Lithium-Ionen vs. Lithium-Polymer: Die Akku-Unterschiede

Lithium-Ionen-Akkus sind halten unsere Welt am Laufen. Lithium-Polymer-Akkus ebenso. Was sind die wesentlichen Unterschiede zwischen diesen beiden Technologien und welche Powerzelle passt zu welchem Gerät? Wir vergleichen die Vor- und Nachteile und geben Tipps zum Einsatz

LiPo- oder Li-Ion-Akku: Der Schnellcheck

 

Lithium-Ionen-Akku

Lithium-Polymer-Akku

Energiedichte

hoch

hoch

Ladezyklen (Lebensdauer)

sehr hoch

hoch

Kosten

gering

gering

Selbstentladung

gering bis mittel

gering bis mittel

Tiefentladung

möglich

möglich

Temperaturempfindlichkeit

mittel

hoch

Überladungsempfindlichkeit

gering

hoch

Memory-Effekt

nicht vorhanden

nicht vorhanden

Formenvielfalt

gering

hoch

Ideal für

E-Mobilität

Ultradünne Geräte

Wie funktionieren Lithium-Ion-Akkus und wo werden sie eingesetzt?

Wie alle Akkus bestehen Lithium-Ionen-Akkus aus einer negativen Elektrode (Anode) und einer positiven Elektrode (Kathode). Zwischen diesen beiden Polen wandern Lithium-Ionen und Elektronen in entgegengesetzter Richtung durch ein flüssiges Elektrolyt. Dieses Elektrolyt funktioniert wie eine Autobahn und reguliert die Teilchenwanderung. Wandern die Elektronen vom Minus- zum Pluspol, wird der Akku entladen. Beim Laden von Smartphone, Powerbank und Co. wandern die Elektronen wieder zurück. Durch ihre hohe Energiedichte und die geringen Kosten sind Lithium-Ionen-Akkus in zahllosen Geräten verbaut – vor allem dort, wo viel Power benötigt wird. Dazu gehören unter anderem E-Bikes oder andere Formen der Elektromobilität.

Wie funktionieren Lithium-Polymer-Akkus und wo werden sie eingesetzt?

LiPo-Akkus sind keine eigenständige Batterienart, sondern eine Weiterentwicklung der Li-Ionen-Technologie. Sie funktionieren grundsätzlich identisch. Allerdings wandern Elektronen und Lithium-Ionen hier nicht durch ein flüssiges, sondern durch ein festes oder gelartiges Elektrolyt auf Polymerbasis.

Ohne den Einsatz von Flüssigkeiten benötigen Lithium-Polymer-Akkus kein festes Gehäuse. Sie lassen sich vielmehr hauchdünn in Schichten aufbauen. So können sie in jeder gewünschten Form oder Größe konstruiert werden. Darum eignen sie sich genauso für ultradünne Notebooks wie für Bluetooth Boxen oder wiederaufladbare Stirnlampen. Besonders beliebt sind sie als Alternative zum NiMH-Akku im Modellbau.

Was sind die Vorteile und Nachteile der beiden Lithium-Akku-Technologien? 

Da sich beide Bauformen grundsätzlich ähneln, besitzen sie auch ähnliche Vor- und Nachteile. So haben Li-Ionen- und LiPo-Akkus keinen Memory-Effekt. Sie „merken“ sich also keinen Ladestand, falls sie ans Ladegerät bzw. Ladekabel gehängt werden, bevor die Akkuzellen leer sind. Auch wenn zu frühes und zu häufiges Laden die Gesamtlebensdauer senkt, arbeiten sie bis zur vollständigen Erschöpfung so (fast) immer mit voller Kraft.

Auf der anderen Seite gelten beim Aufladen bzw. der Ladetechnik etwas unterschiedliche Voraussetzungen:

  • Lithium-Ionen-Akkus haben kaum Probleme mit dem Überladen und verzeihen daher auch den Einsatz älterer oder nicht ganz ausgereifter Ladegeräte. Zumindest ein paar Mal.
  • Beim Lithium-Polymer-Akku ist mehr Vorsicht geboten. Sind Netzteil oder Ladegerät nicht auf das Gerät abgestimmt, gelangt immer mehr Spannung in die Zelle und die Lebensdauer nimmt deutlich ab, während die Gefahr von Schäden steigt.

Bei der Gesamtlebensdauer in Ladezyklen liegen Lithium-Ionen-Akkus vorn. 600 bis 800 Ladezyklen sind hier in jedem Fall drin, einige Powerzellen erreichen sogar 1.500 Ladezyklen. Lithium-Polymer-Akkus können im Allgemeinen mindestens 500-mal wieder aufgeladen werden, erreichen aber nicht die Höchstwerte wie ihre Ionen-Kollegen.

Die Energiedichte ist generell ähnlich. Durch die höhere Gesamtlebensdauer sind Lithium-Ionen-Akkus jedoch (noch) die bessere Entscheidung für sehr energieintensive Geräte, die viel Power benötigen und öfter aufgeladen werden müssen. Akkus für E-Autos oder E-Bikes sind hier das beste Beispiel.

