Seit Jahren ist in der Akkuforschung immer wieder von Durchbrüchen zu lesen. Versprochen werden deutlich längere Laufzeiten von mehreren Tagen, eine gesteigerte Lebensdauer, sodass der Akku nicht schon nach ein paar Jahren gewechselt werden muss, oder eine verringerte Explosionsgefahr. Doch im Alltag scheinen diese Durchbrüche noch nicht angekommen zu sein.

Ein durchschnittliches Smartphone schafft bei normaler Nutzung noch immer nicht mehr als ein bis zwei Tage, bevor es wieder aufgeladen werden muss. Zwar sind die Akkukapazitäten in den vergangenen Jahren durchaus angestiegen, um die größeren, energiehungrigen Displays versorgen zu können. Das reicht aber noch nicht aus, um gleichzeitig auch wesentlich längere Laufzeiten herauszuholen, ohne in einen Stromsparmodus schalten zu müssen. Wie lange wird es also noch dauern, bis man mehrere Tage durchkommt, bevor das Handy wieder an die Steckdose muss?

Kapazitäten fast ausgeschöpft

Das Problem mit aktuellen Lithium-Ionen-Akkus – wie sie in Smartphones oder auch Laptops zum Einsatz kommen – ist, dass die höchstmöglichen Kapazitäten mit aktuellen Technologien nahezu ausgeschöpft sind, erklärt Atanaska Trifonova dem STANDARD. Sie ist Leiterin des Batterieforschungsteams des AIT (Austrian Institute of Technology). Die Kapazitäten aktueller Smartphone-Akkus liegen bei den meisten aktuellen Flaggschiffen zwischen 3.000 und 4.000 Milliamperestunden (mAh). Vereinzelt gibt es auch Geräte mit höheren Kapazitäten. Vor allem bei chinesischen Herstellern – wie etwa bei dem Android-Gerät Gionee M6 mit 5.000 mAh. Hersteller Oukitel hat sogar ein Modell mit 10.000-mAh-Akku.

Je höher dieser Wert ist, desto mehr Strom kann der Akku speichern bzw. liefern. Der Akku von Samsungs neuem Galaxy S8 beispielsweise weist eine Kapazität von 3.000 mAh auf, das größere S8+ kommt mit einer 3.500 mAh starken Batterie. In standardisierten Tests mit durchgehend aktivem Display halten die Geräte knapp über acht Stunden durch. Genug, um auch bei intensiver Nutzung einen vollen Tag herausschlagen zu können, aber längst nicht ausreichend für mehrere Tage sorglosen Einsatzes.

Optimierungsmöglichkeiten

Forscher verfolgen verschiedene Ansätze, um die Leistung der Akkus zu erhöhen. Einerseits wird an neuartigen Materialien geforscht, die die bestehenden ersetzen könnten, so Trifonova. Andererseits versucht man, die Kapazitäten durch eine Optimierung der aktuellen Lithium-basierten Akkus zu erreichen. So könnte die gespeicherte Energie in Zukunft noch verdoppelt werden.

Ningxin Zhang, ebenfalls Batterieforscher am AIT, geht davon aus, dass es in den nächsten fünf Jahren Smartphones geben könnte, die man nur einmal pro Woche aufladen muss. Voraussetzung dafür ist nicht nur eine Verdoppelung der Energiedichte des Akkus, sondern auch der Einsatz von Hardwarebausteinen, die weniger Energie konsumieren.

Ein Problem sind allerdings nicht nur die Kapazitäten, sondern auch die Lebensdauer von Akkus. Um diese zu erhöhen, können Nutzer auch selbst etwas tun. Zhang rät, Geräte wieder aufzuladen, bevor sie auf zehn Prozent der verbleibenden Kapazität gesunken sind. Die Akkus sollten dann auf mindestens 90 Prozent aufgeladen werden. Zudem sollte man voll aufgeladene Smartphones und Co nicht am Ladegerät hängen lassen und vor hohen Temperaturen schützen. (Birgit Riegler, 10.5.2017)