Akkusicherheit beim Dampfen

Christian Gesundheit 2 Comments

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E-Zigaretten werden in den letzten Jahren mit immer höheren Leistungen betrieben. Dadurch gewinnt das Thema Akkusicherheit mehr und mehr an Bedeutung, und stellt für uns einen wichtigen Teil der Gefahrenreduktion beim Dampfen dar. Deshalb wollen wir Dir mit diesem Beitrag helfen, Fehler und Gefahren zu vermeiden. Nachdem Du diesen Artikel gelesen hast, wirst Du wissen, wie Akkus funktionieren, unter welchen Umständen sie explodieren können, wie Du die Gefahr auf ein Minimum reduzieren kannst und Anzeichen eines defekten Akkus frühzeitig erkennst. Außerdem erhälst Du viele weiterführende Informationen, um den für Dich richtigen Akku zu finden, und möglichst lange Freude daran zu haben. Viel Spaß beim lesen!

Werde zum Akkuheld!

Der Hintergrund: Explodierende E-Zigaretten

E-Zigarette explodiert

Auch wenn es äußert selten vorkommt, gibt es immer wieder Fälle von entgasenden oder gar explodierenden Akkus in E-Zigaretten. In fast allen Fällen geschehen diese Unfälle aus Unwissenheit oder fahrlässigem Umgang mit den empfindlichen Akkuzellen. In diesem Fall (siehe Bild) traf es einen kanadischen Teenager. In den USA wurden zwischen 2009-2015 insgesamt 92 Fälle von explodierenden Akkus gemeldet. Auch hier in Köln gab es schon einen ähnlichen Fall (siehe hier).

Aus diesem Grund hat die amerikanische Verbraucherorganisation “Consumer Advocates for Smoke-free Alternatives Association” (CASAA) vor kurzem einen Leitfaden zur Akkusicherheit für E-Zigaretten Nutzer veröffentlicht. Er enthält 12 Verhaltensregeln, an die man sich halten sollte, um das Risiko einer Entgasung oder Explosion zu minimieren. Zur besseren Verständlichkeit haben wir die Regeln frei übersetzt und um weiterführende Infos und Beispiele ergänzt.

Da sich Dinge immer einfacher verstehen und merken lassen, wenn man zunächst gewisse Grundlagen verstanden hat, möchten wir im ersten Abschnitt dieses Artikels auf den Aufbau, die Funktionsweise und grundlegenden Eigenschaften von Akkus eingehen. Danach wird Dir der offizielle Leitfaden und die entsprechenden Verhaltensempfehlungen noch logischer erscheinen.

Die Kernfrage: “Muss ich mir Sorgen machen?”

Wenn Du eine Einsteiger E-Zigarette mit fest verbautem Akku besitzt, brauchst Du Dir keine größeren Sorgen machen – zumindest nicht viel mehr als Du es bei Deinem Handy oder Laptop Akku machen solltest: D.h. behandle das Gerät einfach mit Sorgfalt (Stürze o.ä. können den Akku natürlich beschädigen), setze es nicht extremen Temperaturen aus und lade es mit einem geeigneten Ladegerät und idealerweise unter Aufsicht.

Wenn Du aber im Besitz eines Akkuträgers mit wechselbarer Akkuzelle bist, findest Du hier viele Infos, Tipps und Beispiele, die Dir mehr Freude und Sicherheit beim Dampfen ermöglichen können.

Grundlagen

  • Wie funktioniert ein E-Zigaretten-Akku?
  • Was bestimmt die Kapazität eines Akkus?
  • Was bestimmt die Leistungsfähigkeit eines Akkus?
  • Warum entgasen Akkuzellen, fangen Feuer oder explodieren?
  • Was ist zu tun, wenn es zu einer Explosion kommt?

Wie funktioniert ein E-Zigaretten-Akku?

Aufbau eines 18650 AkkuFunktionsweise Lithium-Ionen Akku

In E-Zigaretten kommen in der Regel herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus zum Einsatz (ähnlich Handy- oder Laptop-Akkus). Durch ihre hervorragende Kapazitäts- und Entladefähigkeit eignen sie sich sehr gut, um E-Zigaretten mit Strom zu versorgen. Im Prinzip funktioniert eine Akkuzelle durch eine exakt festgelegte chemische Reaktion zwischen drei Bestandteilen. Diese chemische Reaktion erzeugt Strom.

Die drei Bestandteile nennt man Anode (Minus), Elektrolyt (die Chemie) und Kathode (Plus). Diese werden übereinander gelegt und anschließend kommt ein zusätzlicher Separator oben drauf. Danach wird das Ganze zusammengerollt und in die Zylinderform gebracht, die wir kennen. Wie auf dem ersten Bild zu erkennen, ist das eigentliche Innenleben einer Akkuzelle eng zusammengerollt. Ein Kurzschluss wird nur durch eine hauchdünne Plastikfolie zwischen Anode und Kathode verhindert. Dabei liefert die Lithium-Ionen-Technologie eine Spannung von ~4,2 Volt. Im zweiten Bild siehst Du den schematischen Aufbau einer Lithium-Ionen-Zelle. Wenn Du Dich tiefer mit dem Aufbau und der Funktionsweise von Li-Ion-Akkus beschäftigen möchtest, gibt Dir dieser Wikipedia-Artikel einen guten Einstieg.

Was bestimmt die Akkukapazität?

Zum einen wird die Kapazität durch die chemische Zusammensetzung beeinflusst. Zum Beispiel ermöglicht ein höherer Mangan-Anteil (IMR-Akkus) höhere Entladeströme, während ein hoher Cobalt-Anteil höhere Kapazitäten erreicht (ICR-Akkus). Auf der anderen Seite ist aber vor allem entscheidend, wie groß die Oberfläche des Elements ist (je größer, desto höher auch die Kapazität). Für eine größere Oberfläche muss das Element dünner gemacht und fester zusammengerollt werden, um in das gleiche Gehäuse zu passen. Die Kapazität einer Akkuzelle wird in Milliamperstunden (mAh) angegeben. Je mehr mAh eine Akkuzelle hat, desto mehr Energie kann sie speichern.

