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Optimale Energieversorgung insbesondere für Taschenlampen

Taschenlampen AkkusModerne LED Taschenlampen werden immer heller und leistungsstärker, damit aber das volle Lichtpotential der Lampen ausgeschöpft werden kann, sollte man das Thema der Energieversorgung nicht vernachlässigen. Deshalb hier als Ergänzung zum Akku Vergleich eine  kleine Einführung zu Batterien und Akkus für moderne LED Taschenlampen und einige Hinweise welcher Batterietyp sich für welchen Einsatzzweck am besten eignet.
» Primärzellen und NiMH Akkus (mit geringer Selbtsentladung)

Die am meisten verbreiteten Bauformen von Batterien und Akkus für (Stab-)Taschenlampen sind Rundzellen im kompakten AA (Mignon) und AAA (Micro) Format. Seltener findet man die deutlich größeren C (Baby) oder D (Mono) Zellen, die vor allem in den weit verbreiteten großen MagLites zum Einsatz kamen/kommen. Auch 9V Blöcke oder Flachbatterien dienen nur bei wenigen Taschenlampen Modellen als Energiequelle.

Akku vs. Primärzelle

Alkali-Mangan Batterien kommen aus Preis und Umweltgesichtspunkten als Taschenlampen Energiequelle nicht wirklich in Frage. Allenfalls die gute Verbreitung und Verfügbarkeit macht sie als Übergangs- und Notfall Batterie relevant, denn selbst trotz nominal höherer Spannung von 1,5V sind moderne NiMH Akkus inzwischen den Primärzellen deutlich überlegen. Die Spannung der NiMH Akkus ist mit 1,2V zwar grundsätzlich etwas niedriger, aber gerade bei Dauerbelastungen, wie z.B. bei leistungstarken Taschenlampen üblich, erweisen sich Akkus stabiler in der Spannungsversorgung und die Lichtleistung einer LED bricht nicht so schnell ein.
So kommt es, dass mir Primärzellen betrieben LED Taschenlampen teilweise in den ersten Sekunden recht hell erscheinen, aber nach nach einigen Minuten Laufzeit deutlich an Helligkeit verlieren, während die Leichtleistung mit NiMH Akkus weitgehend konstant bleibt.

Oft erwähnte Nachteile von Akkus wie Memory Effekt oder Batterieträgheitseffekt sind bei modernen Akkus zu vernachlässigen oder es kann ihnen zumindest leicht entgegengewirkt werden.

NiMH Akkus mit geringer Selbstentladung

Die Leistung der NiMH Akkus hat mit Kapazitäten von bis zu 3500mAh in einer einzelnen AA NiMH Zelle in den letzten Jahren stark zugenommen, aber vor allem spezielle NiMH Akkus mit extrem niedriger Selbstentladung wie die bekannten Sanyo Eneloops, haben in jüngster Zeit die Energieversorgung nicht nur für Taschenlampen revolutioniert.
Diese Akkus lassen sich genau wie normale Batterien direkt aus der Packung verwenden, haben auch nach Monaten noch einen großen Teil der Kapazität, lassen sich zudem mit gängigen NiMH Ladegeräten wieder aufladen und sparen damit langfristig Resourcen und Kosten. Somit eigenen sie sich auch gut für den Einsatz in nur selten oder gelegentlich genutzten Taschenlampen.

Akku Tipp: Sanyo Eneloop

Sanyo Eneloop AkkuInsbesondere die Sanyo Eneloops erweisen sich nicht nur hinsichtlich der niedrigen Selbtsentladung als idealer Taschenlampen Akku. Bedingt durch einen erhöhten Innenwiderstand ist, trotz vergleichsweise geringer Kapazitäten von "nur" 2000mAh (AA), die tatsächlich nutzbare Kapazität im Vergleich zu anderen (höherkapazitiven) Akkus oftmals größer.
Die Sanyo Eneloop Akkus sind zudem äußerst kältebeständig, was sie auch für die Energieversorgung bei niedrigen Temperaturen deutlich unter 0°C prädestiniert.

