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Risikofaktor Akku: Ist Ihr Handy explosionsgefährdet?

20.04.2017 | 10:41 Uhr |

Der Akku des Samsung Galaxy Note 7 kann explodieren. Samsung hat deshalb das Gerät zurückgenommen und Ursachen- forschung betrieben. Doch wie kam es dazu – und was tun denn andere Hersteller gegen Akkuprobleme?

Kein Mobilgerät war im letzten Jahr häufiger in den Medien als das Samsung Galaxy Note 7 . Fast täglich wechselten sich die Nachrichten über explodierende Akkus und Details zur Rückrufaktion seitens des Herstellers ab. Nun ist das Thema zur Ruhe gekommen – die Geräte sind angeblich zu 96 Prozent zurückgenommen worden. Die verbleibenden 4 Prozent werden jedoch noch einige Zeit für die Durchsage in Flughäfen und Flugzeugen verantwortlich sein, dass das Note 7 weder als Handgepäck, noch in den aufgegebenen Koffern mitgeführt werden darf.

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Der Akku war schuld

Samsung hat sich monatelang damit beschäftigt, die Ursachen für das Akkuproblem herauszufinden. Auf einer Pressekonferenz in der südkoreanischen Hauptstadt Seoul gab der Hersteller dann Ende Januar 2017 die Gründe dafür an, dass bei einigen Exemplaren des Samsung Galaxy Note 7 der Akku explodieren und brennen konnten. Demnach stellten die Samsung-Techniker sowie die ebenfalls an der Untersuchung beteiligten externen Experten zwei Gründe fest:

  1. In der oberen rechten Ecke des Akkus gab es einen Designfehler, der dazu führte, dass sich die Elektroden verbogen haben und es dadurch zu einem Kurzschluss kommen konnte.

  2. Außerdem waren die Akkus eines bestimmten Zulieferers fehlerhaft verschweißt. Dadurch konnte ebenfalls ein Kurzschluss verursacht werden.

Um den Fehler beim Samsung Note 7 zu finden, untersuchten diverse Experten mehrere Monate lang rund 200 000 Geräte und mehr als 30 000 Akkus.
Vergrößern Um den Fehler beim Samsung Note 7 zu finden, untersuchten diverse Experten mehrere Monate lang rund 200 000 Geräte und mehr als 30 000 Akkus.
© Samsung

Samsung nannte den Namen des Akku-Lieferanten nicht. Allerdings ist bekannt, dass die Akkus von den Unternehmen Samsung SDI Co. Ltd. (ein Tochterunternehmen von Samsung) und der chinesischen Firma Amperex Technology Ltd. (ATL) kamen. Samsung plane keine rechtlichen Schritte oder Schadenersatzansprüche gegenüber den Lieferanten.

Die Smartphone-Hardware und die Software des Galaxy Note 7 sollen dagegen einwandfrei sein.

Weiter hieß von Samsung: „Samsung hat die Zielspezifikationen für die im Note 7 eingesetzten Akkus vorgegeben. Entsprechend übernehmen wir die Verantwortung für die Fehler, die bei der Entwicklung und Herstellung der Akkus geschehen sind und die wir erst nach Markteinführung des Galaxy Note 7 entdeckt haben.“

Die nach eigenen Angaben rund 700 Experten Samsungs sowie Fachleute der externen Prüforganisationen UL, Exponent und TÜV Rheinland untersuchten mehrere Monate lang rund 200 000 Note 7 und mehr als 30 000 Akkus. DJ Koh, President Mobile Communications Business bei Samsung Electronics, drückte sein tiefes Bedauern über die Vorfälle aus und dankte gleichzeitig Galaxy-Note7-Kunden, Mobilfunkbetreibern sowie Vertriebs- und Geschäftspartnern für ihre Geduld und fortwährende Unterstützung.

