Der Akku wird beim Laden heiß: Ursachen, sichere Grenzen und praktische Lösungen

Ein Telefon, das zwanzig Minuten lang auf dem Ladegerät lag, fühlt sich warm an Ihrer Handfläche an, und der erste Instinkt ist, sich zu fragen, ob etwas nicht stimmt. Normalerweise ist nichts. Das Laden ist ein exothermer Prozess: Wechselstrom von der Wand wird in den Niederspannungs-Gleichstrom umgewandelt, den eine Batterie benötigt, und dann werden Lithiumionen von einer Elektrode zur anderen geschoben. Dabei wird als Nebenprodukt Wärme freigesetzt.

Das Fazit zuerst: Oberflächentemperaturen von etwa 30 °C bis 40 °C (86 °F bis 104 °F) während des Ladevorgangs sind normal, und schnelles Laden kann einen Akku auf etwa 45 °C (113 °F) bringen, bevor der Laderegler absichtlich langsamer wird. Hitze, die schmerzhaft zu halten ist, nach der ersten halben Stunde weiter ansteigt oder zusammen mit einem aufgeblähten Gehäuse, einem chemischen Geruch oder einem heißen Stecker bei kühlem Akku auftritt, deutet eher auf einen Fehler als auf normale Verluste hin.

Wie viel Hitze ist beim Laden eigentlich normal?

Die Temperatur ist die nützlichste Einzelmessung, die Sie durchführen können, da sie normale Verluste von einem sich entwickelnden Ausfall trennt. Die folgenden Bänder spiegeln das typische Verhalten von Lithium-Ionen-Telefonen, Tablets, Laptops und Werkzeugpaketen wider; Die genauen Zahlen hängen von der Zelle, dem Ladegerät und dem Gehäuse ab. Lesen Sie sie daher als Bereiche und nicht als feste Grenzwerte.

Warum ein Akku beim Laden heiß wird

Irgendwo muss Wärme herkommen und ein Ladekreislauf bietet nur wenige Entstehungsorte. Sie der Reihe nach durchzuarbeiten ist schneller als zu raten.

• Umwandlungsverluste. Ein Ladegerät wandelt Wechselstrom in Gleichstrom um, und das Gerät wandelt diesen wieder in die Spannung um, die die Zelle benötigt. Jede Stufe verliert etwa 10 bis 20 Prozent an Wärme, die im Adapter, im Kabel und im Akku entsteht.
• Ladestrom. Die Widerstandserwärmung steigt mit dem Quadrat der Stromstärke. Durch die Verdoppelung des Ladestroms wird die in der Zelle und in der Verkabelung erzeugte Wärme ungefähr vervierfacht, weshalb eine 65-W-Ladung ein Telefon deutlich stärker erwärmt als eine 5-W-Ladung über Nacht.
• Alternde Zellen. Nach etwa 500 vollständigen Zyklen behält eine Zelle üblicherweise 80 Prozent ihrer Kapazität und der Innenwiderstand ist gewachsen. Der gleiche Strom erzeugt jetzt mehr Wärme als im Neuzustand des Rucksacks.
• Umgebungstemperatur und Luftstrom. Ein Gerät, das unter einem Kissen, in einer geschlossenen Hülle oder auf dem Armaturenbrett eines Autos aufgeladen wird, kann nirgendwo Wärme abgeben. Das Aufladen in einem Raum mit 35 °C kann allein schon mehrere Grad Celsius hinzufügen.
• Kabel- und Steckerwiderstand. Dünne, lange oder verschlissene Kabel, beschädigte Stecker und korrodierte Buchsenkontakte erhöhen den Widerstand außerhalb der Batterie. Diese Wärme zeigt sich am Stecker und nicht an der Zelle.
• Platzierung des Ladegeräts. Ein unter Polstermöbeln vergrabener oder in einer geschlossenen Schublade gestapelter Adapter kann seine eigenen Verluste nicht abführen und gibt die Wärme weiter.
• Laden während des Ladevorgangs. Bei Navigation, Video und Spielen kommt zusätzlich zur Ladewärme auch die Entladewärme des Prozessors hinzu.
• Die Angebotsseite. Überlastete Steckdosenleisten, teilweise aufgerollte Verlängerungskabel und lose Steckdosenkontakte tragen ihren Teil dazu bei, der leicht übersehen wird.

Was die Steckdosen- und Steckdosenleistenseite dazu beiträgt

Die meisten Ratschläge zu einem heißen Akku beziehen sich auf das Telefon. In der Praxis ist ein erheblicher Teil der Überhitzungsfälle auf die Steckdose, das Verlängerungskabel oder die Steckdosenleiste zurückzuführen, an die das Ladegerät angeschlossen ist. Der Kontaktwiderstand ist der übliche Schuldige. Eine Buchse, die den Stecker lose umschließt, leitet den Strom durch einen kleineren Kontaktbereich, und dieser Bereich verhält sich wie ein Heizelement: Der Steckerkörper wird innerhalb weniger Minuten spürbar warm, während der Akku kühl bleibt. Wenn der Stecker heißer ist als das Telefon, liegt das Problem stromaufwärts.

Aus demselben Grund ist der Überlastschutz in größerem Maßstab wichtig. Eine Leiste mit einer Nennleistung von 16 A, die eine Heizung, einen Laptop-Adapter und ein Telefonladegerät gleichzeitig versorgen soll, wird wärmer, als sie sollte, und eine Leiste mit einem geeigneten Überlastschutzschalter oder Thermoschalter öffnet den Stromkreis, bevor die Gehäusetemperatur zu einer Gefahr wird. Gehäuse aus Polycarbonat sind aufgrund des Materials in warmen Umgebungen die bessere Wahl behält seine mechanische Festigkeit und sein flammhemmendes Verhalten auch bei höheren Temperaturen als viele Alternativen, die in kostengünstigen Streifen verwendet werden.

