electrochemical Energy Technology) begründet dieses engere Fenster der Akkunutzung mit einer geringeren Belastung aller Akkukomponenten. Einen Memory-Effekt tritt übrigens bei Li-Ion Akkus nicht auf.

Auch die Anwendungen sind ein Problem

Wer z.B. viele Anwendungen neben den sowieso schon im Betriebssystem enthaltenen installiert, und diese auch so konfiguriert, dass ständig in Echtzeit Benachrichtigungen gemeldet werden, sorgt so schon dafür, dass viel mehr Strom aus dem Akku bezogen werden muss. Die Folgen sind ein schnell entladener Akku. Stellen Sie bei den unbedingt benötigten Anwendungen also ein, wie diese sich verhalten sollen, zum Beispiel der Benachrichtigungen betreffend. Idealerweise sollten Sie die Anwendung sogar beenden, wenn Sie sie nicht benötigen. Weiter können Sie auch unnötige Funktionen (die nicht immer benötigt werden) ausschalten. Das kann z.B. ein WLAN Empfang sein, oder der Bluetooth Kontakt, oder die Hotspot Funktion. Ebenfalls können Sie beim Smartphone den sog. Energiesparmodus aktivieren. Hier muss aber beachtet werden, dass u. U. einige Funktionen beim deaktivieren zu anderen Funktionseinschränkungen führen. Diese Maßnahmen können sich aber dennoch lohnen. Denn ist einfach genial, wenn man auch ein älteres Smartphone problemlos vom frühen Morgen bis zum späten Abend nutzen kann.

Wenn Sie die obigen Hinweise beachten, werden Sie schon am nächsten Tag bei Ihrem Smartphone beobachten, dass der Akku deutlich länger hält – nämlich locker bis zum späten Abend.

Vielen Dank für das Lesen, Ihr/Euer Jürgen Blumenkamp.

Das ohmsche Gesetz

Das ohmsche Gesetz (Ohmsche Gesetz) beschreibt die Zusammenhänge zwischen dem Spannungsabfall auf einem ohmschen Leiter, der ja einen gewissen Widerstand hat. Und auf jedem Widerstand fällt eine Spannung ab (ein Verlust), welche vom Widerstand und von der Stromstärke abhängt.


Das Verhältnis von Spannungsabfall zu Stromstärke ist proportional, also verhältnisgleich. Doppelte Stromstärke bedeutet also auch doppelter Spannungsabfall. Doch es gibt noch weitere Faktoren, die den Spannungsabfall beeinflussen.

Das Ohmsche Gesetz wurde bereits 1826 von Georg Simon Ohm umfangreich beschrieben. Es beschreibt die Zusammenhänge von Spannung, Strom, Widerstand und Leistung an einem „idealen“, also von der Frequenz unabhängigen, und damit ohmschen Widerstand.

Es ist sehr wichtig und hilfreich, das ohmsche Gesetz, also die elektrischen Zusammenhänge von Spannung, Strom, Widerstand und Leistung zu verstehen. Nur dann können Schaltungen auch verstanden werden. Auch die Temperatur ist ein Faktor (von vielen weiteren), welche auf die entsprechenden Werte Einfluss nimmt.

Doch was bedeutet eigentlich „ohmscher Leiter“ oder „ohmscher Widerstand? Nun, es bedeutet, dass die Gesetze für Spannung, Strom, Widerstand und Leistung von der Frequenz unabhängig sind. Denn neben ohmschen Widerständen (also ohmsche Leiter, Stromleiter, Kabel) gibt es ja auch kapazitive und induktive Widerstände. Ein normales Kabel z.B. hat durchaus auch einen induktiven, und auch einen kapazitiven Widerstandsanteil, neben dem sowieso vorhandenen ohmschen Widerstandsanteil.

Das ohmsche Gesetz kann auch für nicht ohmsche Widerstände (also nicht ohmsche Leiter) eingesetzt werden. Diese spezielle Thematik soll an dieser Stelle jedoch nicht weiter behandelt werden.

Elektronik, ohmsches Gesetz, Strom, Spannung, Leistung, Stromquelle, Verbraucher, Widerstand.
Zusammenhänge im Ohmschen Gesetz
Tabelle des ohmschen Gesetzes

Im wesentlichen geht es beim Ohmschen Gesetz um drei sog. Hauptformeln. Freilich können aus zwei Werten weitere berechnet werden.

…..Spannung (Formelzeichen U für lat. ugure, in Volt)  => U = R mal I, also Widerstand mal Strom.

…..Widerstand (Formelzeichen R für engl. Resistor, in Ohm) => R = U/I also Spannung durch Strom.

…..Strom (Formelzeichen I für engl. Intensität, in Ampere) => I = U/R also Spannung durch Widerstand.

Oben im Bild sieht man die Stromquelle, welche ja letztlich auch einen eigenen (Innen)Widerstand hat. Dies alleine ist der Grund, warum eine Stromquelle „in die Knie geht“, wenn sie belastet wird. Es fällt schlicht ihre eigene Spannung an ihren eigenen Widerstand ab. Weiter sehen wir die Leitung. Auch auf Ihr fällt eine Spannung ab, eben weil ein Strom fließt, welcher einen Spannungsabfall an dem Widerstand der Leitung verursacht. Rechts der Verbraucher, an dem die Spannung anliegt.

Wie wichtig das Thema „Spannungsabfall“ ist, zeigt folgendes Beispiel;

Ein Verbraucher für 12 V DC verursacht angenommen einen Stromfluss von 10 A. Auf einer 1,5 mm2 dicken (bzw. dünnen) Stromleitung von z.B. 10 Meter Länge hat dies einen Spannungsabfall von mehreren Volt zur Folge. Das Verhältnis von Spannungsabfall zu Betriebsspannung ist hier also extrem ungünstig. Von den 12 V kommen vielleicht nur noch 10 oder 9 V am Verbraucher an. Das ist nur noch ca. 75 % der ursprünglichen Spannung.

Anders sieht es aus, wenn ein Verbraucher z.B. für 120 V DC ebenfalls einen Stromfluss von 10A verursacht. Auf der gleichen Leitung fällt dann zwar die gleiche Spannung in Volt ab, jedoch macht sich der aus wenige Volt bestehende Spannungsabfall in Bezug zur Höhe der Spannung der Spannungsquelle ganz erheblich weniger negativ bemerkbar. Von den 120 V kommen dann immer noch 117 Volt beim Verbraucher an.

Das bedeutet; große Leistungen sollten möglichst mit hohen Spannungen übertragen werden, da die Verluste (in Prozent) dann geringer sind. Das alleine ist auch der Grund, warum wir draußen Hochspannungsleitungen haben, mit bis zu 400.000 Volt. Wer kann so eine hohe Spannung gebrauchen? Niemand. Nicht mal Generatoren können eine so hohe Spannung erzeugen. Aber um die Leistung (z.B. eines Kraftwerkes) über lange Entfernungen möglichst verlustfrei übertragen zu können, wird die Spannung mit einem Trafo hochgesetzt, über bis zu tausende von Kilometern transportiert, um sie am Ende wieder mit einem Trafo herunter zu setzen. Das Verfahren ist teuer, aber dennoch effektiver, als z.B. eine 400V Drehstromspannung (Kraftstrom, Stern/Dreieck) über so lange Entfernungen zu transportieren – die Verluste wären unglaublich hoch.

So, weiter möchte ich dieses Thema „Ohmschen Gesetz“ hier in den Grundlagen nicht ausführen 🙂

Vielen Dank für´s lesen.

Freundliche Grüße, Jürgen Blumenkamp

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