NiCad- vs. Lithium-Ionen-Akkus: Welcher ist besser?

Sie werden NiCad- (oder NiCd-) Batterien genannt, wegen ihrer Zusammensetzung (Nickel-Cadmium). Lange Zeit wurden sie verwendet, um den Energiebedarf zu decken. Aufgrund ihrer speziellen Einsatzgebiete sind NiCad-Batterien nicht vollständig vom Markt verschwunden. Allerdings sind Lithium-Ionen- oder Li-Ion-Batterien heute populärer. 

Sie fragen sich vielleicht, welchen Batterietyp Sie verwenden sollten. Die Antwort hängt davon ab, was Ihnen wichtig ist. Wir machen einen direkten Vergleich, damit Sie das Beste für sich auswählen können.  

Verständnis von NiCad- und Li-Ion-Batterien

NiCad- (Nickel-Cadmium) und Li-Ion- (Lithium-Ionen) Batterien haben unterschiedliche Chemien. Daher unterscheiden sich ihre Nutzung und Wartung erheblich. Erwarten Sie also nicht, dass sie gleich funktionieren. Wenn Sie wissen, wie die Batterien hergestellt werden, einschließlich ihrer Vor- und Nachteile, können Sie eine fundierte Entscheidung treffen. Wir werden diese Batterien nun separat besprechen.  

Was sind NiCad-Batterien?

Hersteller verwenden Nickel und Cadmium zur Herstellung dieser Zellen, daher der Name. Der negative Pol oder die Anode besteht aus Cadmium. Der positive Pol (Kathode) besteht aus Nickeloxidhydroxid. Der Elektrolyt in der Zelle ist eine basische wässrige Kaliumhydroxid-Lösung (KOH).  

Wir werden nun besprechen, warum NiCad-Batterien eine gute Wahl sein können und welche potenziellen Nachteile sie haben.  

Die Vorteile von NiCad-Batterien

Viele Nutzer haben NiCad-Batterien aus folgenden Gründen in Betracht gezogen:

Sie sind langlebig und halten lange  

Wenn Sie eine Batterie benötigen, die täglicher Nutzung und Aufladung standhält, sprechen wir von NiCad. Sie müssen die Zellen lange laden und nutzen, bevor Sie einen Leistungsabfall bemerken.  

Sie haben hohe Entladeraten

Diese Zellen können bei Bedarf eine hohe Ladung liefern. Die Zellen haben einen geringen Innenwiderstand. Daher sind sie ideal für energieintensive Elektrowerkzeuge und Notfallgeräte.  

Sie können sicher in verschiedenen Temperaturbereichen verwendet werden

Sie werden feststellen, dass andere Zellen strenge Temperaturanforderungen für das Laden, die Nutzung und die Lagerung haben. Eine NiCad-Batterie ist in diesem Bereich flexibler. Manchmal müssen Sie ein Gerät bei winterlicher Kälte oder unter der heißen Sonne betreiben. Hier brauchen Sie eine widerstandsfähigere NiCad-Batterie.  

NiCad-Batterien sind günstiger als Li-Ion-Batterien

Wenn Sie wie die meisten Menschen sind, spielt der Preis eine entscheidende Rolle beim Kauf. Leute, die etwas Geld sparen möchten, entscheiden sich möglicherweise für diese Option. Wenn Sie also nicht zu tief in die Tasche greifen wollen, sind sie eine gute Wahl.

Die Nachteile von NiCad-Batterien

Einige Nutzer bevorzugen andere Batterietypen aufgrund dieser bekannten Probleme mit NiCad-Batterien:  

Sie leiden unter dem Memory-Effekt

Stellen Sie sich vor, Sie müssten Ihre Batterien vollständig entladen, bevor Sie sie wieder aufladen. Moderne Batterien haben diese Einschränkung nicht. Leider verringert das Aufladen Ihrer NiCad-Batterie, wenn sie nicht vollständig entladen ist, ihre Kapazität. Neuere NiCad-Modelle haben jedoch dieses Memory-Effekt-Problem nicht. 

Sie bergen ein Risiko für Umwelttoxizität

Cadmium ist ein schädliches Element, das ein Hauptbestandteil bei der Herstellung von NiCad-Batterien ist. Deshalb wird bei der Produktion besondere Vorsicht walten gelassen. Aber die Entsorgung der Batterie ist ein weiteres Problem. Cadmium kann tödlich sein, wenn es in Wasserquellen gelangt, die von Menschen und Tieren genutzt werden.

NiCad hat eine geringere Energiedichte als Lithium-Ionen

Die Energiedichte misst die Energiespeicherkapazität einer Batterie pro Einheit Größe. Deshalb benötigen Sie größere NiCad-Batterien, um die gleiche Ladungsmenge wie Li-Ionen-Batterien zu speichern. Es ist kein Wunder, dass eine NiCad-Batterie tendenziell größer und unhandlich ist. Daher sind sie nicht ideal für tragbare Geräte.  

