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Handy-Akku: Was passiert bei Kälte?

Im Winter, wenn es draußen kälter ist und mancherorts Minustemperaturen herrschen, fangen wir nicht nur wir an zu frieren: Auch unseren Smartphones können wir die eisige Kälte anmerken, denn die Handyakkus fangen draußen oft an zu schwächeln und entladen sich viel schneller. Aber warum? Und warum schalten sich manche Akkus bei Kälte sogar vollständig aus?

Schlittschuhläuferin beim Selfie
Smartphones und Kälte vertragen sich auf Dauer nicht.

In den meisten Smartphones sind Lithium-Ionen-Akkus eingebaut. Diese Batterien enthalten eine dickflüssige Substanz – das sogenannte Elektrolyt. In dieser Flüssigkeit befinden sich Ionen - elektrisch geladene Atome oder Moleküle, die vom Minus- zum Pluspol der Batterie transportiert werden. Bei unseren Handy-Akkus sind die Lithium-Ionen die wichtigen Akteure für die Ladungsübertragung.

Kälte stoppt Lithium-Ionen

Aber was passiert im Akku, wenn er draußen im Winter kalt wird? Sinkt die Temperatur der Handybatterie auf unter zehn Grad Celsius ab, wird das Elektrolyt im Inneren durch die Kälte immer zähflüssiger. Dadurch können die Lithium-Ionen die Flüssigkeit nicht mehr so leicht durchdringen und bewegen sich langsamer. Folglich kommen weniger Ionen am Pluspol an, der Innenwiderstand erhöht sich und die Akkuleistung sinkt ab.

Durch die Kälte werden also die Prozesse im Akku stark verlangsamt. Zwar geht die Batterie dabei nicht gleich kaputt, aber sie verschleißt schneller als üblich. Hinzu kommt, dass das Stocken des Ladungstransports durch den Elektrolyt zu einem sogenannte Spannungsabbruch führen kann. Das bedeutet, dass der Akku gar keinen Strom mehr abgeben kann, er ist tiefstentladen.

Eine solche Tiefstentladung kann den Akku dauerhaft schädigen, deshalb schalten sich die meisten Geräte zum Schutz davor automatisch aus. Wann genau das Smartphone ausgeht, ist von Akku zu Akku verschieden, weil nicht alle Hersteller die gleichen Materialien für den Elektrolyt verwenden, und auch das Alter des Handys spielt eine Rolle. Generell gilt, dass die Batterien am besten funktionieren, wenn es zwischen zehn und 35 Grad Celsius warm ist. Als Untergrenze für den Betrieb gelten bei den meisten Handys etwa null Grad.

Diese zulässige Temperatur während des Ladevorgangs liegt mit fünf bis zehn Grad Celsius sogar deutlich über dem Gefrierpunkt. Durch Laden bei niedrigen Temperaturen tritt bei den gängigen Akkumodellen eine sehr starke Alterung auf, die mit irreversiblem Kapazitätsverlust einhergeht, sich also anschließend weniger Ladung speichern lässt.

Wie man das Handy schützen kann

Wer verhindern will, dass der Akku unter der Kälte leidet, wenn man draußen unterwegs ist, sollte das Smartphone möglichst warmhalten. Experten raten dazu, das Gerät nah am Körper zu tragen, wie beispielsweise in der Innentasche der Jacke. Zusätzlich können eine Gummihülle oder beispielsweise eine selbstgestrickte Handytasche vor der Kälte schützen. Wer viel im Freien unterwegs ist, kann auch zu einer speziellen Thermohülle fürs Smartphone greifen. Zudem gilt es, sein Handy möglichst selten herauszuholen. Wer lange im Freien telefoniert, kann zum Beispiel ein Headset benutzen, damit das Handy in der Tasche bleiben kann.

Experten empfehlen zudem, abrupte Temperaturwechsel zu vermeiden. Wird der Akku nämlich erst kalt und sofort sehr warm, besteht das Risiko, dass sich Kondenswasser im Inneren des Smartphones bildet. Dieses schadet den elektronischen Bauteilen, da die Kontakte am Akku korrodieren, was schlimmstenfalls sogar zu einem Kurzschluss führen kann. Betritt man also zum Beispiel nach einem langen Winterspaziergang einen stark aufgeheizten Raum, sollte man das Gerät zum Schutz des Akkus noch eine Weile in der Jackentasche lassen. So kann es sich langsam wieder erwärmen.

ABO, 03.02.2021
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