Wie lange lädt ein 12V-2500mAh-NiCd-Akku?

Wer einen älteren 12V-NiCd-Akku mit 2500mAh besitzt, möchte meistens vor allem eines wissen: Wie lange muss der Akku am Ladegerät bleiben?

Bei einem klassischen Ladestrom von 250mA beziehungsweise C/10 dauert eine vollständige Ladung aus entladenem Zustand normalerweise ungefähr 14 bis 16 Stunden.

Die einfache Rechnung 2500mAh ÷ 250mA ergibt zwar 10 Stunden. Das wäre jedoch nur bei einem theoretischen Ladewirkungsgrad von 100 Prozent der Fall. Nickel-Cadmium-Akkus benötigen bei einer langsamen Ladung zusätzliche Energie, um tatsächlich den vollständig geladenen Zustand zu erreichen.

Mit höheren Ladeströmen geht es schneller. Dann müssen Akku und Ladegerät allerdings ausdrücklich für Schnellladung geeignet sein.

Ladezeit für einen 12V-2500mAh-NiCd-Akku im Überblick

Bei älteren Elektrowerkzeugen, Notbeleuchtungen, Modellbaugeräten oder Spezialgeräten mit einem originalen 250mA-Ladegerät ist die Angabe von rund 14 bis 16 Stunden daher meist die sinnvollste Orientierung.

Was bedeuten 12V und 2500mAh?

Eine einzelne Nickel-Cadmium-Zelle besitzt eine Nennspannung von ungefähr 1,2V.

Ein typischer 12V-Akkupack besteht daher aus zehn in Reihe geschalteten Zellen:

10 × 1,2V = 12V Nennspannung

Die Kapazität von 2500mAh entspricht:

2500mAh = 2,5Ah

Aus dieser Kapazität lassen sich die unterschiedlichen C-Raten berechnen.

Warum reichen bei 250mA nicht einfach 10 Stunden?

Die theoretische Formel lautet:

Ladezeit = Akkukapazität ÷ Ladestrom

Damit ergibt sich:

2500mAh ÷ 250mA = 10 Stunden

Diese Rechnung berücksichtigt jedoch keine Ladeverluste.

Bei einer klassischen C/10-Ladung eines NiCd-Akkus kann für eine grobe Planung mit einem zusätzlichen Faktor gerechnet werden:

Praktische Ladezeit ≈ Kapazität ÷ Ladestrom × 1,4

Also:

2500 ÷ 250 × 1,4 ≈ 14 Stunden

Je nach Akkuzustand, Temperatur und Ladegerät sind etwa 14 bis 16 Stunden realistischer als genau zehn Stunden.

Was bedeutet C/10?

C bezeichnet die Nennkapazität des Akkus.

Bei 2500mAh ergeben sich:

• C/20 = 125mA
• C/10 = 250mA
• C/5 = 500mA
• C/2 = 1,25A
• 1C = 2,5A

C/10 wurde bei vielen geschlossenen NiCd-Akkus traditionell als langsame Laderate eingesetzt.

Die niedrige Stromstärke bietet mehr Toleranz beim Erreichen des vollständig geladenen Zustands als eine Schnellladung mit hohem Strom.

Trotzdem gelten immer zuerst die Ladeangaben des jeweiligen Akkupacks.

Kann man mit 500mA oder 1A schneller laden?

Nur wenn der Akku dafür freigegeben ist.

Mit steigendem Ladestrom nimmt die Ladezeit ab, gleichzeitig wird eine präzise Erkennung des Ladeendes wichtiger.

Ein geeignetes NiCd-Schnellladegerät kann dafür unter anderem folgende Verfahren nutzen:

• Spannungsüberwachung
• Minus-Delta-U beziehungsweise -ΔV-Erkennung
• Temperaturüberwachung
• Erkennung des Temperaturanstiegs
• Sicherheitszeitgeber

Ein einfaches Netzteil mit höherem Ausgangsstrom ist kein Ersatz für ein dafür vorgesehenes NiCd-Schnellladegerät.

Kann man mit 2,5A in einer Stunde laden?

Bei einem 2500mAh-Akku entsprechen 2,5A einer Laderate von 1C.

Rein rechnerisch würde damit innerhalb einer Stunde eine Energiemenge entsprechend der Nennkapazität zugeführt.

In der Praxis entstehen jedoch Ladeverluste. Außerdem muss das Ladegerät zuverlässig erkennen, wann der Akku voll ist.

