Batterietest Typ AA

Hier habe ich ein paar Batterien und Akkus miteinander verglichen. Mich ärgert, dass bei Alkaline-Batterien, sowohl auf der Verpackung noch auf der Batterie selbst, Angaben über Energieinhalt und Kapazität fehlen. Man kauft sozusagen die Katze im Sack. Lediglich die Größe (das sehe ich auch noch selbst), die Spannung (1,5V) und, um welchen Batterietyp (Alkaline) es sich handelt, sind angegeben. Manchmal steht auch ein Verfallsjahr drauf, aber Alkaline Batterien haben eine geringe Selbstentladung und da ist diese Angabe nicht ganz so wichtig. Offenbar muss der Hersteller von Batterien (anders als bei jedem Lebensmittel) keine Angaben über die Energie machen, die er uns verkauft.

Bei Akkus ist es etwas besser. Hier steht wenigstens drauf, welche Kapazität die Zelle haben soll. Da sich aber die Spannung während der Entladung ändert, kann man die gespeicherte Energie auch nur abschätzen. Ich wollte es daher genau wissen und habe ein kleines C-Programm auf dem BeagleBone Black (BBB) geschrieben, mit dem ich die Spannung und den Entladestrom jede Minute messen kann. Das C-Programm findet ihr hier. Ich habe folgende einfache Schaltung verwendet:

Mit GPIO30 (das ist der "general porpos input output port Nr. 30 am BeagleBone Black) wird der npn-Transistor T1 (BC237) über den Widerstand R2 ein und aus geschaltet. Der Kollektorstrom von T1 entlädt über den Widerstand R1 die Batterie. Im Bild seht ihr R1 als ziemlich überdimensionierten Zementwiderstand mit 8,2 Ohm. Aus der Differenz der Spannungen an den beiden Analog-Eingängen AIN1 und AIN2 wird der Spannungsabfall an R1 gemessen und dadurch der Entladestrom ermittelt. AIN1 misst zudem die aktuelle Spannung der Batterie.

Alle analogen Eingänge am BBB können maximal 1,8 Volt ab. Das reicht zum Messen von 1,5V Alkaline Batterien und 1,2 V NiCd oder NiMH Akkus. Li-Ion Akkus mit ihren 3,7 V Nennspannung würden ohne Spannungsteiler den BBB beschädigen und sollten ohne Änderung des Schaltplans nicht verwendet werden. Der Entladestrom beträgt längere Zeit fast 100 mA und ändert sich nur leicht bis die Batteriespannung ganz zusammenbricht. Ich schalte den Entladestrom bei einer Batteriespannung von 900 mV aus, damit mit nur Batterien sondern auch Akkus gemessen werden können, ohne tiefentladen zu werden.

Das C-Programm dauert etwa einen Tag (24h) und misst jede Minute den Strom und die Spannung der Batterie und integriert daraus die Kapazität und die entnommene Energie. Das Programm muss in einem Terminalfenster gestartet werden und zeigt dann alle wichtigen Daten an. Außerdem öffnet es einen Datenfile und speichert die gemessenen und errechneten Daten. Den File kann man direkt mit LibreOffice Calc öffnen. Mit LibreOffice Calc habe ich dann auch das Diagramm erstellt.

Im Diagramm sind einige Entladekennlinien von Batterien und Akkus dargestellt. Entgegen der üblichen Darstellung, in der die Spannung über der Kapazität dargestellt wird, habe ich hier die Spannung über der entnommenen Energie aufgetragen. Als Einheit habe ich mWh gewählt, weil ich das aussagekräftiger fand. Ihr könnt es sicherlich leicht selbst in Joul umrechnen. Wegen der Auftragung über der gelieferten Energie können so auch 1,2 V Akkus mit 1,5V Alkaline Batterien verglichen werden. Ich habe erst mal nur Akkus und Batterien der Größe AA verglichen.

Wie man sieht, ist unter den Alkaline Batterien die „Varta High Energy“ mein Favorit. Fast gleich gut ist die „Duracell ProCell“. Die erheblich billigere „Aldi Active Energy“ hat meiner Ansicht nach das beste Preis-Leistungs-Verhältnis. Überteuert finde ich dagegen die „Panasonic ProPower“. Die „Würth Alkaline“ aus Indunesien ist meiner Meinung nach Schrott.

In meinem Fundus fand sich noch eine uralte NiCd Zelle von „golden energy“. Nach der Messung habe ich sie einer sachgerechten Entsorgung zugeführt.

Unter den NiMH Akkus ist die 1,2V „Sanyo eneloop“ mein Favorit. Ich habe sie schon über ein Jahr. Sie soll 1900mAh haben, und das kann ich nur bestätigen. Erstaunlich fand ich, dass sie nach 2000mWh abgegebener Energie noch mehr Spannung hat, als alle 1,5V Alkaline Batterien. Übrigens hatte ich alle Akkus unmittelbar vorher mit einem Voltcraft P-400LCD Ladegerät geladen. Das Gerät lädt mit der deltaU Methode. Die eneloop hatte aber sogar nach einem Jahr rumliegen lassen noch fast 1,3 V.

Fazit:

Alkaline Batterien sind nicht schlecht, wenn ich wenig Energie über eine lange Zeit entnehmen will. Sie haben eine geringe Selbstentladung und eine hohe Energiedichte. Ich verwende sie in Uhren, Funktasterturen, Computermäusen, etc.

NiMH Akkus sind nur interssant, wenn man die teuren mit geringer Selbstenladung nimmt. Dazu gehört die Sanyo eneloop. Sonst lohnen sie sich eigentlich nicht. Immer wenn ich sie brauchen könnte, sind sie leer und müssen erst aufgeladen werden. Die eneloop habe ich im Rasierapparat. Eine Ladung hält bei täglichem Rasieren bei mir mehrere Monate.

NiCd Akkus sind eigentlich auch nicht besonders praktisch. Ihre Lebensdauer ist begrenzt, egal ob man sie rumliegen lässt oder benutzt. Außerdem zeigen sie den Memoryeffekt. Das heißt, wenn man sie lädt, obwohl sie nicht leer sind, liefern sie nicht ihre volle Kapazität. Man muss sie vor dem Laden erst entladen. Dafür haben sie aber einen geringen Innenwiderstand und können kurzfristig sehr viel Strom liefern. Ich verwende sie im Modelbau.

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