Kälte und Hitze sind immer eine Gefahr für mobile Energielieferanten. Bei der Empfindlichkeit gegenüber hohen oder niedrigen Temperaturen sind zwar beide Technologien keine Allwetterfreunde, der LiPo-Akku zeigt sich hier jedoch noch sensibler:

  • Steigen die Temperaturen über 60 Grad Celsius, werden LiPo-Akkus sehr schnell gefährlich. Bei der Li-Ionen-Technologie werden Grenzen von 70 Grad Celsius angegeben. Allerdings sollte man auch diese nicht ausreizen.
  • Die Kälteempfindlichkeit beider Varianten sorgt dafür, dass Akkus besonders gut geschützt und in einer stabilen Temperaturumgebung eingelagert werden müssen, sobald der Winter kommt.

Auch gegen eine Selbstentladung bei längerer Nichtnutzung sind beide Typen nicht immun – und damit auch nicht gegen die irreversible Tiefentladung. Aufgrund der höheren Temperaturempfindlichkeit ist der LiPo-Akku in dieser Hinsicht noch etwas schlechter unterwegs.

Und wie steht es um die Brand-, Explosions- oder Auslaufgefahr? Lithium bleibt Lithium. Beide Zellen können bei unsachgemäßer Lagerung oder Handhabung explodieren, allerdings ist der gel- bzw. feststoffbasierte LiPo-Akku in jedem Fall auslaufsicher.

Für den Transport in Flugzeugen oder den Versand beider Akkus gelten jedoch dieselben Regeln und Begrenzungen. Damit sind natürlich auch bei der Entsorgung beider Akkutypen bestimmte Vorsichtsmaßnahmen zu ergreifen – im Hausmüll haben sie nichts verloren.

Welche Lithium-Technologie für Akkus ist besser?

Obwohl der Lithium-Polymer-Akku eine Weiterentwicklung der Ionen-Technologie ist, ist er nicht zwangsläufig besser. Für seinen wichtigsten Vorteil – die große Formenvielfalt – opfert er einige Sicherheitsmerkmale, etwas Power und ein wenig Langlebigkeit.

Die Gefahr, zum falschen Akkutyp zu greifen, ist verschwindend gering. Mit ihrer Boxenform passen Lithium-Ionen-Akkus von Natur aus nicht in die meisten Lithium-Polymer-Geräte. Andersherum gilt dasselbe. Bei jedem Ersatzakku wird stets angegeben, für welches Gerät er geeignet ist. Steht das entsprechende Gerät also nicht auf der Produktliste, muss sowieso eine andere Batterie her.

Achtung: Modellbauer und Bastler sollten beim Umgang mit Lithium-Polymer-Akkus besonders vorsichtig sein und wissen, was sie tun. Da die Zelle nicht mit einem festen Gehäuse, sondern mit einer Schrumpffolie überzogen ist, kann sie im Ein- und Anbau schneller kaputt gehen als der Li-Ionen-Akku.

Batterieprofis empfehlen außerdem, bei Lithium-Polymer-Akkus noch stärker auf Qualität zu achten als bei Lithium-Ionen-Powerzellen. Ersatzakkus von Drittanbietern sollten nur in vertrauenswürdigen Shops gekauft werden, die die Sicherheit und Qualität ihrer Angebote fachgerecht überprüfen. Eine instabile Akkuhülle ist eben nicht immer von Vorteil. Wir bei AkkuShop gehen natürlich keine Kompromisse ein.

Welche Lithium-Technologien gibt es noch?

Lithium als reaktionsfreudiger Tausendsassa unter den Batteriekomponenten wird häufig mit weiteren Elementen kombiniert, um Vorteile zu verstärken oder Nachteile auszugleichen:

  • INR-Akkus mit Nickel besitzen eine noch höhere Energiedichte
  • IMR-Akkus mit Mangan ermöglichen eine höhere Stromabgabe
  • ICR-Akkus mit Kobalt überzeugen mit einer noch längeren Lebensdauer

Einen ausführlichen Vergleich dieser Lithium-basierten Akkus haben wir im Ratgeber Was ist der Unterschied zwischen INR, IMR und ICR Lithium-Ionen-Akkus zusammengestellt.

So langsam muss sich das seltene und umwelttechnisch problematische Lithium jedoch warm anziehen. Forschung und Industrie arbeiten mit Hochdruck an Alternativen, die eine ähnliche Leistung ermöglichen, ohne dieselben Nachteile zu besitzen. Eines der vielversprechendsten Elemente für neue Akkugenerationen stellen wir im Beitrag Natrium-Ionen-Akkus vor.

Wenn es um Batterien und Akkus in jeder Form geht, sind wir in unserem Element – egal, ob es sich um Lithium oder andere Materialien handelt. Gerne beantwortet unser Expertenteam dazu alle wichtigen Fragen und hilft bei der Auswahl persönlich weiter: einfach das Kontaktformular ausfüllen!

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