Was bestimmt den maximalen Strom, den ein Akku ausgeben kann?

Ausschlaggebend ist die Fähigkeit des Elements, den Strom bis zu den Enden der Akkuzelle zu leiten. Auch hier hängt es zum einen von der Chemie ab und zum anderen von der Dicke der Schichten. Je dünner die Schichten sind, desto geringer ist der Strom, der transportiert werden kann, ohne dass das Element zu heiß wird und der Separator schmilzt, oder sich im Elektrolyt Blasen bilden. Akkuzellen mit geringerer Kapazität (weniger mAh) können höhere Ströme ausgeben, weil hier die leitenden Schichten dicker sind.

Dicke und Oberfläche des Elements sind also voneinander abhängig. Wenn aus einer Akkuzelle zu viel Strom gezogen wird, wird das Element heiß. Wenn Separator oder Elektrolyt zu heiß werden, werden sie beschädigt, und das kann zu einem Kurzschluss innerhalb der Akkuzelle führen.

Das erklärt auch, warum Akkus der gleichen Größe, wie z.B. 18650-er Akkus (18mm Durchmesser, 65mm Länge), entweder über eine hohe Kapazität oder einen hohen maximalen Entladestrom verfügen. Wenn Hersteller sehr hohe Angaben in beiden Bereichen machen, sollte man besonders misstrauisch sein, und die Seriosität des Anbieters und Herstellers prüfen. Beispielhaft siehst Du hier die Angaben von zwei der momentan besten und beliebtesten Dampfer-Akkus (beides 18650-er):

Kapazität der Sony VTC 5A:
0mAh
bei 35A max. Entladestrom
Kapazität der LG HG2:
0 mAh
bei 20A max. Entladestrom

Übrigens basieren die Angaben zum maximalen Entladestrom auf einer kontinuierlichen Dauerlast. Dabei wird der Akku vollständig mit einem gleichbleibendem Strom entladen. Wenn er dabei eine Oberflächentemperatur von 75-80°C nicht überschreitet, eignet er sich für die jeweils getestete Stromstärke (allerdings gibt es dafür keine Norm-Prüfung, sondern jeder Hersteller testet auf seine eigene Art). Bei pulsierenden Strömen – wie beim Dampfen – ist die Belastung deutlich niedriger, und der Akku hat immer wieder Zeit sich ein wenig abzukühlen. Dennoch empfehlen wir, die Herstellerangaben nicht zu überschreiten. So behält man immer einen gewissen Sicherheitspuffer.

Warum entgasen Akkuzellen, fangen Feuer oder explodieren?

Alle drei dieser Erscheinungen hängen miteinander zusammen. Die Ursache für das Versagen einer Akkuzelle liegt in der Regel darin, dass zu hoher Strom, zu schnell und für zu lange Zeit abgegeben wurde. Hervorgerufen wird dies meist durch einen Kurzschluss, äußere Krafteinwirkung oder Alterung.

1) Kurzschluss

Die erste Ursache ist ein Kurzschluss. Eine Akkuzelle kann kurzgeschlossen werden, wenn sie zu viel Strom auf einmal liefern muss. Wie bereits beschrieben, haben Akkuzellen einen angegebenen Maximalstrom. Die Nennwerte eines Akkus beruhen auf der Temperaturerhöhung unter Testbedingungen für einen gegebenen Strom. Wenn die Temperatur zu hoch ist, beginnt das Elektrolyt zu kochen und der Akku “entgast”. Wird an den äußeren Bedingungen dann nichts verändert, gibt es einen internen Kurzschluss und die Akkuzelle “geht durch” – Gas strömt immer schneller aus und die Akkuzelle erhitzt sich weiter und weiter. Unter Umständen entzündet sich das ausströmende, gasförmige Elektrolyt und die Akkuzelle beginnt zu brennen. Wenn das in einem abgeschlossenen Behältnis geschieht, steigt der Druck rapide an, und die Akkuzelle sowie der Behälter werden “energetisch zerlegt”.

2) Äußere Krafteinwirkung

Die zweite Ursache ist eine Zerstörung des Abstandes der einzelnen Elektroden, des Separators und des Elektrolyts. Das geschieht am häufigsten, wenn die Akkuzelle fallengelassen wird. Die meisten Akkuzellen wurden Fall- und Quetschtests unterzogen, damit sie gewisse Kräfte aushalten, ohne größeren Schaden zu nehmen. Das bedeutet aber nicht, dass sie unzerstörbar sind – es bedeutet nur, dass es einer gewissen Krafteinwirkung bedarf, um sie zu schwächen. Lass Deine E-Zigarette mehr als ein oder zweimal fallen und Du hast vermutlich schon die für eine Beschädigung notwendigen Kräfte überschritten. Eine Beschädigung von Elektrolyt oder Separator kann zu einem internen Kurzschluss und damit zu dem oben beschriebenen Szenario führen. Das muss jedoch nicht unmittelbar nach einem Sturz passieren. Angenommen, statt direktem Kontakt der Elektroden wird die Elektrolytschicht an einer Stelle dünner. Diese Stelle wird sich stärker erhitzen und Separator und Elektrolyt schwächen, bis es schließlich zu einem Versagen und somit zu einem Kurzschluss kommt.

3) Alterung

Die dritte Ursache ist das Alter einer Akkuzelle. Akkuzellen haben eine begrenzte Anzahl an Lade- und Entladezyklen. Wenn die Akkuzelle älter wird, wird sie bei jedem Laden wärmer werden und schneller Ladung verlieren. Das liegt daran, dass das Elektrolyt austrocknet. Zu trockenes Elektrolyt kann leicht beschädigt werden und zu einer Überhitzung des Separators und des Elektrolyts führen. Dadurch wird die Akkuzelle intern kurzgeschlossen. Sie heizt sich auf, gast aus und geht durch.

