NiMH oder Lithium laden: gleiche Hülse, anderes Profil

Im Set liegen die Rundzellen nebeneinander, und beide wirken so, als gehörten sie in denselben Schacht. Auf der einen Hülle steht 3,7 V, auf der anderen 1,2 V. Ob Sie damit NiMH oder Lithium laden, entscheiden der Aufdruck und das Programm im Ladegerät. Das Außenmaß einer 18650 sagt nichts über die Chemie. Eine Zelle, die mechanisch in den Schacht geht, ist noch nicht die Zelle, für die die gewählte Stufe gebaut ist.

Kurz gesagt

NiMH mit nominal 1,2 V und Lithium-Ionen mit nominal 3,6 V oder 3,7 V sind verschiedene Systeme, auch in einer Hülle von 18 × 65 oder 18 × 67 mm. Lithium-Ionen mit den üblichen Kathoden endet bei 4,20 V je Zelle und bekommt keine Erhaltungsladung. NiMH endet über Spannungsrückgang, Temperatur und Timer, LiFePO4 bei etwa 3,65 V in einem eigenen Profil.

Gleiche Hülse: NiMH oder Lithium laden

Das Format 18650 beschreibt ein Außenmaß, keine Zellchemie. Lithium-Ionen trägt hier nominal 3,6 V oder 3,7 V, der Ladeschluss liegt meist bei 4,20 V. NiMH mit nominal 1,2 V ist ein anderes System und kein Ersatz. Dieselbe Spannung gilt in dem Mantel, den Händler mit 18 × 65 oder 18 × 67 mm auszeichnen, und eine solche 18650 NiMH Hülse gehört nicht ins Lithium-Ionen-Programm, nur weil der Schacht sie aufnimmt.

Der Aufdruck ist klein, und ein Ladegerät mit mehreren Programmen lässt die letzte Taste leicht stehen. Lesen Sie Volt und Chemie, bevor die Zelle den Kontakt berührt. Steht dort NiMH oder 1,2 V, ist das Lithium-Programm die falsche Stufe, und steht dort Li-Ion, 3,6 V oder 3,7 V, ist das Nickel-Programm ebenso falsch.

Fehlt die Angabe, laden Sie die Zelle nicht in dem Profil, das gestern für die Nachbarzelle galt. Welche Nennspannung zu welcher Zelle im Set gehört, steht im Vergleich der 18650-Akkus.

Lithium-Ionen: Spannungsgrenze, kein Trickle

Beim NiMH oder Lithium laden arbeitet Lithium-Ionen mit einer harten Spannungsgrenze. Battery University beschreibt für die üblichen Kathoden 4,20 V je Zelle, mit einer Toleranz von plus/minus 50 Millivolt. Der Lithium Ladeschluss 4,20 V ist die Obergrenze für diese Zellen. Manche nickelbasierten Varianten enden bei 4,10 V, manche Hochvoltzellen liegen höher. Über die Spezifikation hinaus steigert eine höhere Spannung die Kapazität und stresst die Zelle, und Überladung wird nicht akzeptiert.

Der Ablauf ist Konstantstrom und danach eine Sättigung an dieser Grenze. Konstantstrom und Spannungsgrenze stehen als CCCV gegen das Delta-V der Nickelzelle: hier entscheiden die gehaltene Spannung und der absinkende Strom. Volle Ladung ist erreicht, wenn der Strom auf etwa 3 bis 5 Prozent der Ah-Angabe fällt. Eine niedrigere Schwelle schont die Zelle und kostet Laufzeit.

Vollladung ist für die Lebensdauer nicht nötig. Eine Erhaltungsladung wie bei Blei gibt es nicht, und ein Dauer-Trickle hat an der Lithium-Zelle keinen Platz. Die 4,20 V gelten für die üblichen Kathoden, nicht für jede Zelle mit Lithium im Namen und nicht für NiMH mit 1,2 V.

NiMH: anderes Ende, empfindlich gegen Überladung

NiMH mit 1,2 V zeigt die Vollladung schlechter als eine NiCd-Zelle. Die Spannung liegt lange auf einem Plateau, das Ende ist nur ein kleiner Rückgang. Ein gutes Gerät kombiniert den Spannungsrückgang NDV um etwa 5 Millivolt je Zelle oder weniger, den Temperaturanstieg, eine Temperaturschwelle und einen Timer. Fünf Millivolt sind leicht zu verfehlen. Wer auf eine Stufe wie 4,20 V wartet, sieht das Ende einer Nickelzelle nicht, weil es dieses Ende bei 1,20 V nicht gibt.

Nach der Vollladung liegt ein NiMH Trickle um 0,05C. Das ist ein Nachladestrom von etwa fünf Prozent der Ah-Angabe, kein zweiter Hauptladezyklus. Ein NiCd-Ladegerät mit höherem Trickle überlädt NiMH und überhitzt die Zelle. Langsames Laden mit 0,1C bis 0,3C zeigt oft kein klares Ende. Dann muss der Timer tragen, und Überladung bleibt möglich.

Laden Sie bei Raumtemperatur, nicht in der Hitze und nicht bei Frost. Lauwarm kann „voll“ bedeuten. Dauerwarm auf Trickle ist zu viel. 0,05C ist die Größenordnung eines zulässigen Nachladens, kein Freibrief für eine spürbar warme Zelle.