Akkus mit geringer Selbstentladung unterscheiden sich preislich kaum noch von konventionellen NiMH Akkus, weshalb man ihnen in den meisten Fällen den Vorzug geben sollte. Gegenüber normalen Batterien haben sie langfristig sowieso das bessere Preis-Leistungs-Verhältnis. Eneloop Akkus gibt es häufig recht günstig bei Amazon.

Für LED Taschenlampen ist es aufgrund der niedrigen Spannung eines einzelnen NiMH Akkus außerdem sinnvoll/effizienter ein mit zwei Batterien/Akkus zu betreibendes Taschenlampen Modell zu wählen, wenn der Formfaktor keine übergeordnete Rolle spielt.

» Lithium und Lithium Ionen Batterien / Akkus

3V Lithium Knopfzellen und Primärzellen

cr2032 lithiumLithium Batterien und Akkus werden in diversen Geräten und vielen unterschiedlichen Bauformen eingesetzt. Den meisten werden sicherlich verschiedene Knopfzellen Typen bekannt sein, wie sie z.B. Uhren und eben auch in Taschenlampen - die meist günstiger sind als ein Satz entsprechender neuer Batterien... - verwendet werden.
Für die Anwendung in LED Taschenlampen kommen insbesondere Knopfzellen wie z.B. die Zellen des Typs CR 2016 oder CR 2033  (CR = Lithium; Ziffern = Größe) in Frage. Sie haben bei sehr geringer Größe (20mm x 1,6. bzw 3,3mm) und Gewicht eine vergleichsweise hohe Spannung (3V) und sind wie alle Lithium Batterien lange Lagerfähig (~10 Jahre) und reagieren unempfindlich auf kalte Temperaturen. Von Nachteil ist jedoch der hohe Preis, die schlechtere Verfügbarkeit und recht geringe Kapazität (~200mAh).

Meist werden solche Lithium Knopfzellen in Schlüsselbundlampen und Stirnlampen verwendet, bei denen es hauptsächlich auf geringe Größe und Gewicht einkommt, wie z.B. bei der Photon Micro Light oder der Petzl E+Lite.

Tipp: Knopfzellen nicht mit bloßen Fingern anfassen! Eventuell zurückbleibendesFingerfett kann einen Übergangswiderstand bilden, wodurch der Stromfluss behindert werden kann.

Bei leistungsstarken Taschenlampen, wie z.B. Surefire, schon lange verbreitet sind auch Lithium Primärzellen des Typs CR 123 und der entsprechend wiederaufladbaren Variante RCR123 (R=rechargeable), beide haben i.d.R. eine nominale Spannung von 3V. Vor und Nachteile entsprechen weitgehend dem oben bereits zu Lithium Knopfzellen geschriebenen.

Eine Besonderheit sind Lithium (-Eisensulfid) Primärzellen der Bauform AA oder AAA, wie z.B. die Energizer Ultimate Lithium. Sie haben wie Alkali-Mangan Batterien eine Spannung von 1,5V und können somit bedenkenlos in allen mit AA/AAA Zellen betriebenen Gerätschaften eingesetzt werden. Ihr Vorteil liegt in der für Lithium Batterien typischen konstanten Spannungsabgabe, der hohen Kapazität, langen Lagerfähigkeit und Beständigkeit gegenüber tiefen Temperaturen. Außerdem sind sie ein wenig leichter als Alkali-Mangan Batterien und NiMH Akkus. Jedoch sind diese Lithium Batterien mit verhältnismäßig teuer, weshalb die Anschaffung nur für Geräte mit hohen Strömen Sinn macht, die jedoch keine Spannungen >1,5V vertragen.
Viele Taschenlampen und LEDs haben jedoch keine Probleme mit höheren Spannungen.

3,7V Li-Ion Akkus - 18650, 16340, 14500, 10440...

Li-Ion Akkus 18650 und 14500Wer sich länger mit dem Thema LED Taschenlampen beschäftigt, wird deshalb früher oder später auch auf kryptische Zahlenkombinationen wie 18650, 16340 oder vielleicht auch 14500 und 10440 treffen, dahinter verbergen sich die Bezeichnungen für Lithium Ionen Akkutypen und Bauformen die insbesondere in leistungsstarken LED Taschenlampen zum Einsatz kommen.