Was ist zu tun, wenn es zu einer Explosion kommt?

Jeder Nutzer von Lithium-Ionen Akkus kann mit einem Versagen von Akkuzellen konfrontiert werden. Wichtig ist, die Anzeichen drohenden Akkuversagens zu erkennen, und entsprechend zu handeln bevor die Katastrophe eintritt.

Frühzeitige Erkennung

Wenn eine Akkuzelle entgast, hinterlässt das Feuchtigkeit und Rückstände. Häufig entgast eine Akkuzelle ein klein wenig wenn sie überlastet ist. Wenn Du Spuren einer Entgasung entdeckst, ersetze die Akkuzelle durch eine neue, die für diese Belastung ausgelegt ist, und entsorge Deine alte Akkuzelle fachgerecht.

Spuren einer Entgasung

Nicht jeder bemerkt, wenn sein Akku entgast, denn nicht immer gibt es sofort einen großen Knall. Oft entgasen sie – insbesondere bei einer leichten Überlastung – still und heimlich. Dennoch kannst Du es in den meisten Fällen sogar rein optisch schon erkennen. Denn unter dem Pluspol ist i.d.R. ein Sicherheitsventil verbaut, welches bei zu hohem inneren Druck (ab ~10bar) das überschüssige Gas kontrolliert entweichen lässt. Oft tritt dabei eine Flüssigkeit aus. Sie riecht nach Terpentin und fühlt sich glittschig an. Wenn Du so etwas bei Deiner Zelle bemerkst, solltest Du sie auf jeden Fall entsorgen.

Schnell und richtig reagieren

Ein weiteres Anzeichen für Probleme ist Hitze. Akkuzellen dürfen sich warm anfühlen, aber sie sollten niemals heiß werden. Eine Akkuzelle wird sich vor dem Versagen stark erhitzen, da die Chemie in der Akkuzelle überlastet ist. Falls möglich, entnimmst Du die Akkuzelle und legst sie sofort an einem feuerfesten Ort, wie z.B. einem trockenen Keramikwaschbecken ab und lässt sie dort abkühlen, sofern sie das noch macht. Wenn sie sich abgekühlt hat, sollte sie fachgerecht entsorgt werden. Erhitzt sie sich aber weiter, wird sie durch gehen.

Wenn das Schlimmste passiert und die heiße Akkuzelle nicht wieder abkühlt, entferne Dich so weit wie möglich. Es dauert eine Zeit, bis der Akku durchgeht – von ein paar Minuten bis zu einer halben Stunde. Erkenne die frühen Anzeichen eines Versagens und treffe die notwendigen Maßnahmen, um Dich, Deine Sachen und andere Menschen sowie Haustiere zu schützen. Wenn eine Akkuzelle durchgeht, ist das nicht mehr aufzuhalten. Warte bis es vorüber ist und die Überreste abgekühlt sind, dann entsorgst Du sie.

Akkuzellen und Batterien dürfen nicht im Hausmüll entsorgt werden. Gib sie einzeln, eingewickelt in Plastikfolie oder in einem passenden Kunststoffbehälter, in die Entsorgung.

Geiz ist geil! Im harten Preiswettbewerb sparen die Hersteller von Hoverboards oft am falschen Ende.

Explosionen von E-Zigaretten konnten wir bei YouTube nicht finden, aber es gibt eine ganze Reihe zufälliger Mitschnitte von anderen Elektro-Geräten (z.B. Handies, Laptops uvm.), deren Akkus sich entzündeten. Hier im Video siehst Du ein in Flammen aufgehendes Hoverboard (ab Minute 1:55). Nicht zuletzt durch den harten Preiskampf zwischen den Herstellern, kam es in den letzten Jahren vermehrt zu Explosionen der beliebten Spaßgeräte.

Der Grundstein ist gelegt! Jetzt bist Du bereit für die 12 Regeln der Akkusicherheit – auf geht’s!

Die 12 Verhaltensregeln der CASAA zur Akkusicherheit

Akkusicherheit Regel 1

1. Kenne Deine E-Zigarette und ihre Leistungsanforderungen

So sinnvoll die Empfehlung auch ist, bringt diese Weisheit allein dem Neueinsteiger erstmal wenig Mehrwert. Deshalb versuchen wir an dieser Stelle ein bisschen Licht ins Dunkel zu bringen, und Dir genau aufzuzeigen auf was Du bei den Angaben der Hersteller achten solltest um unnötige Gefahren zu vermeiden.

Zunächst gilt es zu unterscheiden, ob Du einen ungeregelten (oft auch “mechanischen”) oder einen geregelten Akkuträger hast. Ein geregelter Akkuträger, hat gewöhnlich schon allerlei Schutzschaltungen eingebaut, die Dich vor falscher Anwendung schützen. Da diese Schutzfunktionen bei mechanischen Akkuträgern fehlen, sollte man sich umso genauer informieren um unnötige Risiken zu vermeiden. Nicht dass wir uns falsch verstehen: man kann einen mechanischen Akkuträger sehr sicher betreiben, man sollte aber ein paar Dinge verstehen bevor man loslegt.

Wenn Du weder einen mechanischen Akkuträger benutzt, noch selbst wickelst, solltest Du Dich von den Formeln nicht verunsichern lassen, und kannst den folgenden Abschnitt auch getrost überspringen.

Mechanische Akkuträger

Mechanischer Akkuträger mit Verdampfer

Mechanische Akkuträger bestehen im Prinzip aus nicht viel mehr als einem simplen Gehäuse mit einem Taster. Der einfach gehaltene Aufbau (ohne jegliche elektronische Schutzschaltungen) hat definitiv für viele seinen Charme, ist jedoch für Einsteiger ohne elektrotechnische Vorkenntnisse keinesfalls zu empfehlen. Man sollte zumindest grob einschätzen können, welche Ströme bei dem jeweils genutzten Widerstand fließen. Denn wie bereits erklärt, kommt nicht jeder Akku mit hohen Strömen klar.

