Mein Smartphone hat einen Akku mit 4,5 Amperestunden (Ah), also 4500 mAh. Um mein Smartphone zweimal nachfüllen zu können, habe ich eine USB-Powerbank mit angeblich 10.000 mAh gekauft. Wieso reicht es trotzdem nicht für zwei Ladungen?
Dafür kann es mehrere Ursachen geben und die einfachste ist Betrug: Manche Billiganbieter, die Powerbanks auf Handelsplattformen wie AliExpress, Amazon Marketplace oder eBay verkaufen, lügen das Blaue vom Himmel herab. Doch selbst wenn die in der Powerbank eingebauten Akkus tatsächlich 10 Ah (10.000 mAh) fassen, reicht das nicht unbedingt zum zweimaligen vollständigen Laden Ihres 4,5-Ah-Akkus. Denn zum einen sind Verluste im Spiel, zum anderen sagt die Angabe der Amperestunden alleine noch nichts über die nutzbare Energie aus. Wichtig sind noch die Spannungen der beteiligten Akkus und deren maximal zulässige Entladung.
Fangen wir mit der Spannung an: In den meisten Smartphones stecken Lithium-Polymer-(LiPo-)Akkus mit 3,7 Volt Nennspannung. Multipliziert man diese mit der Kapazität von 4,5 Ah, kommen 16,65 Wattstunden (Wh) Energie heraus. Um diesen Akku komplett zu laden, ist aber mehr nötig, weil Verluste auftreten, einerseits im Akku selbst und andererseits bei der Umwandlung der eingespeisten Ladespannung in die Akkuspannung. USB-Ladebuchsen arbeiten mit 5 Volt, Schnellladefunktionen wie Quick Charge und USB Power Delivery (USB PD) mit bis zu 20 Volt. Nimmt man für jede Wandlung nur 5 Prozent Verlust an (beziehungsweise 95 Prozent Wirkungsgrad), sind zum Laden bereits 18,5 Wh nötig.
Eine Powerbank mit 3,7-Volt-Zellen und 10 Wh speichert zwar 37 Wh, liefert aber weniger. Denn die Spannung der Powerbank-Akkus muss zum Laden erst auf 5 Volt oder mehr hochgesetzt werden, wobei wiederum Verluste auftreten. Hinzu kommt der Innenwiderstand des Kabels zwischen Powerbank und Smartphone. Zudem verändert sich die Speicherfähigkeit der Akkus mit der Temperatur und durch Alterung.
Grob geschätzt sollten Sie eine Powerbank mit mindestens 20 Prozent höherer Kapazität kaufen, als sie für die Anzahl der gewünschten Ladungen benötigen. Und das gilt auch nur dann, wenn der Anbieter der Powerbank die Akkukapazität korrekt angibt.
Alles, was warm wird, vermindert den Wirkungsgrad. Bei Entladevorgängen von Powerbanks mit hohen Strömen bleiben die Akkuzellen selbst am kühlsten (blau), die Ladeelektronik und die Spannungskonverter heizen sich dagegen stärker auf (gelb, rot), am wärmsten wird der Steckerkontakt links (weiß).
Quelle: c‘t
Dafür kann es mehrere Ursachen geben und die einfachste ist Betrug: Manche Billiganbieter, die Powerbanks auf Handelsplattformen wie AliExpress, Amazon Marketplace oder eBay verkaufen, lügen das Blaue vom Himmel herab. Doch selbst wenn die in der Powerbank eingebauten Akkus tatsächlich 10 Ah (10.000 mAh) fassen, reicht das nicht unbedingt zum zweimaligen vollständigen Laden Ihres 4,5-Ah-Akkus. Denn zum einen sind Verluste im Spiel, zum anderen sagt die Angabe der Amperestunden alleine noch nichts über die nutzbare Energie aus. Wichtig sind noch die Spannungen der beteiligten Akkus und deren maximal zulässige Entladung.
Fangen wir mit der Spannung an: In den meisten Smartphones stecken Lithium-Polymer-(LiPo-)Akkus mit 3,7 Volt Nennspannung. Multipliziert man diese mit der Kapazität von 4,5 Ah, kommen 16,65 Wattstunden (Wh) Energie heraus. Um diesen Akku komplett zu laden, ist aber mehr nötig, weil Verluste auftreten, einerseits im Akku selbst und andererseits bei der Umwandlung der eingespeisten Ladespannung in die Akkuspannung. USB-Ladebuchsen arbeiten mit 5 Volt, Schnellladefunktionen wie Quick Charge und USB Power Delivery (USB PD) mit bis zu 20 Volt. Nimmt man für jede Wandlung nur 5 Prozent Verlust an (beziehungsweise 95 Prozent Wirkungsgrad), sind zum Laden bereits 18,5 Wh nötig.
Eine Powerbank mit 3,7-Volt-Zellen und 10 Wh speichert zwar 37 Wh, liefert aber weniger. Denn die Spannung der Powerbank-Akkus muss zum Laden erst auf 5 Volt oder mehr hochgesetzt werden, wobei wiederum Verluste auftreten. Hinzu kommt der Innenwiderstand des Kabels zwischen Powerbank und Smartphone. Zudem verändert sich die Speicherfähigkeit der Akkus mit der Temperatur und durch Alterung.
Grob geschätzt sollten Sie eine Powerbank mit mindestens 20 Prozent höherer Kapazität kaufen, als sie für die Anzahl der gewünschten Ladungen benötigen. Und das gilt auch nur dann, wenn der Anbieter der Powerbank die Akkukapazität korrekt angibt.
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Alles, was warm wird, vermindert den Wirkungsgrad. Bei Entladevorgängen von Powerbanks mit hohen Strömen bleiben die Akkuzellen selbst am kühlsten (blau), die Ladeelektronik und die Spannungskonverter heizen sich dagegen stärker auf (gelb, rot), am wärmsten wird der Steckerkontakt links (weiß).
Quelle: c‘t