Hohe Selbstentladungsrate

Selbstentladung ist ein Problem, wenn Sie Ihre Batterie lagern müssen, ohne sie zu benutzen. Jede Batterie entlädt sich selbst. Aber die Entladungsrate ist bei NiCad-Batterien ziemlich hoch. Deshalb sind sie keine guten Speicherbatterien und müssen häufig benutzt werden.  

Was sind Lithium-Ionen-Batterien?

Lithium-Ionen- oder Li-Ionen-Batterien sind heute überall zu finden. Man findet sie in den meisten Haushaltsgeräten wie Taschenlampen, Headsets und Powerbanks. Hersteller verwenden Elektroden, Elektrolyte und einen Separator, um diese Batterie herzustellen.  

Die Kathode enthält oft Lithium-Kobaltoxid (LiCoO2). Andere Hersteller bevorzugen Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid (LiNiMnCoO2) oder Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4) in der Kathode. Die Anode besteht aus Graphit.

Beim Laden von Lithium-Ionen-Batterien bewegen sich Ionen von der Kathode zur Anode in der Elektrolytlösung. Beim Entladen passiert das Gegenteil. Lassen Sie uns nun darüber sprechen, warum einige Nutzer Li-Ionen-Batterien bevorzugen und welche Nachteile sie haben.   

Die Vorteile von Lithium-Ionen-Batterien

Li-Ionen-Batterien haben diese Vorteile:

Li-Ion hat eine hohe Energiedichte

Li-Ionen-Batterien sind zwar klein, können aber große Mengen an Ladung speichern. Deshalb versorgen sie tragbare Geräte mit Strom, bei denen der Platz begrenzt ist, wie Mobiltelefone, Smartwatches und Earpods.  

Sie sind leicht und kompakt

Die meisten wiederaufladbaren Batterien können sehr schwer sein. Bei Li-Ionen-Batterien ist das jedoch anders. Deshalb passen lithiumbetriebene Geräte in eine kleine Tasche und sind leicht zu transportieren.  

Es gibt keine Sorge um den Memory-Effekt

Kann man eine Lithium-Ionen-Batterie auch laden, wenn sie nicht vollständig entladen ist? Die Antwort lautet „ja“. Im Gegensatz zu NiCad-Batterien verringert dies nicht die Kapazität der Batterie. Sie können also sagen, dass Li-Ion-Batterien keine aufwändigen Wartungsmaßnahmen benötigen. Das ist einer der Gründe, warum unsere LiFePO4-Batterien sind so beliebt.

Sie laden schneller

Das ist ein praktischer Vorteil, wenn Sie es eilig haben. Stellen Sie sich vor, Sie wollen das Haus verlassen, müssen aber warten, bis Ihre Geräte ausreichend geladen sind. Li-Ion-Batterien verzögern Sie in diesem Fall nicht. Sie laden schnell auf und halten länger.  

Die Nachteile von Lithium-Ionen-Batterien

Li-Ion-Batterien haben ihre Probleme, nämlich:  

Sie sind teurer in der Herstellung

Li-Ion-Batterien sind möglicherweise nicht die beste Wahl, wenn Sie aufgrund begrenzter finanzieller Mittel Geld sparen möchten. Obwohl sie teuer sein können, erhalten Sie langfristig ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. Betrachten Sie den Kauf also als Investition.   

Es gibt Sicherheitsbedenken (oder Risiko eines thermischen Durchgangs)

Wenn Ihre Lithium-Ionen-Batterie zu heiß wird, kann dies eine chemische Reaktion auslösen, die zur Überhitzung führt. Vielleicht haben Sie schon ein Handy oder eine Powerbank benutzt, die zum Überhitzen neigt. Die überschüssige Hitze führt dazu, dass Energie schnell entladen wird. Dies kann zur Gasbildung in der Batterie führen. Erlebt eine Batterie einen thermischen Durchgang, kann sie Feuer fangen oder explodieren. Wenn Sie diesen Prozess beobachtet haben, verstehen Sie das Risiko.   

Das Problem der begrenzten Lebensdauer

Die meisten Li-Ion-Batterien haben eine Lebensdauer von 2-3 Jahren, bevor die Leistung nachlässt. Allerdings LiFePO4-Batterien halten länger, wenn man sie sorgfältig behandelt.  

Vergleich zwischen NiCad- und Lithium-Ionen-Batterien

Wenn wir NiCad- und Li-Ion-Batterien vergleichen, wird klar, dass wir diese Batterien anhand von 5 herausragenden Kriterien bewerten können, darunter:

• Energiedichte
• Lebensdauer und Zyklenfestigkeit
• Umweltauswirkungen
• Kostenersparnis
• Sicherheitsbedenken

Wir werden nun die oben genannten Kriterien verwenden, um die verschiedenen Batterien zu vergleichen.  