Verstehe das Ohmsche Gesetz

Das Ohmsche Gesetz beschreibt, wie Spannung, Stromstärke und Widerstand miteinander in Zusammenhang stehen. Vor allem Selbstwickler sollten die entsprechende Formel kennen:
U = R x I (durch Umstellen der Formel ergibt sich außerdem R = U / I und I = U / R)

Die Leistung P (in Watt angegeben) ergibt sich aus dem Produkt von Spannung und Stromstärke ⇒ P = U x I

Wichtig: Bei Wicklungen von mehreren parallelen Widerständen reduziert sich der Gesamtwiderstand. So ergeben beispielsweise zwei 1Ω-Widerstände einen Gesamtwiderstand von 0,5Ω. Dadurch verdoppelt sich dann auch die Stromstärke und Leistung (im Vergleich zu einer 1Ω-Single-Coil Wicklung). Eigentlich logisch, denn Du gibst dem Strom mehr Möglichkeiten, ans Ziel zu kommen.

1 / Rgesamt = 1 / R1 + 1 / R2

Vereinfacht heißt das:

  • Je höher die Spannung (U) desto mehr Leistung und Dampf
  • Je höher die Stromstärke (I) desto mehr Leistung und Dampf
  • Je niedriger der Widerstand (R) desto mehr Leistung und Dampf
  • Zwei Widerstände parallel geschaltet lassen mehr Strom fließen als ein einzelner der gleichen Stärke
Beispiele:

Wicklung 1: Akkuspannung: 4,2V (voll geladen); Single-Coil Wicklung mit R = 0,5Ω

Stromstärke: I = 4,2V / 0,5Ω = 8,4A
Leistung: P = 4,2V x 8,4A = 35,3W

 

Wicklung 2: Akkuspannung: 4,2V (voll geladen); Dual-Coil Wicklung mit 2 x R = 0,5Ω (==> 0,25Ω)

Stromstärke: I = 4,2V / 0,25Ω = 16,8A

Leistung: P = 4,2V x 16,8A = 70,6W

Keine Lust selbst zu rechnen?

Wenn Du keine Lust hast selbst zu rechnen, kannst Du die Arbeit auch einen Online-Rechner machen lassen. Da gibst Du dann nur den Widerstand und die Spannung ein, und der Rechner spuckt Dir den Strom und die Leistung aus (oder auch umgekehrt). Praktisch – vor allem für Selbstwickler – ist die App “Vape Tool”. Hier hast Du auch noch die Möglichkeit, mit einem Wicklungsrechner den Widerstand und Leistungsbereich Deiner Wicklung zu prognostizieren, anstatt mehrmals neu zu wickeln bis der Widerstand endlich passt.

Welchen Akku nehme ich für welche Wicklung?

Der entscheidende Faktor bei der Frage, wie tiefohmig Du wickeln kannst, ist der maximale Entladestrom, den Deine Akkuzelle aushält. Wir haben Dir hier mal eine Tabelle gemacht, aus der Du ablesen kannst, welche Zelle sich für welche Wicklung eignet. Dabei macht es einen großen Unterschied, ob Du einen einzelnen, zwei Akkus parallel oder in Reihe geschaltet hast. Übrigens wird bei geregelten Akkuträgern üblicherweise die Gesamtstromstärke auf dem Display angezeigt. Diese ist dann durch die Anzahl der Zellen zu teilen, um die Belastung der einzelnen Zellen zu bestimmen. Ganz anders als bei mechanischen Akkuträgern, spielt es dann hier keine Rolle, ob die Zellen in Reihe oder parallel geschaltet sind.

dampfer akku Tabelle
Informationen zur Tabelle

Für den grünen Bereich reichen Zellen, die bis 10A belastbar sind (z.B. Samsung INR18650-35E). Da hat man dann den Vorteil einer sehr hohen Kapazität. Für den gelben Bereich empfehlen wir Zellen bis 20A wie die LG HG2. Über 20A wird es dann schon eng mit der Auswahl geeigneter Akkus. Wir empfehlen unseren Kunden hier die Sony VTC5A. Sie kann eine Dauerbelastung von bis zu 35A aushalten und ist bis dato unerreicht. Für höhere Ströme gibt es (noch) keine Zellen auf dem Markt.

Wichtig: Die hier angegebene Stromstärke (in Ampere) bezieht sich auf die Belastung der einzelnen Zellen. Die Leistungsangabe (in Watt) bezieht sich auf die Gesamtleistung.

Ein Beispiel: Nehmen wir an, Du möchtest bei 70 Watt dampfen. Bei einer Zelle brauchst Du also eine Wicklung mit einem Widerstand von 0,25Ω und eine Zelle die 16,8A aushält. Bei zwei Zellen parallel muss die Zelle nur noch die Hälfte aushalten. Ebenso bei zwei Akkus in Reihe – allerdings ist es extrem wichtig, dass Du dann auch Deine Wicklung anpasst, und bei 1Ω anstatt 0,25Ω dampfst.

e zigarette 18650-er Entgasunglöcher

2. Halte die Entgasungs-löcher Deiner E-Zigarette frei

Entgasungslöcher Smok Cube Ultra

Nimm keine Veränderungen an Deiner E-Zigarette vor, wodurch die Entgasungslöcher oder -schlitze blockiert werden. Die Löcher und Schlitze tragen zur Kühlung Deiner E-Zigarette und Akkuzelle bei, und erlauben im Notfall das Entweichen von Batteriegas. Dadurch kann eine Explosion verhindert, oder zumindest ihre Wucht und ein damit einhergehender Schaden minimiert werden. 

Akkusicherheit Regel 3

3. Vorsicht bei umgelabelten Akkuzellen mit angeblich hoher Leistung

Wie erkenne ich einen seriösen Hersteller?

