Ein Smartphone wird kabellos geladen
Schadet Schnellladen dem Akku? (Bild: ©Gayan - stock.adobe.com)

Schäden vorbeugen

Schadet Schnellladen dem Smartphone-Akku?

Neue auf den Markt gebrachte Smartphones haben fast alle eine Schnellladefunktion integriert. Die Hersteller gehen also scheinbar davon aus, dass diese Funktion ein wichtiges Auswahlkriterium für die Verbraucher ist. Denn gerade nach dem Debakel mit den explodierenden Energiespeichern bei Samsung sind die Kunden bezüglich des Akkuthemas besonders sensibilisiert. Deshalb nimmt auch die Akkupflege einen großen Teil der öffentlichen Diskussion zum Thema Smartphone ein. Etliche Tipps zum richtigen Umgang mit Akkus sind im Umlauf. Ein Fakt ist dabei unumstößlich: Die Leistung der Lithium-Ionen­-Akkus nimmt bei täglicher Benutzung und regelmäßigem Laden kontinuierlich ab. Beschleunigt die Schnellladefunktion diesen Prozess oder hat sie keine Auswirkungen darauf? Das ist die Frage, die bei vielen Verbrauchern aufkommt. Wir erklären Ihnen, wie die Technik des Schnellladens funktioniert und diskutieren die Auswirkungen auf Ihre Akkus.

Verkürzung der Ladezeit

Mit der Schnellladefunktion müssen die Akkus schlicht und ergreifend mehr leisten. Sie soll den Akku der Smartphones nicht wie üblich innerhalb von ca. vier Stunden, sondern in weniger als einer Stunde vollständig aufladen. Der Akku soll also in etwas weniger als einer Stunde schaffen, wofür er unter normalen Umständen sechs bis achtmal so lange braucht. Inzwischen sind schon einige Schnellladesysteme veröffentlicht worden. Darunter auch das System QuickCharge von Qualcomm. Der Hersteller aus dem Silicon Valley entwickelt seine Schnellladefunktion ständig weiter. Während Qualcomm bei der dritten Version noch versprach, dass der Akku in ca. 40 Minuten zu 90 Prozent aufgeladen ist, sieht es bei der Ende 2017 veröffentlichten vierten Version schon wieder anders aus. Diese soll es nämlich ermöglichen, die Ladezeit auf bis zu fünf Minuten zu reduzieren. Die einzigen Geräte, die Qualcomm 4 bisher unterstützen, sind das Razer Phone von einem taiwanesischen Produzenten sowie das Nubia Z17 von ZTE aus China.

Spezielle Richtlinien

Damit solch ein schnelles Aufladen des Akkus überhaupt machbar ist, müssen grundlegende Voraussetzungen bei den Energiespeichern gegeben sein. Zum einen benötigt der Akku einen Temperatursensor. Dieser soll dafür sorgen, dass der Akku nicht erhitzt, sich keine Gase entwickeln und sich das enthaltene Lithium nicht löst. Denn durch das immens schnelle Laden kann die daraus resultierende Energie nicht immer gleich vollständig von den Akkuzellen verarbeitet werden. Aufgrund dessen ist die Temperatur des Akkus während des Ladevorgangs der entscheidende Indikator dafür, ob der Sensor richtig arbeitet. Eine weitere Voraussetzung für das Schnelladen bei Smartphones ist die Beschaffenheit des Akkus. Das Design der Speicherzellen muss passen und die Zellen müssen zudem noch die benötigte Performance liefern. Dass die Schnellladefunktion nicht verwendet werden darf, um das jeweilige Smartphone vollständig bis 100 Prozent aufzuladen, ist eine andere Voraussetzung.