Ein speziell für Schnellladung konstruierter NiCd-Akku kann mit einem geeigneten Ladegerät in ungefähr 1 bis 1,5 Stunden voll werden.

Ein alter Akkupack, dessen Hersteller lediglich 250mA Ladestrom vorgibt, darf deshalb nicht automatisch mit 2,5A geladen werden.

Kann ein normales 12V-Netzteil verwendet werden?

Nein. Die Angabe 12V auf dem Akku ist keine Ladegeräte-Spezifikation.

12V bezeichnet die Nennspannung des Akkupacks.

Ein Ladegerät für NiCd-Akkus muss dagegen den Ladestrom kontrollieren und bei höheren Strömen eine geeignete Ladeenderkennung besitzen.

Ein gewöhnliches 12V-Netzteil kann:

• einen ungeeigneten Strom liefern
• keine kontrollierte Ladecharakteristik besitzen
• den vollständig geladenen Zustand nicht erkennen
• den Akku überladen oder erwärmen
• unter Umständen gar nicht korrekt laden

Verwenden Sie ein Ladegerät, das ausdrücklich für einen 10-zelligen NiCd-Akkupack beziehungsweise den konkreten Akku vorgesehen ist.

Kann ein 12V-Bleiakku-Ladegerät verwendet werden?

Im Normalfall nicht.

Blei-, NiCd-, NiMH-, Lithium-Ionen- und LiFePO4-Akkus benötigen unterschiedliche Ladeverfahren.

Dass zwei Akkus mit 12V gekennzeichnet sind, bedeutet nicht, dass die Ladegeräte untereinander austauschbar sind.

Wie erkennt das Ladegerät einen vollen NiCd-Akku?

Bei einer klassischen Langsamladung mit 250mA wird häufig über die vom Hersteller vorgegebene Ladezeit gearbeitet.

Bei Schnellladegeräten werden dagegen Änderungen des elektrischen und thermischen Verhaltens des Akkus ausgewertet.

Ein geeignetes Ladegerät kann daraufhin den Ladestrom abschalten oder reduzieren.

Die Leerlaufspannung allein eignet sich nicht besonders gut, um bei einem NiCd-Akku einen exakten Ladezustand in Prozent zu bestimmen.

Welche Faktoren verändern die Ladezeit?

Restladung

Ein nur teilweise entladener Akku muss weniger Energie aufnehmen als ein vollständig entladener.

Alter

Mit zunehmendem Alter kann die nutzbare Kapazität sinken und einzelne Zellen können sich unterschiedlich verhalten.

Temperatur

Sehr niedrige oder hohe Temperaturen beeinflussen die Ladeaufnahme und die Ladeenderkennung.

Zustand des Ladegeräts

Ein älteres Ladegerät liefert möglicherweise nicht mehr den vorgesehenen Ladestrom.

Zellzustand

Eine einzelne schwache Zelle kann das Lade- und Entladeverhalten des gesamten Zehn-Zellen-Packs beeinflussen.

Darf ein NiCd-Akku beim Laden warm werden?

Ein leichter Temperaturanstieg gegen Ende der Ladung kann vorkommen.

Starke Erwärmung sollte dagegen ernst genommen werden.

Beenden Sie den Ladevorgang bei:

• ungewöhnlich hoher Temperatur
• auslaufendem Elektrolyt
• Verformung
• starker Korrosion
• auffälligem Geruch
• beschädigter Isolierung oder Verkabelung

Ein NiCd-Akku sollte nicht geöffnet oder zerlegt werden. Cadmiumhaltige Batterien und Akkus müssen fachgerecht behandelt und entsorgt werden.

Benötigt ein halbvoller Akku ebenfalls 14 Stunden?

Nicht zwingend.

Wenn noch ein Teil der Kapazität vorhanden ist, muss weniger Energie nachgeladen werden.

Bei einfachen älteren NiCd-Packs lässt sich der verbleibende Ladezustand allerdings oft nicht zuverlässig in Prozent bestimmen.

Ein intelligentes Ladegerät ist bei höheren Ladeströmen deshalb praktischer, weil es den Ladezustand anhand des Akkuverhaltens überwacht.

Ist eine dauerhafte Erhaltungsladung möglich?

Bestimmte NiCd-Systeme, beispielsweise aus der Notbeleuchtung oder anderer Standby-Technik, sind für eine dauerhafte niedrige Erhaltungsladung ausgelegt.

Daraus sollte jedoch nicht geschlossen werden, dass jeder 2500mAh-Akku dauerhaft mit C/20 geladen werden darf.