Da die Produktion von Akkuzellen sehr aufwendig und teuer ist, gibt es bislang nur 4 große Hersteller von 18650-er Akkus (Sony, Samsung, LG, Panasonic). Daneben gibt es einen noch relativ jungen Hersteller aus China (Long De Li New Energy Company – ein Schwesterunternehmen von Aspire). Insbesondere die großen vier sind absolut vertrauenswürdig und erreichen die angegebenen Leistungswerte recht zuverlässig (sofern sie denn echt sind – aber dazu mehr unter Regel 4).

Zusätzlich gibt es noch einige kleinere chinesische Hersteller, welche allerdings selten das halten, was sie laut eigenen Angaben versprechen, und wir hier vom Kauf abraten.

Die meisten der sonstigen Marken, die in Deutschland angeboten werden, sind einfach umgelabelte Zellen der großen Hersteller. Das gilt auch für Marken mit einem beachtlichen Marktanteil in Deutschland. Dazu gehören beispielsweise Efest und Ultrafire.
Das “Umschrumpfen” alleine wäre ja völlig legitim, nur scheint es in Mode gekommen zu sein, entweder einfach die Herstellerangaben zu erhöhen und dem Kunden vorzugauckeln, besser zu sein als das eigentliche Original, oder sie verkaufen die B-Ware, die Sony & Co nicht unter ihrem eigenen Label verkaufen wollen (z.B. hier). Wir empfehlen Dir daher lieber direkt ein Original zu kaufen.

Schwarze Schafe

Efest wurde schon häufiger der Täuschung überführt (z.B. hier oder da). Denn sie belassen es nicht dabei, den Markennamen zu ändern, sondern ändern auch gleich die Leistungsangaben. Genauso unverfroren verkauft auch der “Umverschrumpfer” KeepPower seine Zellen (z.B. hier zu lesen). Deshalb können wir auch hier nur vom Kauf abraten.

Noch schlimmer ist die Marke Ultrafire. Hier scheint der Name wirklich Programm zu sein. Immer wieder liest man von “Unfällen” mit den Zellen und, wie man im oberen Video sehen kann, schrecken auch sie nicht davor zurück, die eigentlichen Herstellerangaben einfach “aufzurunden”. In diesem Fall sogar ziemlich großzügig: so wurden aus 1.200mAh mal eben 3.000mAh. Um dem ganzen noch eins drauf zu setzen, verzichten sie auch noch auf die Schutzschaltung. Dass dies kein Einzelfall ist, merkt man schnell, wenn man im Netz nach Ultrafire recherchiert (beispielhaft auch noch mal ein englisches Video eines beliebten YouTubers mit ähnlichem Ergebnis).

Wir finden das skrupellos und mehr als schade, dass sie seit Jahren damit durchkommen, und immer wieder Kunden mit ihren vermeintlichen Schnäppchen reinlegen können.

welcher 18650 akku für akkuträger

4. Kaufe nur hochwertige Akkuzellen aus vertrauenswürdiger Quelle

Jetzt weißt Du also schon mal, welche Hersteller seriös sind, aber – so traurig es auch ist – leider reicht das noch nicht. Denn es tummeln sich auch einige Betrüger im Internet, die gefälschte Markenakkus anbieten. Manchmal wissen die Händler sogar selbst nichts davon. Wir empfehlen Dir daher bei großen Anbietern zu kaufen, die ihre Ware direkt vom Hersteller beziehen, oder bei einem Dampfershop in Deiner Nähe. Offliner haben meist auch seriöse Bezugsquellen, und da die Zellen bei Ihnen im Dauereinsatz sind, fallen Qualitätsunterschiede schnell auf.

Falls Du schon im Besitz eines 18650-er Akkus bist, haben wir hier noch ein paar Tipps für Dich, mit denen sich gefälschte Akkus erkennen lassen.

So kannst Du Fake-Akkus erkennen

Am Gewicht

Anmerkung: Auch wenn kein Fake, dürften die 5000mAh des rechten Akkus wohl äußerst großzügig aufgerundet sein. Uns ist zumindest keine Zelle bekannt, die diese Kapazität tatsächlich erreicht.

Oft stecken in gefälschten Akkus kleinere Zellen mit einem Kunststoffbezug oder anderem Füllmaterial. Dadurch sind sie meistens leichter als echte Markenakkus. Lege Deinen 18650-er Akku mal auf eine Küchenwaage. Ist er leichter als 40g, ist er wahrscheinlich ein Fake.

An Details

Auch ohne Waage lassen sich die gefälschten Zellen oft an kleinen Details erkennen. Beispielsweise haben LG HG2 Akkus eine rauhe Unterlegscheibe am Pluspol (der weiße Ring um den Nuppel) – viele Fakes haben hier eine glatte Scheibe verbaut. Manchmal lassen sich Fakes auch am Nuppel selbst, bzw. der Anzahl seiner Stege erkennen. Google einfach mal nach Bildern Deiner Akkuzelle und vergleiche sie mit Deiner.

Beim Laden
e zigarette akku laden

Du brauchst nicht unbedingt teure High-end-Messtechnik, um zu erkennen, ob Dein Akku die angegebene Kapazität erreicht. Viele Ladegeräte (schon ab ~35€) zählen während des Ladevorgangs die Milliamperestunden, die in die Zelle geflossen sind. Das gibt Dir schon einen guten Anhaltspunkt, ob es sich um eine echte Akkuzelle handelt.

Andere können sogar den internen Widerstand des Akkus messen (z.B. der Opus BT-C3100). Dabei gilt: je niedriger der Widerstand, desto besser. So kannst Du übrigens auch erkennen, wie sich ein Akku im Laufe der Zeit verschlechtert und wann es an der Zeit ist, ihn auszusortieren.