Samsung versicherte, dass das Unternehmen auf Basis der hauseigenen Untersuchungsergebnisse „zahlreiche neue interne Qualitäts- und Sicherheitsprozesse implementiert (habe), die die Produktsicherheit durch zusätzliche Vorgaben wie mehrstufige Sicherheitsmaßnahmen und den 8-Punkte-Akku-Sicherheitscheck erhöhen sollen. Darüber hinaus hat Samsung das Battery Advisory Board aus externen Beratern sowie Wissenschaftlern und Forschern gebildet. Dieses Expertengremium wird die Produktentwicklung im Bereich Akkus insbesondere unter dem Aspekt der Produktsicherheit mit neutralem Blick begleiten“. Samsung teilte außerdem mit, dass das Note-7-Debakel 5,3 Milliarden Dollar Verlust verursacht habe.

Panasonic hat einen Akku entwickelt, der nur 0,45mm dick und außerdem biegbar ist. Damit eigenet er sich für flexible Geräte mit biegbaren Displays. Bisher ist die Kapazität allerdings noch relativ gering. Die Massenproduktion soll 2018 starten.

Die Konkurrenz

Natürlich ist die Überhitzung des Akkus – ob nun fehlerhaft oder nicht – nicht nur für Samsung ein Problem. Die immer leistungsstärkeren und dadurch mehr Hitze erzeugenden Komponenten sowie die ständig dünner werdenden Smartphone-Gehäuse stellen auch andere Hersteller vor neue Herausforderungen.

LG stattet das G6 mit einer Heatpipe aus, die durch Ableiten der Wärme die Temperatur im Gerät um 6 bis 10 Prozent reduzieren soll.
Vergrößern LG stattet das G6 mit einer Heatpipe aus, die durch Ableiten der Wärme die Temperatur im Gerät um 6 bis 10 Prozent reduzieren soll.
© LG

LG beispielsweise hat daher für sein neues High-End-Modell G6 neue Tests eingeführt, die den Einfluss von potenziell schädigenden Faktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit, Staub, Wasser, Fremdstoffe, Stöße und Stürze auf die verschiedenen Smartphone-Komponenten untersuchen. Dabei wird auch der Akku berücksichtigt, mit besonderem Fokus auf Hitzestrahlung und Batteriemanagement. So kommt im G6 eine Kupfer-Heatpipe zum Einsatz, die durch Ableiten der Wärme die Temperatur im Gerät um 6 bis 10 Prozent reduzieren soll. Zudem wurde der Abstand zwischen dem Prozessor und dem integrierten Schaltkreis, der das Display steuert, vergrößert. Auch dadurch soll weniger Hitze erzeugt werden.

Die aktuellen Smartphones von Sony sind dagegen mit einer adaptiven Ladetechnik ausgestattet, die den Akkuzustand kontinuierlich überwacht und die Ladeströme daran anpasst. Dadurch sollen sich Schäden minimieren und die Lebenszeit des Akkus verlängern lassen. „Battery Care“ verhindert dagegen, dass ein Smartphone über Nacht weiter am Ladegerät hängt, obwohl der Akku bereits voll aufgeladen ist: Die Technik merkt sich die Aufwachzeiten des Anwenders und lädt das Smartphone über Nacht nur zu 90 Prozent auf. Danach pausiert sie und füllt den Akku erst auf 100 Prozent auf, wenn der Anwender seinen Tag beginnt.

Beim HTC U Ultra kümmert sich der „Sense Companion“ um den Akku. Diese künstliche Intelligenz, ähnlich dem Google Assistant oder Apples Siri, erinnert den Anwender etwa daran, wenn es Zeit ist, das Smartphone ans Ladegerät zu hängen. Passiert dies nicht, versucht der Companion eigenständig, die Akkulaufzeit so weit wie möglich zu verlängern.

Wie Samsung hatte auch Google bereits beim Nexus 6P und nun bei den Pixel-Modellen mit Akkuproblemen zu kämpfen. Allerdings waren diese nicht so desaströs wie beim Galaxy Note 7, aber doch ähnlich ärgerlich: Bei einem Akkustand von 25 bis 30 Prozent schalteten sich die Google-Smartphones einfach aus und wollten neu geladen werden. Das Problem war jedoch nicht der Hardware geschuldet, sondern stellte sich als Android-7-Fehler heraus, der mit einem Update behoben wurde.

