Eigenschaften von Nickel Cadmium Akkus


NiCd Akkus sind altbewährte Arbeitspferde. Ihre positive Sinterelektrode besteht aus Nickel-Hydroxid mit Graphitzusatz sowie etwas Cadmiumhydroxid und die negative Elektrode überwiegend aus Cadmium und Graphitpartikel. Bei der industriellen Fertigung werden diese Stoffe gepresst und in einem feinmaschigen Nickelnetz verankert, nicht gerade "ungiftige" Materialien! Die Elektroden sind meist spiralförmig aufgewickelt und befinden sich in einem Stahlgehäuse mit überdruckventil, der Elektrolyt ist Kalilauge. NiCd Akkus haben den Vorteil, dass sie schlampige Behandlung wesentlich robuster wegstecken als alle anderen Zellen. Das heißt nicht, dass man sie nicht zerstören könnte, es geht nur schwerer als bei den anderen. Außerdem sind sie (je nach Bauform) äußerst Hochstromfest, man kann mit einem kleinen NiCd Pack durchaus ein Auto starten wofür über 100A benötigt werden.

Dafür muss man den unangenehmen Memoryeffekt in Kauf nehmen. "Schnell mal nachladen" funktioniert bei NiCd Akkus leider nicht. Der Memoryeffekt kann einen NiCd Akku sehr schnell unbrauchbar machen. Auch wenn man diesen Akkutyp mit niedrigen Strömen dauerlädt oder einen halbleeren NiCd Akku nachlädt, so lagern sich auf der negativen Elektrode chemische Verbindungen ab, welche die nutzbare Kapazität verringern. Macht man das öfters, so lagern sich immer mehr Verbindungen ab und die Kapazität nimmt rapide ab. Das kann nach mehreren Ladungen soweit gehen, dass der volle Akku nur noch für sehr kurze Zeit Strom liefern kann. Der Memoryeffekt ist eine unangenehme Eigenschaft der Cadmium Elektrode und tritt daher nur bei NiCd Akkus auf. Man kann man einen auf diese Weise lahmgelegten Akku wieder reparieren, dazu muss er tiefentladen und wieder vollgeladen werden. Bessere Modellbau-Ladegeräte haben zu diesem Zweck eine automatische Refresh-Funktion. Falls man Ladegeräte ohne Refresh-Funktion benutzt, muss der Akku auf jeden Fall völlig leer sein, sonst wäre ein Memoryeffekt vorprogrammiert.

Die Ladeschlussspannung bei NiCd Akkus beträgt ca. 1,5 Volt. Die Entladeschlussspannung ist 0,85 Volt. Man könnte einzelne NiCd Zellen auch tiefer entladen, allerdings werden Akkuzellen meist zu einem Akkupack zusammengefasst. Entlädt man diesen Akkupack zu tief, so können die stärkeren Zellen die schwächeren umpolen, was der schnelle Garaus für diese Zellen wäre. Wenn man nur bis 0,85 Volt entlädt, geht man dieses Risiko kaum ein.


Was kann man tun, um NiCd Zellen in die ewigen Jagdgründe zu befördern:

Tiefentladen eines Akkupacks: Dadurch werden die schwächsten Zellen umgepolt und dauerhaft zerstört
Nachladen ohne Entladung: Die Zelle verliert relativ schnell ihre Kapazität durch den Memoryeffekt.
überladen mit hohen Strömen: Die Zelle wird durch Gasung zerstört, das Sicherheitsventil kann ansprechen
Lange Lagerung von vollgeladenen NiCd Akkus: Durch chemische Prozesse "frisst" sich der Akku ganz langsam selbst auf.


Wie behandelt man NiCd Akkus richtig, damit sie lange Zeit mit hoher Kapazität ihren Dienst verrichten ?

Neue Akkus sind fast leer. Die ersten 3 bis 6 Lade/Entladezyklen sollten sorgfältig durchgeführt werden. Erst danach erreichen sie die volle Kapazität. Laden nur bis zu einer maximalen Temperatur von 35 Grad, danach soll die Ladung beendet werden.
Vor dem Laden: Entladen bis zur Entladeschlussspannung zur Vermeidung des Memoryeffekts.
Lagerung von entladenen Akkus, bei tiefen Temperaturen.
Bei guter Behandlung kann es ein NiCd Akkupack bis zu 1000 Lade-/Entladezyklen bringen.


Beim Laden eines NiCd Akkus stellt sich die große Frage: wann ist ereigentlich voll ? Das exakteste Kriterium ist die Temperatur. Ein voller Akku erwärmt sich bei überladung. Wenn ein NiCd Akku eine Temperatur von ca. 35 Grad erreicht hat, so ist er wirklich voll. Die Messung der Temperatur ist leider etwas umständlich, daher versuchen moderne Ladegeräte den Spannungsverlauf zu beobachten und daraus auf den Voll-Zustand zu schließen. Diese Methode heißt Delta-Peak-Abschaltung und funktioniert bei NiCd Akkus in der Regel recht zuverlässig.

Temperaturgesteuerte Ent-/Ladegeräte wären das beste Ladeprinzip, sind aber wegen des Temperaturfühlers leider umständlich zu handhaben. Ladeschlussspannungsgesteuerte Ent-/Ladegeräte wären wegen sehr unterschiedlicher Akkutypen nur ein ungenaues Abschaltkriterium, daher überladung möglich. Delta-Peak-gesteuerte Ent-/Ladegeräte gelten als modernes zuverlässiges Prinzip für das schnelle Laden. Kann bei Laden mit sehr geringen Strömen versagen, was zur überladung führt. Reflex-Ladegeräte beeinflussen die chemischen Vorgänge in der Zelle positiv, zusammen mit einer Delta-Peak Abschaltung sehr empfehlenswert. Kann auch Memoryeffekt gut entfernen. Moderne Computerlader sind schon recht preisgünstig zu bekommen, Schnellladung mit Delta-Peak gesteuerter Abschaltung hat sich im Modellbau weitgehend durchgesetzt weil damit eine schonende Schnellladung möglich ist.