LiFePO4 ist ein drittes Profil

Lithium-Eisenphosphat sitzt spannungsmäßig zwischen den beiden anderen, ohne zu einem von ihnen zu gehören. Nominal liegt LiFePO4 bei etwa 3,2 V, der Ladeschluss bei etwa 3,65 V. Das ist ein LiFePO4 anderes Profil. Die 4,20 V des üblichen Lithium-Ionen-Programms sind dafür nicht die Einstellung. Eine Zelle mit dieser Aufschrift kommt weder in die 4,20-V-Stufe noch ins NiMH-Programm mit 1,2 V, wenn das Ladegerät LiFePO4 nicht ausdrücklich kann.

Was bei 4,20 V an einer solchen Zelle abläuft, lässt sich nicht zu einer Minutenangabe umrechnen. Fest steht die Abweichung: 4,20 V liegt über den etwa 3,65 V. Daraus wird keine Erlaubnis, dieselbe höhere Grenze auf LiFePO4 zu legen.

„Lithium“ auf dem Ladegerät ist kein Sammelname für jede Zelle, in der Lithium steckt. Li-Ion mit Ladeschluss 4,20 V, LiFePO4 mit etwa 3,65 V und NiMH mit 1,20 V sind drei Enden. Ein Gerät ohne ausdrückliche LiFePO4-Stufe lassen Sie für diese Zellen aus, auch wenn der Schacht die Hülle fasst. Die Abgrenzung der Profile steht unter LiFePO4 und NiMH.

NiMH oder Lithium laden im falschen Programm

Nickel und Lithium brauchen verschiedene Ladealgorithmen. Das Ladegerät Chemie verwechseln gibt der Zelle ein Ende, das sie nicht hat.

• NiMH, 1,20 V: Ende über NDV um etwa 5 mV, Temperatur, Timer und Trickle um 0,05C. Falsch sind die Lithium-Stufe mit 4,20 V und ein NiCd-Gerät mit höherem Trickle.
• Lithium-Ionen, 3,6 V oder 3,7 V: Ende bei 4,20 V, plus/minus 50 mV, wenn der Strom auf 3 bis 5 Prozent fällt. Falsch sind das NiMH-Programm, ein Dauer-Trickle und eine Erhaltung wie bei Blei.
• LiFePO4, etwa 3,2 V: Ende bei etwa 3,65 V. Falsch sind die 4,20-V-Stufe und das Nickel-Programm, wenn LiFePO4 fehlt.

Gehen Sie vor dem Einstecken in dieser Reihenfolge vor:

1. Lesen Sie Chemie und Nennspannung auf der Hülle und schieben Sie Zellen mit verschiedenen Aufschriften nicht in denselben bereits gewählten Modus.
2. Stellen Sie das Programm auf diese Aufschrift: NiMH nicht ins Li-Ion-Programm, Li-Ion nicht ins NiMH-Programm, LiFePO4 in keines von beiden, wenn das Gerät es nicht ausdrücklich kann.
3. Starten Sie erst dann. Ein Schacht, der die Hülle fasst, ist keine Freigabe für die Stufe der vorigen Zelle.

Die Liste ersetzt nicht die Zahl auf einer Zelle mit 4,10 V oder einer höheren Hochvolt-Grenze. Fehlt jede Spannungsangabe, laden Sie nicht auf Verdacht. Welches Gerät die Programme trennt, steht im Vergleich der 18650-Ladegeräte und der Akku-Ladegeräte.

Laden beenden, bevor es heiß wird

Das Umweltbundesamt fasst den Umgang mit Lithium-Batterien und Akkus so: nur das für den Akku oder das Gerät vorgesehene Ladegerät, nicht unbeaufsichtigt, nicht neben Brennstoff, nicht im Schlaf. In der Nähe bleiben heißt, den Vorgang nicht in ein leeres Zimmer oder unter ein Kissen zu legen. Für NiMH kommt die eigene Grenze dazu: Raumtemperatur, nicht heiß und nicht bei Frost, und ein Trickle, der die Zelle dauerwarm hält, ist bereits zu viel.

Brechen Sie ab, sobald die Zelle heiß wird. Bei Lithium-Ionen ist ein Anstieg von mehr als etwa 10 °C gegenüber dem Start des normalen Ladens das Signal, den Vorgang zu beenden. Trennen Sie das Ladegerät vom Netz und legen Sie die Zelle nicht zurück in dasselbe Programm. Eine Zelle, die unter dem falschen Profil warm geworden ist, bekommt keinen zweiten Versuch.

Bei NiMH kann lauwarm zu dem Zeitpunkt voll sein, an dem NDV, Temperatur oder Timer das Ende melden. Dieselbe Zelle danach noch deutlich warm auf einem zu hohen Trickle zeigt zu viel Nachladestrom. Langsam mit 0,1C bis 0,3C nur dann, wenn ein Timer den Vorgang begrenzt. Ein Netzteil ohne diese Grenze über Nacht ist keine schonende Alternative. 4,20 V auf eine 1,2-V-NiMH-Zelle bleibt der falsche Algorithmus. Das richtige Profil gehört trotzdem nicht in den Schlaf.