Akku laden: 100% sind nicht immer optimal

Akkutipps

Damit Ihr Akku möglichst lange hält, gibt einige Grundregeln, die Sie im Umgang damit einhalten sollten:

1. Beim Laden auf die technischen Daten des Akkus achten

Wenn Sie einen Akku nicht mit dem Original-Ladegerät aufladen, sollten Sie die technischen Spezifikationen genau lesen, um Schäden zu vermeiden.
Vergrößern Wenn Sie einen Akku nicht mit dem Original-Ladegerät aufladen, sollten Sie die technischen Spezifikationen genau lesen, um Schäden zu vermeiden.
© Samsung

Falls Sie einen Akku in einem Ladegerät eines Drittherstellers laden möchten, sollten Sie zuvor einen Blick auf die technischen Daten des Stromspenders werfen. Sie finden sie meist als Aufdruck oder Aufkleber direkt auf dem Gerät. Auf dem Akku eines Samsung-Smartphones steht beispielsweise „3.8 V Li-ion Batterie“, „5.70 Wh“ und „4.35 V“. Diese Zahlen geben Auskunft über die Leistung des Akkus und die Ladespannung, die ein Ladegerät anlegen sollte. In unserem Fall hat der Lithium-Ionen-Akku eine Nennspannung von 3,8 Volt, eine Kapazität von 5,70 Wattstunden und eine Ladeschlussspannung von 4,35 Volt. Das heißt, dass Sie den Akku mit einem Ladegerät laden können, das zwischen 3,8 und 4,35 Volt bereitstellt. Außerdem ist die elektrische Ladung in Milliamperestunden (mAh) aufgedruckt. Sie gibt die Menge an Strom an, die dem Akku pro Stunde entzogen werden kann. Umgangssprachlich wird sie auch oft als Kapazität bezeichnet.

2. Ladestand und korrekte Lagerung des Akkus

Da ein Akku umso schneller altert, je höher seine Zellenspannung ist, sollten Sie den Stromspender Ihres Smartphones nicht ständig auf 100 Prozent Ladekapazität halten. Im Allgemeinen nimmt man an, dass eine Ladung von 55 bis 75 Prozent optimal ist. Dazu kommt, dass Sie den Akku möglichst kühl verwahren sollten. Zum Vergleich: Bei Zimmertemperatur (etwa 20 Grad) verliert ein Akku pro Monat etwa 3 Prozent seiner Ladung.

3. Akku laden über USB oder Netzstecker?

Es gibt zwei klassische Methoden, um das Smartphone aufzuladen: mit dem beiliegenden USB-Kabel über die USB-Buchse am PC oder direkt an der Steckdose über einen Ladeadapter und ein USB-Kabel beziehungsweise einem Ladenetzteil. Dabei bestehen allerdings einige wesentliche Unterschiede, was das Ladetempo angeht: Direkt über die Steckdose laden Sie am schnellsten auf, genauer gesagt, etwa dreimal so schnell wie beim Laden über den USB-Port des Computers. Der Grund: Ein USB-2.0-Anschluss liefert nur maximal 500 mA aus. Daher dauert das Laden entsprechend lange, weil die Kapazität aktueller Smartphone-Akkus sehr viel höher ist. Mit USB 3.0 wurde die Stromstärke auf 900 mA erhöht, wodurch Sie das Gerät geringfügig schneller laden.

Das sollten Sie bei den Ladevorgängen beachten: Die optimale Ladespannung für Lithium-Ionen-Akkus liegt bei 4,2 Volt. Die meisten Ladegeräte liegen mit einer Ladespannung von etwa 5 Volt noch im Toleranzbereich, wodurch die Akkus nicht beschädigt werden. Darüber hinaus geben sie in der Regel eine Stromstärke zwischen 700 und 1000 mA weiter. Der Ladestrom sollte ferner ungefähr das 0,6- bis 1-Fache der Akkukapazität in mAh aufbringen. Höhere Stromstärken können die Lebensdauer des Akkus reduzieren, niedrigere Stärken das Ladegerät überhitzen.