Akkusicherheit Regel 5 Akku Aufbewahrung

5. Transportiere und lagere Akkuzellen nicht ungeschützt

Kurzschlussgefahr durch Schlüssel und Münzen

Akku Kurzschluss durch Schlüssel

Man liest in Dampferforen und Dampfergruppen auf Facebook häufig davon, dass Akkuzellen lose, ohne jeglichen Schutz, zusammen mit Münzen oder Schlüsseln transportiert wurden. In vielen Fällen kam es dabei zu einer Entgasung des Akkus. Denn so ein Schlüsselbund ist ein hervorragender elektrischer Leiter, und kann dadurch sehr einfach zu einem Kurzschluss führen, indem er Plus- und Minuspol miteinander verbindet. Auch einer unserer Kunden erzählte uns vor Kurzem, dass er einen Ersatzakku zusammen mit Münzen in der Hosentasche mitführte. Zum Glück bemerkte er schnell die starke Hitzeentwicklung, konnte dadurch eine Entgasung noch verhindern und kam mit einem Schrecken davon.

So kannst Du Deine Akkus schützen

18650-er Akkus in Aufbewahrungsboxen

Die Gefahr solcher Unfälle ist zum Glück sehr einfach zu verhindern: Transportiere Deine Akkus nur in dafür vorgesehenen Kunststoffbehältern oder Silikonhüllen. So sind die Zellen nicht nur vor einem Kurzschluss geschützt, sondern sie verkraften auch Stürze deutlich besser.

Akkusicherheit Regel 6

6. Überschreite nie die maximale Stromabgabe Deines Akkus

Wie Du schon im Grundlagenteil lernen konntest, kann eine Akkuzelle nicht beliebig viel Strom abgeben, sondern ist je nach Chemie und Bauart unterschiedlich hart im Nehmen. Es ist äußerst wichtig, dass Du weißt, wie hoch die maximale Belastbarkeit Deines Akkus ist, und diese Grenze dann auch nicht überschreitest. Tust Du es doch, wird sich der Akku sehr stark erhitzen, was wiederum zu inneren Schäden führen kann.

Finde Deinen Akku in der größten deutschen Datenbank

Wenn Du nicht weißt, wieviel Strom Deine Zelle aushält, hat der mountain prophet eine Datenbank  mit so gut wie allen gängigen Zellen erstellt. Darüber hinaus hat er viele davon in verschiedenen Tests (u.a. mehrwöchige Ladezyklentests) auf Herz und Nieren geprüft. Seine Artikel sind höchst kompetent und dennoch authentisch und mit Humor geschrieben. Er ist mittlerweile eine feste Größe in der Branche, und auch wir haben viel von ihm lernen können.

Und natürlich gibt es da auch noch den amerikanischen Blogger Mooch. Für alle, die der englischen Sprache mächtig sind, eine weitere gute Möglichkeit, sich in Sachen Akkutechnik weiterzubilden. Er hat eine Tabelle mit allen von ihm getesteten Zellen veröffentlicht. Man sieht auch hier überwiegend die gleichen schwarzen Schafe, bei denen die Herstellerangaben weit von den tatsächlich gemessenen Werten abweichen.

Akkusicherheit Regel 7

7. Sei aufmerksam und behalte Deinen Akku im Auge

Vor allem nach einem Sturz solltest Du Deinen Akku gründlich auf Beschädigungen prüfen. Jede äußere Beschädigung könnte auf eine Beschädigung im Inneren hindeuten. Schließlich sind Anode und Kathode nur durch eine Schicht von wenigen µm Dicke getrennt, und dürfen sich auf keinen Fall verbinden. Wenn Du Kratzer oder Beulen entdeckst, solltest Du den Akku entsorgen. Oft kommt es auch nicht unmittelbar nach dem Sturz zu einer Entgasung, sondern erst später, wenn sich der Akku erhitzt (z.B. beim Aufladen oder während der Benutzung).

Akku kaputt
Akkusicherheit Regel 8

8. Setze Deine E-Zigarette und Deine Akkuzelle keinen extremen Temperaturen aus

Bei extrem niedrigen Temperaturen (unter -30°C) kann das Elektrolyt in der Akkuzelle gefrieren und brechen. Zu hohe Temperaturen können dazu führen, dass das Elektrolyt vorzeitig austrocknet und Schaden nimmt.

Heat Sink zwischen Pico und Melo

Bei diesem Modell nicht zwingend notwendig, aber ganz hübsch: Heat Sink zwischen iStick Pico und Melo III

In diesem Zusammenhang liegt bei der E-Zigarette im Vergleich zu anderen Geräten eine besondere Situation vor. Denn mit dem Verdampfer direkt auf dem Akkuträger befindet sich eine potentielle Wärmequelle in unmittelbarer Nähe des Akkus. Insbesondere bei hohen Leistungen und schnell aufeinanderfolgenden Zügen kann der Verdampfer sehr warm werden, und diese Wärme an den Akkuträger abgeben. Wenn dies auf Dein Dampfverhalten zutrifft, kann Dir ein Kühlkörper (oft auch engl. “heat sink”) mehr Sicherheit bringen. Der Kühlkörper wird zwischen Akkuträger und Verdampfer angebracht. Er leitet deutlich weniger Wärme an den Akkuträger weiter und beugt dadurch einer Überhitzung vor.

e zigarette explodiert

9. Wenn Deine Akkuzelle während der Nutzung heiß wird – SOFORT AUFHÖREN!

Wie schon im Grundlagen-Kapitel erklärt, ist ein handwarmer Akku völlig normal und sollte Dich auf keinen Fall beunruhigen. Wird Deine Akkuzelle aber wirklich heiß, legst du Sie sofort an einen feuerfesten Platz ab, wie z.B. ein trockenes Keramikwaschbecken.

