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iPhone Akkus: Studie warnt vor Hitzeproblemen beim drahtlosen Laden

01.07.2019 | 14:39 Uhr | Stephan Wiesend

Eine Studie der Universität Warwick warnt vor potentiellen thermischen Problemen beim drahtlosen Aufladen, vor allem bei fehlerhaft positionierten Geräten.

Seit dem iPhone 8 und iPhone X unterstützen die iPhones drahtloses Aufladen. Eine komfortable Lademöglichkeit mit elektromagnetischer Induktion, die auch als Qi bezeichnet wird. Wie die Universität Warwick behauptet , kann das drahtlose Aufladen aber die Akku-Lebensdauer verkürzen. Grundsätzlich sorgt laut den Messungen der Forscher das drahtlose Aufladen zu einer stärkeren Erwärmung des Akkus als beim Aufladen per Lighning-Kabel.

Das ist als Vorwurf nicht völlig neu, die Studie liefert aber eine ganze Reihe interessanter Einsichten. Allerdings liefert auch diese Studie keine Aussage, wie sehr diese zusätzliche Belastung die Lebensdauer in der Praxis beeinträchtigen kann.

Falsche Ausrichtung erhöht die Temperatur

Die Erwärmung beim drahtlosen Aufladen ist laut den Messungen der Forscher Melanie J. Loveridge, Chaou C. Tan, Faduma M. Maddar et. al eindeutig höher. Beim Laden per Kabel stieg die Temperatur eines iPhone 8 Plus nur auf 27,5 Grad, bei drahtlosem Aufladen mit einer Ladestation von Mophie erhöhte sich die Temperatur gleich auf 30,5 Grad. Ein Problem: Optimales drahtloses Aufladen setzt voraus, dass das iPhone so ausgerichtet ist, dass sich die beiden Spulen von Ladegerät und iPhone perfekt abdecken. Ist aber das Smartphone nicht korrekt ausgerichtet, sorgt dies für schlechtere Verbindungsqualität und die Ladestation muss dies mit höherer Leistung kompensieren. Die Temperatur des iPhones bleibt dann zwar ebenfalls bei 30,5 Grad, hält diese hohe Temperatur aber deutlich länger. So erhitzt sich auch die Ladestation (nicht das iPhone) nun stärker und erreichte in den Messungen 35,3 statt 33 Grad.

Die Erwärmung des iPhones wurde unter Laborbedingungen gemessen.
Vergrößern Die Erwärmung des iPhones wurde unter Laborbedingungen gemessen.
© Universität Warwick

Der Hintergrund ist, dass zu hohe Temperaturen einen Akku schneller altern lassen – was die Forscher beispielhaft an einigen Panasonic-Akkuzellen belegen, die sie bei 25 und 45 Grad Celsius aufbewahren. Wie zu erwarten sinkt die Kapazität bei kühlerer Aufbewahrung deutlich langsamer.

Temperaturregelung durch das iPhone

Was man nicht vergessen darf, ist die Temperaturregelung des iPhones selbst. Wird das Smartphone beim Aufladen zu heiß (laut dem Bericht bei über 32 Grad), sorgt das System automatisch für eine Reduzierung der Ladeleistung und das Gerät kann sich abkühlen – falls es nicht zu dick verpackt ist. Interessant ist nämlich ein weiterer Einflussfaktor, der von den Forschern vorgestellt wird: Einen negativen Effekt hat eine isolierende Schutzhülle, wie die Forscher mit einer dicken Klapp-Hülle aus Kunstleder nachwiesen. Da die 5,5 mm dicke Hülle die Verbindungsqualität reduziert, steigert sich schon dadurch die Erhitzungsdauer des Gerätes – wie bei einem fehlerhaft positionierten Gerät. Im Vergleich zu einer dünnen Plastikhülle kühlt sich das iPhone außerdem während des Ladevorganges deutlich langsamer ab. In der Folge wird dadurch nicht nur die Dauer der Erhitzung verlängert, sondern auch die Ladedauer von 180 auf 200 Minuten verlängert.

Umgebungstemperatur

Einen großen Einfluss hat ebenso die Umgebungstemperatur. Bei niedrigen Temperaturen arbeitet ein Akku nämlich keineswegs besser, sondern schlechter. Beim schnellen Aufladen bei niedrigen Temperaturen bestünde sogar die Gefahr von so genanntem Lithium-Plating als Schäden des Akkus. Die Forscher maßen die Ladezeit bei 10, 20 und 25 Grad – besonders schnell war das Gerät bei einer Außentemperatur von 20 Grad geladen. Bei 25 Grad dauerte das Laden mit 180 Minuten genau 10 Minuten länger, bei 10 Grad dagegen mit 240 Minuten deutlich länger.

Unsere Meinung

Die Studie kann überzeugend nachweisen, dass ein Akku durch drahtloses Aufladen stärker belastet wird. Nach unserer Einschätzung bleibt dabei allerdings die Frage offen, wie relevant diese zusätzliche Belastung in der Praxis ist. Schließlich ist die Lebensdauer eines Akkus auch von anderen Faktoren abhängig, darunter Nutzung und Herstellungsqualität. Durch die Regelung der Temperatur versucht Apple bereits, Schäden beim Ladevorgang zu vermeiden, mit iOS 13 gibt es außerdem eine neue Schutzfunktion für iPhones, die unnötiges Langzeitladen vermeiden kann.

Offensichtlich sollte man aber beim drahtlosen Aufladen hohe Außentemperaturen vermeiden, dicke Hüllen abnehmen und das Gerät exakt positionieren. Hinweise liefert die Studie nebenbei, auf welche Probleme Apple bei der fehlgeschlagenen Ladematte Air Power stieß.

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