4. Akkus kabellos laden

Beim kabellosen Laden beherrschen derzeit die beiden Technologien Qi und Rezence den Markt. Voraussetzung ist dabei stets, dass Mobilgerät und Ladeschale die Technik unterstützen.
Vergrößern Beim kabellosen Laden beherrschen derzeit die beiden Technologien Qi und Rezence den Markt. Voraussetzung ist dabei stets, dass Mobilgerät und Ladeschale die Technik unterstützen.
© Fone

Eine Alternative zum herkömmlichen USB-Ladegerät stellt das kabellose Laden dar, das Ihr Smartphone entweder nativ unterstützt oder per Spezialhülle beigebracht bekommt. Dabei legen Sie Ihr Mobilgerät einfach auf eine entsprechende Ladestation; auch das Laden von mehreren Geräten gleichzeitig ist möglich. Derzeit sind vor allem zwei Techniken im Markt zu finden: Qi und Rezence . Nutzt Qi elektromagnetische Induktion zum Laden, setzt Rezence auf Magnetresonanz. Beide Techniken benötigen einen Sender im Ladegerät und einen Empfänger, der im Mobilgerät sitzt. Die Transmitterspule im Ladegerät baut ein Magnetfeld auf, das Spannung in der Empfängerspule erzeugt und das Mobilgerät auflädt. Bei Qi müssen die Geräte dafür unmittelbar übereinanderliegen. Rezence funktioniert dagegen über weitere Distanzen und lässt sich auch durch Metalle nicht stören. So lässt sich die Technik einfacher in Räumen oder Gegenständen integrieren.

Auch in der übertragenen Leistung gibt es Unterschiede: Qi schafft derzeit 5 Watt und soll sich auf maximal 15 Watt steigern lassen, Rezence soll in der finalen Fassung mehr als 50 Watt liefern. Damit können sich dann auch größere Geräte wie Tablets und Notebooks aufladen lassen – im besten Fall sogar gleichzeitig. Denn Rezence soll mit einem Charger unterschiedliche Mobilgeräte erkennen und seine Übertragungsleistung individuell anpassen. Für die Kommunikation zwischen Ladestation und Gerät nutzt Rezence Bluetooth, während Qi meist auf RFID oder NFC zurückgreift.

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5. Akku schnell aufladen mit Quick Charge & Co.

Es sind schon seit einiger Zeit diverse Technologien auf dem Markt, mit denen sich Mobilgeräte schneller laden lassen. Beispielsweise hat Chiphersteller Qualcomm mit „Quick Charge“ eine Technik entwickelt, mit der sich akkubetriebene Geräte wie Smartphones und Tablets deutlich schneller aufladen lassen. Die aktuelle Version Quick Charge 3.0 legt eine Spannung von 3,6 bis 30 Volt an, bei einer Leistung von 18 Watt. Zum Vergleich: Ein herkömmliches Ladegerät liefert hier „nur“ fest 5 Volt und bis zu 10,2 Watt Leistung.

Quick Charge arbeitet dabei innerhalb der Parameter des Akkus, lädt den Stromspender also mit den vorgesehenen Spannungs- und Leistungswerten. Die kürzere, aber effektivere Ladezeit resultiert laut Qualcomm aus der Tatsache, dass die Ladetechnik anderer Hersteller die maximal erlaubten Parameter nicht ausreizen.

Die Voraussetzung, um mit Quick Charge 3.0 laden zu können, ist ein zertifiziertes Mobilgerät mit Snapdragon-Prozessor vom Typ 427, 430, 435, 617, 620, 625, 626, 650, 652, 653, 820 oder 821. Außerdem muss das Ladegerät die Technik unterstützen.