Ab 80°C wird es kritisch

Deine Akkuzelle sollte nie Temperaturen von über 80°C erreichen. Mittlerweile gibt es Akkuträger, die ein eingebautes Thermometer haben, damit Du rechtzeitig vor Überhitzung gewarnt bist (z.B. Sigelei Touch oder Smok Alien). So lernst Du auch schnell, welche Temperaturen normal sind, und erkennst, wenn sich der Akku auffällig verhält. Ansonsten gilt:

Solange Du den Akku schmerzfrei anfassen kannst, besteht keine Gefahr.
e zigarette akku laden

10. Verwende ein geeignetes Ladegerät

Für optimale Akkusicherheit ist es auch wichtig, das richtige Ladegerät zu benutzen. Verwende ein hochwertiges und für Lithium-Ionen-Akkus geeignetes Ladegerät. Auch hier sollte man vorsichtig mit vermeintlichen Schnäppchen sein. Aus eigener Erfahrung können wir Einsteigern die Marken Nitecore und XTAR empfehlen. Sie sind ordentlich verarbeitet und einfach in der Bedienung. Wer Spaß daran hat, sich tiefer mit Ladetechnik zu beschäftigen, und die zahlreichen Funktionen der Profi-Ladegeräte zu nutzen, für den könnte bei diesem Vergleichstest der Richtige dabei sein.

Intern vs. Extern laden

“Muss ich denn meine 18650-er Akkus wirklich extern laden?” Bei uns im Shop ist das eine sehr häufig gestellte Frage. Mit Sicherheit ist die Ladetechnik eines professionellen Ladegeräts besser, als die eines durchschnittlichen Akkuträgers mit Micro-USB-Anschluss. Von daher wird es in den Fachforen auch immer propagiert, jede Akkuzelle extern zu laden. Dennoch sehen wir kein allzu großes Problem bei einem Akkuträger mit nur einer Zelle, den Akku intern via USB zu laden, und sehen davon ab, dem Kunden hier ein teures Ladegerät “aufzuschwatzen”. Bei einem Akkuträger mit mehreren Zellen ohne Balancer sieht die Sache dann schon wieder anders aus. Obwohl man die Zellen intern laden kann, raten selbst die Hersteller der Akkuträger oft davon ab (z.B. Wismec Reuleaux 2/3). Wenn man es dennoch tut, werden sich die Zellen schnell in ihrer Spannung unterscheiden und dadurch unter Belastung mehr gestresst, weniger leistungsfähig und schneller altern. Da zahlt sich die Investition in ein Ladegerät schnell aus. Manche Akkuträger haben allerdings mittlerweile einen Balancer verbaut (z.B. Smok Cube Ultra), der die einzelnen Zellen separat laden und entladen kann. Hier ist das interne Laden deutlich sicherer.

Auf was muss ich beim Kauf achten?

Die Antwort auf diese Frage hängt davon ab, welche Funktionen Dir persönlich wichtig sind. Wir haben aber hier mal eine Unterteilung gemacht, indem wir zwischen den wesentliche Schutzfunktionen und weiterführenden Funktionen unterschieden haben.

Wichtige Funktionen
  • Überhitzungsschutz
  • Überladungsschutz
  • Verpolungsschutz
Nützliche Funktionen
  • Anzeige von Ladestrom, Spannung und Ladedauer
  • Innenwiderstandsmessung
  • Reparaturprogramm für tiefenentladene Akkus
e zigarette akku ladegerät

11. Entsorge Deine Akkuzellen rechtzeitig und fachgerecht

Wie altert ein Akku?

Beim Laden wird ein geringer Strom durch das Akkuelement geleitet, der die Elektronen im Elektrolyt so zurücksetzt, dass sie sich wieder zwischen Anode und Kathode bewegen und Strom produzieren können. Jedes Mal, wenn ein Akku entladen und dann wieder aufgeladen wird, verliert ein kleiner Teil des Elektrolyts seine Fähigkeit zur Rücksetzung. Die Anzahl der möglichen Ladezyklen ist also begrenzt. Hohe Ströme (sowohl beim Laden als auch beim Entladen) führen zu höheren Temperaturen und lassen den Akku schneller altern.

Wenn die Anzahl möglicher Ladezyklen überschritten ist, lässt die Kapazität der Akkuzelle nach. Sie entlädt  sich also deutlich schneller als zu Beginn, als sie noch neu war. Mit der Zeit beginnt das Elektrolyt auszutrocknen und wird porös. Im schlimmsten Fall kann dies einen Kurzschluss innerhalb der Akkuzelle verursachen.

Wie lagere ich einen Akku bei längerer Nicht-Benutzung?

Akkusicherheit beschränkt sich nicht nur auf die Benutzung, sondern auch bei der Lagerung kannst Du dafür sorgen, dass die Zellen möglichst viel ihrer Kapazität behalten und es bei der späteren Wiederverwendung keine Probleme gibt. Der Akku sollte nicht leer sein, bevor Du ihn lagerst, denn er könnte sich so tiefenentladen und damit unbrauchbar werden. Aber auch ein voller Akku ist nicht ideal, denn die hohe Spannung macht ihm ebenfalls ein wenig zu schaffen. Darum gilt:

Idealerweise wird ein Akku mit 40% Ladung und bei 0°C gelagert.

Das heißt der Kühlschrank ist ein guter Ort um Deinen Akku zu lagern, aber mal ehrlich: wer macht das schon? Denn auch bei Zimmertemperatur verliert er nicht viel mehr an Kapazität. So lange er irgendwo zwischen -30 und +30°C bleibt, sind die Kapazitätsverluste erträglich. Bei höheren Temperaturen verliert er allerdings deutlich stärker. Ein kleines Beispiel: Ein Panasonic NCR18650B verliert 20% seiner Kapazität bei 50°C innerhalb von einem Monat. Bei 40°C hält er schon 3 Monate und bei 20°C ein ganzes Jahr durch, bevor 20% Kapazität verloren sind. Nähere Infos mit mehr Beispielen findest Du in diesem englischen Artikel.

Akkusicherheit Regel 12

12. Verwende niemals eine Akkuzelle mit beschädigter Hülle

Die letzte ist die vielleicht einfachste Regel. Denn nachdem Du schon bei Regel 7 gelernt hast, dass Anode und Kathode nur durch eine hauchdünne Schicht voeneinander getrennt werden, ist es recht logisch, dass Du eine beschädigte Zelle nicht leichtfertig verwenden solltest. Das Risiko eines internen Kurzschlusses ist weitaus höher und könnte Dich unnötig in Gefahr bringen.