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Strips mit USB-Anschlüssen sorgen für eine zweite Wärmequelle. Der AC/DC-Wandler im Inneren des Streifens arbeitet kontinuierlich und erwärmt sich selbstständig; Wenn eine Steckdosenleiste mit vier Steckdosen und zwei USB-Anschlüssen nahe ihrer Nennleistung belastet wird, entweicht die interne Wärme durch dasselbe Gehäuse. Indem um den Streifen Luftraum gelassen wird und eine Verkettung hinter Möbeln vermieden wird, bleibt der Konverter innerhalb seines Designfensters.

Kabeltrommeln sind in diesem Zusammenhang der am häufigsten missbrauchte Gegenstand. Eine vollständig gewickelte Spule, die eine hohe Lade- oder Heizlast trägt, kann die Wärme nicht vom gewickelten Leiter ableiten, und die inneren Windungen werden zunehmend heißer. Wickeln Sie das Kabel vor der Verwendung vollständig ab, achten Sie auf die Nennstromstärke der Spule und vergewissern Sie sich, dass die Erdungsverbindung intakt ist, wenn die Spule Außengeräte speist.

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Warnzeichen, die bedeuten, dass der Ladevorgang jetzt beendet werden muss

Wärme ist nicht gleichbedeutend mit Gefahr, aber es lohnt sich, auf einige spezifische Signale sofort zu reagieren, anstatt sie zu überwachen.

Praktische Möglichkeiten, die Ladetemperaturen niedrig zu halten

1. Laden Sie das Gerät auf einer harten, offenen Oberfläche wie einem Schreibtisch oder einem Regal auf, niemals auf Bettwäsche, Polstern oder Papier.
2. Entfernen Sie während des Schnellladens dicke oder isolierte Hüllen, damit der Rucksack Wärme abstrahlen kann.
3. Passen Sie den Adapter an das Gerät an. Ein Ladegerät, dessen Leistung weit über der Eingangsleistung des Geräts liegt, drückt den Strom, den der Ladekreis ableiten muss.
4. Verwenden Sie ein für die Stromstärke ausgelegtes Kabel und ersetzen Sie alle Kabel, deren Stecker sich verfärbt hat oder sich locker anfühlt.
5. Vermeiden Sie das Laden in direktem Sonnenlicht, in einem geparkten Fahrzeug oder neben einer Heizung.
6. Beanspruchen Sie das Gerät nach dem Aufladen intensiv, beispielsweise beim Navigieren und Spielen, nicht währenddessen.
7. Reservieren Sie das Aufladen über Nacht für einen Adapter mit geringer Wattleistung statt für ein Schnellladegerät.
8. Überprüfen Sie die Temperatur des Steckergehäuses und nicht nur der Batterie. Ein warmer Stecker bedeutet normalerweise ein Steckdosen- oder Kabelproblem.

Was Käufer bei Ladehardware beachten sollten

Für Händler und Gerätehersteller, die neben Ladegeräten auch Steckdosenleisten, Verlängerungskabel oder Spulen spezifizieren, entscheiden einige messbare Punkte darüber, ob die Hardware über Jahre hinweg kühl bleibt. Der Nennstrom muss die realistische Anschlussleistung überschreiten, nicht das Typenschild eines einzelnen Adapters. Bei Kontaktbaugruppen sollte eine geeignete Kupferlegierung mit ausreichender Steckkraft und Lebensdauer verwendet werden, um den oben beschriebenen Zustand des lockeren Griffs zu vermeiden. Das Gehäusematerial sollte hitzebeständig und flammhemmend sein und das Produkt sollte den für seinen Zielmarkt relevanten Standards entsprechen, z. B. GB2099.1 und GB1002 für China oder den entsprechenden europäischen und koreanischen Konfigurationen für den Export.

Das Qualitätssystem eines Lieferanten ist Teil der thermischen Geschichte. Hersteller, die nach ISO 9001 arbeiten und über eigene Konstruktionsmöglichkeiten verfügen, können Kontaktgeometrie, Wandstärke und Materialqualität anpassen, wenn die Anwendung eines Kunden warm läuft, anstatt nur Katalogvarianten anzubieten. Temperaturanstiegstests bei Nennlast, dokumentierte Kontaktmaterialien und eine klare Überlastschutzspezifikation sind sinnvolle Punkte, die vor der Bestellung angefragt werden sollten. Die Steckdosenleisten-Sortiment Die Abdeckung dieser Parameter ist der praktische Ausgangspunkt für die meisten ladenahen Anwendungen.

In den meisten Fällen erfüllt ein Akku, der beim Laden heiß wird, lediglich die physikalischen Anforderungen, und die Wärme pendelt sich im normalen Bereich ein, sobald der Ladestrom am Ende des Zyklus abfällt. Es lohnt sich, sich die Gewohnheit anzueignen, die Temperaturen an zwei Stellen, der Batterie und dem Stecker, zu überprüfen und den Trend als Signal zu betrachten. Steigende Hitze mit einem kühlen Stecker ist ein Gespräch über die Zelle oder das Ladegerät; Ein Hot-Plug mit einem kühlen Akku ist eine Steckdosen-, Kabel- oder Streifenverbindung und normalerweise die billigere Lösung.