Ein zu hoher permanenter Ladestrom führt zu unnötiger Überladung und Wärme und kann die Lebensdauer reduzieren.

Bei dauerhafter Ladung gilt deshalb immer der vom Batterie- oder Gerätehersteller vorgegebene Erhaltungsladestrom.

Muss ein NiCd-Akku vor dem Laden vollständig entladen werden?

Nein. Eine vollständige Entladung ist nicht vor jedem Ladevorgang notwendig.

NiCd-Akkus werden häufig mit dem sogenannten Memory-Effekt verbunden. Daraus folgt jedoch nicht, dass der Akkupack regelmäßig bis an die absolute Entladegrenze gebracht werden sollte.

Bei einem aus mehreren in Reihe geschalteten Zellen bestehenden Pack kann eine schwächere Zelle früher leer sein als die anderen.

Laden Sie den Akku bei Bedarf und führen Sie spezielle Konditionierungszyklen nur dann durch, wenn der Hersteller dies für den konkreten Akku vorsieht.

Warum lädt ein alter NiCd-Akku nicht mehr richtig?

Ein ungewöhnliches Ladeverhalten kann auf Alterung oder einen Defekt hindeuten.

Mögliche Ursachen sind:

• Kapazitätsverlust
• geschädigte Einzelzellen
• unterschiedlicher Ladezustand der Zellen
• korrodierte Kontakte
• zu geringer Ladestrom
• ungeeignetes Ersatzladegerät
• ungünstige Temperatur

Wird der Akku beim Laden ungewöhnlich heiß oder hält er nach einer vollständigen Ladung kaum noch Energie, ist ein Austausch oft sinnvoller als eine immer längere Ladezeit.

NiCd-Akkus richtig entsorgen

Nickel-Cadmium-Akkus enthalten Cadmium und gehören nicht in den Hausmüll.

In Deutschland müssen Altbatterien und Altakkus getrennt gesammelt und über dafür vorgesehene Rücknahme- und Sammelstellen entsorgt werden.

Bei älteren Geräten kann außerdem die Beschaffung eines neuen NiCd-Akkus schwieriger sein, da die Verwendung von Cadmium in tragbaren Batterien in der EU stark eingeschränkt ist.

Wenn ein Gerät einen neuen Akkupack benötigt, sollte die vom Gerätehersteller vorgesehene Ersatzlösung verwendet werden. Ein Wechsel auf eine andere Zellchemie kann Änderungen an Ladegerät, Schutzschaltung oder Gerät erforderlich machen.

Die wichtigsten Regeln für einen 12V-2500mAh-NiCd-Akku

• Passendes NiCd-Ladegerät verwenden: Ladegeräte anderer Akkutechnologien nicht einfach übernehmen.
• Ladestrom kontrollieren: Bei 2500mAh entsprechen 250mA einer C/10-Ladung.
• Bei 250mA ungefähr 14–16 Stunden einplanen: Zehn Stunden sind nur der theoretische Wert.
• Schnellladung nur mit Ladeenderkennung: Hohe Ströme benötigen ein dafür konstruiertes Ladegerät.
• Temperatur beobachten: Sehr heiße oder sehr kalte Akkus nicht außerhalb der Herstellergrenzen laden.
• Beschädigte Akkus nicht weiterladen: Undichte oder stark korrodierte Packs austauschen.
• Fachgerecht entsorgen: NiCd-Akkus gehören zur Batteriesammlung und nicht in den Restmüll.

Wie lange muss der 12V-2500mAh-NiCd-Akku also laden?

Mit einem klassischen 250mA-C/10-Ladegerät beträgt die Ladezeit aus vollständig entladenem Zustand ungefähr 14 bis 16 Stunden.

Die Rechnung 2500mAh ÷ 250mA = 10 Stunden ist nur ein theoretischer Ausgangswert und berücksichtigt die Ladeverluste eines NiCd-Akkus nicht.

Mit 500mA, 1,25A oder 2,5A kann die Ladezeit kürzer werden. Solche Ladeströme dürfen jedoch nur verwendet werden, wenn der Akkupack ausdrücklich dafür ausgelegt ist und das Ladegerät eine geeignete Ladeenderkennung besitzt.

Orientieren Sie sich deshalb zuerst an den Angaben auf Akku und Original-Ladegerät. Stimmen Zellzahl, NiCd-Chemie, Ladestrom und Ladeverfahren zusammen, lässt sich der Akku zuverlässig laden, ohne ihn unnötig durch Überladung oder hohe Temperaturen zu belasten.