Herzlichen Glückwunsch! Als Akkuheld kennst Du Dich jetzt bestens mit dem Thema Akkusicherheit aus, bist optimal vorbereitet und kannst entspannt dampfen! 🙂

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Quellen & Autoren

Meine Frau Bianca und ich sind seit 2011 Dampfer und haben diesen Beitrag zusammen erstellt. Sie ist wohl dafür verantwortlich, dass Du überhaupt bis hier hin gelesen hast. Denn als Kommunikations-Designerin hat sie den teils trockenen Stoff mit Bildern, Icons, Grafiken und Videos hübscher, aber vor allem verständlicher gemacht. Zwar habe ich schon mit 13 Jahren meine ersten Sanyo-Zellen für mein Modellbau-Auto zusammengelötet, mich aber in meinen beruflichen Tätigkeiten als Papieringenieur in den letzten Jahren mehr damit beschäftigt, das Klopapier weicher zu machen, als dass ich tiefer in die Elektrotechnik eingestiegen wäre. Das heißt, viele der hier niedergeschriebenen Weisheiten stammen ursprünglich nicht von uns, sondern von den wahren Fachleuten von Universitäten und anderen Instituten, die ihre wissenschaftlichen Ausarbeitungen ins Netz stellen. Der größte Dank gilt allerdings den hier oft verlinkten Bloggern Mountain Prophet und Mooch, deren Wert man nicht hoch genug einschätzen kann. Sie messen, testen, basteln und dokumentieren teils wochenlang für ihre Beiträge und beantworten dann auch noch jeden Kommentar (zum Teil ebenfalls sehr detailreich). Und das alles ohne jeglichen kommerziellen Hintergedanken (Mooch kann man über sein Paypal-Konto Geld für weitere Tests zukommen lassen; beim Bergpropheten warten die Fans bislang vergebens auf einen Spenden-Button). Deshalb nochmal DANKE, dass ihr Licht ins Dunkel bringt, die schwarzen Schafe entlarvt und mit Sicherheit schon so manchen Unfall verhindert habt!

Damit ihr erkennen könnt, welche Information zu welcher Quelle gehört, haben wir die meisten Quellen direkt im Text verlinkt – die Restlichen findet ihr hier:

Die IG-ED (Interessengemeinschaft E-Dampfen) hat hier die 12 Regeln der CASAA auf Deutsch übersetzt. Im Prinzip die Basis unseres Artikels.
(DEUTSCH)


In diesen zwei Videos gibt Mooch in langen Interviews einen interessanten Einblick über die Leistungsfähigkeit verschiedener Dampferakkus und der Marktteilnehmer. Auf jeden Fall sehenswert!
(ENGLISCH)


Eine sehr interessante weiterführende Ausarbeitung zum Thema Sicherheit bei Li-Ionen Akkus. Dabei wird auch auf Details eingegangen und u.a. die Stufen eines durchgehenden Akkus anschaulich erklärt.
(ENGLISCH)


Ein Guide einer amerikanischen Hochschule zur Gefahrenreduktion bei der Handhabung von Akkuzellen.
(ENGLISCH)


Die Untersuchung bzgl. der Unfallhäufigkeit von explodierenden E-Zigaretten in den USA (92 Fälle zwischen 2009 und 2015)
(ENGLISCH)


Ein sehr guter Artikel der “Battery University” zum richtigen Laden von Li-Ionen Akkus. Generell eine gute Seite mit vielen nützlichen Infos und detailreichen Beiträgen.
(ENGLISCH)

Comments 2

  1. Vielen Dank.
    Das ist der beste Artikel, den ich zu dem Thema gelesen habe.
    Bin zwar kein kompletter Neuling beim Dampfen, habe aber eigentlich keine Ahnung. Und durch die negative Presse kriegen Leute wie ich echt Angst.
    Ich besitze einen geregelten Akkuträger, deshalb hab ich mir den “freiwilligen” Teil gespart.

    Für mich war sehr wichtig, was passiert, bevor es zum Ausgasen kommt, was die ersten Anzeichen sind und was man tun sollte, wenn es wirklich dazu kommt.
    Dazu hab ich nirgendwo bessere Infos gefunden, die auch für Leute geeignet sind, die zB nicht mal eben Sand zur verfügung haben. 😉

    Früher hab ich mal nen Akku mit defekter Isolierung verwendet (der Schrumpfschlauch war zerfleddert und die Scheibe am Pluspol war nur noch an einer Ecke fest), beim Rausnehmen hats gezischt und mir den Finger verbrannt. Am nächsten Tag entsorgt und mir keine Gedanken gemacht. Hatte ja keine Ahnung.

    Wenn ich heute bedenke, was da alles hätte passieren können….
    Heute würde ich wahrscheinlich die Feuerwehr rufen, damit die den entsorgen. 😀

    Lg nach Köln

    1. Post
      Author

      Liebe Christina,

      vielen Dank für das nette Feedback! 😀
      Schön dass Du zu den Menschen gehörst die das Thema ernst nehmen. Die Unfälle passieren zu 99% denjenigen die sich überhaupt keine Sorgen machen und es mit den Leistungen übertreiben. Gerade mit einem geregelten Akkuträger ist man schon deutlich sicherer unterwegs. Wenn Du dann auch noch eine für Deinen Leistungsbereich passende Akkuzelle hast, und die grundlegenden Regeln befolgst (vor allem Akkuzellen nicht mit Schlüssel o.ä. in der Hosentasche tragen), ist ein Unfall in etwa so unwahrscheinlich wie ein explodierendes Handy. Denn für diesen normalen Betrieb wurden die Geräte und Zellen entwickelt und gefertigt. Und ein explodierendes Handy kommt übrigens deutlich seltener vor als dass ein Mensch vom Blitz getroffen wird. Also für einen gut informierten Dampfer wie Dich besteht wirklich kein Grund zur Panik. 😉

      Beste Grüße & alles Gute,
      Christian

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