Für dieses Jahr wurde bereits Quick Charge 4.0 angekündigt; Qualcomm verspricht hier „5 for 5“, also fünf Stunden Laufzeit durch fünf Minuten Laden. Erstmals wird auch USB-C unterstützt. Die neue Version setzt einen Snapdragon 835 als Prozessor voraus und soll bis zu 28 Watt an Leistung liefern.

Haben Sie ein USB-Ladekabel mit Netzadapter, sollten Sie Ihr Smartphone besser direkt an der Steckdose laden – das geht schneller als über USB am PC.
Vergrößern Haben Sie ein USB-Ladekabel mit Netzadapter, sollten Sie Ihr Smartphone besser direkt an der Steckdose laden – das geht schneller als über USB am PC.
© Hama

Eine Alternative zu Quick Charge bietet Mediatek mit „Pump Express“. Was wie eine Fitnesstudiokette klingt, ist ein optimiertes Verfahren zum Laden von Akkus. Mediatek spricht dabei von einer Effizienz von über 95 Prozent. Voraussetzung, um Pump Express einzusetzen, ist eine kompatible Hardware mit einem Mediatek-Prozessor der X- oder P-Serie sowie einem USB-C-Anschluss und ein Ladegerät, welches Pump Express unterstützt.

Smartphone-Hersteller Oneplus hat ebenfalls eine Schnellladefunktion in petto, die bisher jedoch nur im Oneplus 3 und Oneplus 3T zum Einsatz kommt. Die „Dash Charge“ genannte Technik soll den Smartphones nach nur 30 Minuten Akku für einen ganzen Tag bereitstellen. Die Besonderheit von Dash Charge: Anders als bei Quick Charge und Pump Express findet das Energiemanagement und dadurch auch die Hitzeentwicklung im Netzteil statt, sodass sich das Mobilgerät selbst nicht erwärmt.

Das Moto X Pure Edition und das Droid Turbo 2 von Motorola lassen sich dagegen mit „Turbo Power“ laden. Motorola setzt dabei bereits am verbauten Akku an: Der Hersteller ist an dessen Design beteiligt, sodass der Stromspender den Turbo- Power-Spezifikationen entspricht. Die Software des Smartphones überwacht den Zustand des Akkus und passt den Ladestrom während des Ladens an. Auch ein Temperaturmanagement ist mit an Bord, um Ladeschwankungen durch zu große Hitze zu vermeiden.

Siehe auch: So will Samsung seine Akkus sicherer machen

6. Tiefentladung – was tun?

Jeder Akku hat eine sogenannte Entladeschlussspannung, also eine definierte Spannung, bei der die Entladung des Akkus automatisch beendet wird. Bei Lithium-Ionen-Akkus liegt die Entladeschlussspannung in der Regel bei etwa 2,50 Volt, bei Lithium-Polymer-Akkus bei 3,30 Volt. Da der Wert jedoch vom Hersteller vorgegeben wird, kann er auch anders ausfallen.

Fällt die Spannung unter diesen Wert, spricht man von Tiefentladung. Dieser Zustand kann den Akku dauerhaft schädigen, weil sich dadurch im Akku Kupferbrücken bilden können, die unter Umständen einen Kurzschluss verursachen, sobald Sie den Akku wieder aufladen möchten.

Gründe für die Tiefentladung können etwa ein fehlerhaftes Ladegerät oder ein veralteter Akku sein. Es kann aber auch vorkommen, dass die „Abschaltautomatik“ des Akkus nicht ordnungsgemäß funktioniert. Möchten Sie einen tiefentladenen Akku wieder in Betrieb nehmen, sollten Sie dabei aus den genannten Gründen sehr vorsichtig vorgehen, um Schäden zu vermeiden.

Die Displays des Galaxy S8 und des Galaxy S8+ klingen mit 5,8 und 6,2 Zoll extrem groß. Doch wie groß sind die Smartphones wirklich - schließlich besteht fast die komplette Front der Geräte aus Display. Wir vergleichen in diesem Video die Gehäusegrößen des S8 / S8+ mit dem iPhone 7 Plus, dem LG G6 und den beiden Vorgängern Galaxy S7 und Galaxy S7 Edge.

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