NiCad vs. Li-Ion: Energiedichte

NiCad-Batterien haben eine moderate Energiedichte. Lithium-Ionen-Zellen können jedoch mehr Energie speichern als NiCad-Batterien. Wenn Sie also eine leistungsstarke Energiequelle suchen, sind es Li-Ion-Batterien.  

Wenn Sie große Anwendungen oder ein ganzes Haus mit Strom versorgen möchten, sollten Sie sich für eine Li-Ion-Batterie entscheiden. Hier zeigt die LiFePO4-Batterie ihre Stärken.  

NiCad vs. Li-Ion: Lebensdauer und Zyklenfestigkeit

NiCad- und Li-Ion-Batterien haben beide eine lange Lebensdauer und Zyklenfestigkeit. Diese Batterien können mehr als 2-3 Jahre halten, besonders wenn sie richtig gepflegt werden. Tatsächlich können einige LiFePO4-Batterien bis zu 10 Jahre genutzt werden.  

Allerdings verkürzt der Memory-Effekt die Lebensdauer Ihrer NiCad-Batterie. Wenn Sie also eine ältere NiCad-Batterie verwenden, denken Sie daran, sie vor dem erneuten Laden vollständig zu entladen.   

NiCad vs. Li-Ion: Umweltauswirkungen

Cadmium ist ein ziemlich gefährliches Element. Dennoch finden Sie es in allen NiCad-Batterien. Es versteht sich von selbst, dass dies ein Umweltrisiko darstellt. Selbst geringe Mengen Cadmium beeinträchtigen den Boden und die darin lebenden Mikroorganismen. Leider sind sich viele Nutzer dessen nicht bewusst. Daher stellen NiCad-Batterien ein großes Risiko für die Umwelt dar.

Im Gegensatz dazu können Sie Li-Ionen-Batterien mit mehr Ruhe verwenden. Dennoch sollten Sie beim Entsorgen alter oder defekter Batterien vorsichtig sein.  

NiCad vs Li-Ion: Kostenersparnis

Sie müssen möglicherweise tiefer in die Tasche greifen, wenn Sie eine solide Li-Ionen-Batterie kaufen möchten. Alternativ kann die günstigere NiCad Ihren Bedürfnissen entsprechen. Dennoch ist der Kauf einer hochwertigen Li-Ionen-Batterie eine Investition, die Ihnen viele Jahre Freude bereiten wird. 

NiCad vs Li-Ion: Sicherheitsbedenken

Ihre Li-Ionen-Batterie kann ein thermisches Durchgehen haben. Obwohl es seltener vorkommt, ist es dennoch möglich. Wenn dies passiert, sollten Sie eine alternative Energiequelle suchen, um Feuer oder Explosionen zu vermeiden. Eine NiCad-Batterie ist dagegen in der Regel stabiler. 

Wir haben diese beiden Batterien in der folgenden Tabelle gegenübergestellt:

Anwendungen und Nutzung von NiCad- und Lithium-Ionen-Batterien

Wenn Sie die Vor- und Nachteile der einzelnen Batterietypen kombinieren, erkennen Sie, dass sie unterschiedliche Anwendungen und Einsatzbereiche haben. Im Folgenden besprechen wir, wie diese Batterien heute verwendet werden. 

Anwendungen von NiCad-Batterien

• Traditionelle Anwendungsfälle: NiCad-Batterien finden Sie wahrscheinlich noch in Elektrowerkzeugen wie Bohrmaschinen und Sägen. Einige Kameras und Radios nutzen die Technologie ebenfalls noch. 
• Aktuelle Relevanz: Es ist offiziell, NiCad wurde von Li-Ionen-Batterien abgelöst. Daher genießen sie nicht mehr ihre frühere Beliebtheit. Dennoch werden sie in einigen Industrieanlagen und in der Luftfahrt weiterhin verwendet. 

Anwendungen von Lithium-Ionen-Batterien

• Verwendung in modernen Alltagsgeräten: Sie finden eine Lithium-Ionen-Batterie in Ihren Smartphones, Laptops, Tablets, Uhren und Brillen. 
• Neue Anwendungsbereiche: In Zukunft wird erwartet, dass Li-Ionen-Batterien mehr Elektrofahrzeuge wie Tesla antreiben. 

Fazit

Früher waren NiCad-Batterien der Renner. Doch ihr Ersatz, Li-Ionen, hat sich als überlegen erwiesen. Diese modernen Batterien können mehr Ladung speichern und halten länger, ohne die Umwelt zu schädigen. 

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