Akku oder Einmalbatterie: Welche Batterie für welchen Einsatzzweck?

Das grundlegende Dilemma: Innenwiderstand und Selbstentladung

Verbraucher stehen im Supermarkt oder Baumarkt regelmäßig vor der Frage: Greife ich zum preiswerten 10er-Pack Alkaline-Batterien oder investiere ich in wiederaufladbare Akkus samt Ladegerät? Die richtige Entscheidung hängt maßgeblich von zwei physikalischen Parametern ab: dem Strombedarf des Verbrauchers und der Entladedauer.

Alkali-Mangan-Einwegbatterien besitzen eine sehr geringe Selbstentladung und können problemlos 5 bis 10 Jahre im Schrank lagern. Ihr Nachteil ist jedoch ein verhältnismäßig hoher chemischer Innenwiderstand. Fließt ein hoher Laststrom, fällt die Spannung an der Batterie intern stark ab – ein großer Teil der chemischen Energie verpufft als Wärme in der Zelle selbst.

Moderne NiMH-Akkus mit geringer Selbstentladung (LSD-Technologie) besitzen dagegen einen minimalen Innenwiderstand. Sie können mühelos Dauerströme von mehreren Ampere abgeben, ohne dass die Klemmenspannung einbricht.

Hochstrom-Verbraucher: Die Domäne des Akkus

In allen Geräten, die Batterien innerhalb von Tagen, Wochen oder wenigen Monaten leeren, ist der Akku die einzig vernünftige Wahl. Zu den typischen Hochstromgeräten zählen:

• Kamera-Aufsteckblitze: Ein Kamerablitz benötigt innerhalb von Sekundenbruchteilen Spitzenströme von 3 bis 5 Ampere, um den Ladekondensator aufzufüllen. Eine Alkaline-Batterie kapituliert hier oft schon nach 50 bis 80 Auslösungen, während hochwertige Eneloop Pro Akkus über 300 bis 400 Blitze bei deutlich kürzeren Ladezeiten ermöglichen.
• Leistungsstarke LED-Taschenlampen: Moderne Cree- oder Luminus-LEDs ziehen 1 bis 3 Ampere. Ein Akku hält die Lichtleistung über die gesamte Laufzeit konstant hell.
• Motorisiertes Spielzeug und ferngesteuerte Modelle: Elektrische Antriebe fordern hohe Anlaufströme, die Einwegbatterien binnen kürzester Zeit überhitzen und einbrechen lassen.
• Elektrische Zahnbürsten und Rasierer: Hier sorgt die konstante Leistungsabgabe des Akkus für gleichmäßige Drehzahl bis zum Schluss.

Niedrigstrom-Verbraucher: Wo die Einwegbatterie punktet

Es gibt jedoch Geräte, deren Strombedarf im Mikroampere-Bereich liegt. Hier fließt so wenig Strom, dass ein Batteriesatz drei bis zehn Jahre im Gerät verbleiben soll:

• Rauchwarnmelder: Gesetzlich vorgeschriebene Rauchmelder (nach DIN 14676) müssen über Jahre hinweg absolut zuverlässig funktionieren. Hier kommen fast ausschließlich fest verlötete oder wechselbare Lithium-9V-Blöcke (Li-MnO2) zum Einsatz, die eine garantierte Lebensdauer von 10 Jahren bieten. Ein normaler Akku wäre durch seine Selbstentladung nach spätestens 18 Monaten leer und würde mitten in der Nacht Fehlalarme auslösen.
• Klassische Quarz-Wanduhren: Der Schrittschaltmotor zieht alle Sekunde einen winzigen Impuls. Eine gute Alkaline-AA-Batterie treibt das Uhrwerk zwei bis drei Jahre lang an.
• Infrarot-Fernbedienungen: Da sie nur beim Tastendruck minimale Energie benötigen, halten Primärbatterien hier oft viele Jahre.

Spannungsdifferenz: 1,5 Volt vs. 1,2 Volt entzaubert

Viele Anwender zögern beim Umstieg auf Akkus, weil auf der Einwegbatterie 1,5 Volt steht, während auf dem NiMH-Akku lediglich 1,2 Volt aufgedruckt sind. Sie befürchten, das Gerät erhalte zu wenig Spannung. Diese Sorge ist in 98 Prozent aller Fälle unbegründet, wenn man die Entladekurven betrachtet:

Eine fabrikneue Alkaline-Zelle startet zwar bei rund 1,55 Volt, ihre Spannung fällt unter Last jedoch kontinuierlich und steil ab. Bereits nach der Hälfte der Entladezeit liegt sie bei 1,2 Volt und sinkt weiter bis zur Entladeschlussspannung von 0,9 Volt ab. Nahezu alle elektronischen Geräte sind deshalb so konstruiert, dass sie bis hinab zu 1,0 Volt pro Zelle einwandfrei arbeiten.

Ein NiMH-Akku startet vollgeladen bei rund 1,35 Volt und verharrt dann über rund 80 Prozent seiner Entladezeit auf einem extrem stabilen Spannungsplateau von etwa 1,25 bis 1,20 Volt. Erst ganz am Ende bricht die Spannung steil auf 1,0 Volt ein. In der Praxis liefert der 1,2-Volt-Akku über weite Strecken also sogar eine höhere Arbeitsspannung als die gealterte 1,5-Volt-Alkaline-Batterie!

Die dritte Generation: 1,5V Li-Ion-Akkus mit USB-C

Für die seltenen Spezialgeräte, die bei weniger als 1,4 Volt tatsächlich den Dienst verweigern (beispielsweise manche älteren Blutdruckmessgeräte, Funk-Heizkörperthermostate mit strenger Schwellenspannung oder spezielle Mikrofone), gibt es seit einigen Jahren eine innovative Lösung: 1,5-Volt-Lithium-Akkus. Im Gehäuse einer normalen AA- oder AAA-Zelle sitzt ein 3,7-Volt-Lithium-Polymer-Kern, kombiniert mit einem winzigen Abwärts-Schaltregler (Step-Down-Converter). Dieser Regler gibt bis zum letzten Milliampere exakt 1,50 Volt an den Kontakten aus. Geladen werden diese Zellen meist direkt über eine winzige integrierte USB-C-Buchse.