Präzise Dosierung ist elementar

Die Hersteller von Ladetechnik streben danach, die Akkus und die dazugehörigen Teile (wie das Netzteil) bei den Ladevorgängen immer weiter zu entlasten. Insbesondere die historische technische Entwicklung des Netzteils ist interessant bezüglich des Schnellladens. Denn am Anfang betrug die Leistung dieser Netzteile nur fünf Watt. Mit dieser geringen Leistung wäre es verständlicherweise unmöglich, Schnellladefunktionen in die Tat umzusetzen. Aufgrund dessen wurde die Leistung verdoppelt und damit die Ladezeit halbiert, indem die Stromstärke erhöht wurde. Sie fragen sich jetzt mit Sicherheit, weshalb die Stromstärke nicht einfach weiter erhöht wurde. Bei einer solchen Steigerung der Stromstärke wäre die Ladetechnik schnell an ihre Grenzen gestoßen. Ein Grund dafür ist zum Beispiel das dünne USB-Ladekabel. Nach einem Austausch mit Energieversorgern wie beispielsweise Vattenfall konnten die Entwickler der Ladetechnik und der Akkus eine simple wie effektive Lösung präsentieren. Sie steigerten schlicht und ergreifend die Spannung, die respektive Voltzahl, soweit, dass sich bei Quick Charge unter optimalen Umständen atemberaubende 100 Watt transferieren lassen. Qualcomms vierte Version von QuickCharge soll das sogar noch übertreffen können. Dennoch müssen dabei einige Aspekte beachtet werden, die das Schnellladen zu einer komplexen Angelegenheit macht. So ist es nicht möglich, den Akku im Eiltempo vollständig aufzuladen, da er sonst großen Schaden nehmen könnte. Deshalb werden die letzten 20 bis 30 Prozent mit einem geringeren Tempo geladen. Darauf gehen wir im Verlauf des Textes aber noch genauer ein.

Hohe Temperaturen sind schädlich für die Akkus

Ein Smartphone wird per Powerbank geladen
Powerbank als Stromquelle (Bild: ©Vitalii - stock.adobe.com)

Für erhebliche Gefahren bei den Akkus sorgen Temperaturen ab circa 38 Grad Celsius. Je höher nämlich die Temperatur ist, desto mehr steigt die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Zellen der Lithium-Ionen mit Sauerstoff verbinden. Glücklicherweise haben die Hersteller dieser Gefahr schon entgegengewirkt. Kühlsysteme und Elektronik, die das Verhältnis von Spannung zu Stromstärke reguliert, machen eine gefährliche Überhitzung so gut wie unmöglich. Je höher die Stärken von Strom und Stromspannung sind, desto wichtiger ist die bereits angesprochene Elektronik. Diese Elektronik ist ein zentraler Bestandteil von den Schnellladefunktionen. Ohne diese Elektronik und die Zusammenarbeit sowie Abstimmung der einzelnen Bauteile des Smartphones steigt die Gefahr für erhebliche Akkuschäden deutlich an. Das kann so weit gehen, dass das Gerät nicht mehr funktionstüchtig ist.

Weitere Gefahren durch zu hohe Energiedichte

Nun kommen wir noch einmal zu der Voraussetzung zurück, dass die letzten 20 bis 30 Prozent mit einem geringeren, aber konstanten Tempo geladen werden müssen. Dafür ist das IU-Ladeverfahren verantwortlich. Dieses Verfahren sorgt dafür, dass der Akku mit einem gleichbleibenden Ladestrom bei anwachsender Spannung geladen wird. Das geht allerdings nur so lange, bis die sogenannte Ladeschlussspannung eintritt. Erreicht ist diese Spannung bei 70 bis 80 Prozent.

Wettbewerb um die Gunst der Verbraucher

Schnellladefunktionen sind ein immer wichtiger werdendes Qualitätsmerkmal von Smartphones. Bei Smartphone-Tests, die vielen Smartphone-Käufern die Wahl des richtigen Smartphones erleichtern sollen, sind deshalb Stromspannung und -stärke sowie Temperatur zentrale Kriterien. Aufgrund dessen müssen die Hersteller kontinuierlich weiter daran arbeiten, die jeweilige Schnellladefunktion weniger gefährlich für das Überleben des Akkus zu machen. Dies wird vor allem durch erhöhte Effizienz und verbesserte Kühlung gelingen. Eine klare Antwort auf die Frage, ob die Schnellladefunktion die Lebensdauer von Smartphone-Akkus verkürzen kann, kann nicht gegeben werden. Durch die vielen Weiterentwicklungen der Schnellladetechnik kann aber davon ausgegangen werden, dass die Vorteile dieser Technik die negativen Einflüsse auf den Akku übersteigen.