Die kryptischen Bezeichnungen beschreiben Größe und Bauform eines Lithium Ionen Akkus. Die ersten beiden Ziffern definieren den Durchmesser in Milimeter, die mittleren die Länge in mm und die Letzte Ziffer steht für die Bauform. Die 0 steht dabei für eine Rundzelle. Ein 18650er Li-Ion Akku hat demnach einen Durchmesser von 18mm, ist 65mm lang und ist rund.

Lithium Ionen Akkus und Batterien sind den landläufig bekannten und weiter verbreiteten Alkali Batterien und NiMH Akkus in der Regel als Energiequelle in Taschenlampen überlegen. Es sind bei Li-Ion Akkus i.d.R. ebenfalls mehre hundert Ladezyklen möglich, sie sind kältefest, haben eine sehr geringe Selbstentladung und sie liefern mit 3,7V eine deutlich höhere nominale Spannung als Alkali Batterien und NiMH Akkus. Diese Spannung bleibt auch bei hohen Strömen weitgehend konstant, was insbesondere bei LED Taschenlampen zu einer höheren Lichtleistung und längerer Laufzeit führt.
Vor allem 18650er Lithium Ionen Akkus erweisen sich durch ihre außerdem vergleichsweise hohe Kapazität (>2400mAh) in Verbindung mit der hohen Spannung und kompakten Bauform als momentan wohl effektivste Energiequelle für leistungsstarke Taschenlampen.

» Achtung!: Hinweise und Gefahren im Umgang mit Lithium Ionen Akkus

Verwechslungsgefahr besteht bei CR123/RCR123 Zellen und den sog. 16340 Lithium Ionen Akkus. Alle drei Typen haben die gleiche Größe sind demnach mechanisch kompatibel, jedoch haben die 16340 Akkus haben mit 3,7V eine höhere Spannung. Bei Geräten die für diese Spannung nicht ausgelegt sind, besteht also die Gefahr einer Beschädigung, falls ein 16340er akku verwendet wird.

14500 und AA MignonAuch die Akku Typen 10440 und 14500 sind mit besonderer Vorsicht zu behandeln. Sie entsprechen in ihren Abmessungen den weit verbreiteten AAA und AA Akkus/Batterien und bergen damit für Laien ein großes Verwechslungspotential! Da die Spannungen dieser Batterien deutlich differieren (3,7V zu 1,2/1,5V) ist die Gefahr für Beschädigungen und Unfälle sehr groß.
Deshalb sind diese Akku Typen in Deutschland wohl auch nur recht selten zu kaufen...
Für Taschenlampen im AA/AAA Formfaktor, die eine weite Streuung bei der Batteriespannung zulassen, sind die 10440 und 14500 Akkus jedoch eine potente Energiequelle. Sie ermöglichen sehr hohe Lichtleistungen bei geringer Baugröße und die Lampen können dennoch bei Bedarf auch mit den weit verbreiteten Akkus und Batterien der Größe AA/AAA betrieben werden.

Viele für 18650er Akkus ausgelegte LED Taschenlampen können aufgrund der ähnlichen Abmessungen auch mit 2x 16340er bzw. (R)CR123 Batterien/Akkus betrieben werden und umgekehrt. Jedoch gilt auch hier wieder stets die individuellen Spannungstoleranzen zu berücksichtigen. Zudem sind viele geregelte Taschenlampen bzw. deren Treiber auf eine bestimmte Spannung ausgelegt und sorgen bei davon abweichender Spannung für ein weniger ideales Entladeverhalten bzw. Lichtausbeute. Teilweise funktionieren auch Lichtprogramme, Modi und Batteriestandswarnungen nicht mehr zuverlässig.

Lithium Ionen Zellen bergen ein höheres Gefahrenpotential als konventionelle Alkali Mangan und Batterien und NiMH Akkus. Kaufen lassen sich Li-Ion Akkus in Deutschland immer noch recht selten (auch wenn sich dies in den vergangenen Jahren schon deutlich verbessert hat....), weshalb man um den Eigenimport aus Übersee fast kaum herum kommt; hier ist jedoch besondere Vorsicht angebracht! es gelten "Übersee" oft andere Sicherheitsstandards als in Europa und auch deutliche Qualitätsschwankungen sind nicht selten... Insgesamt sollten deshalb beim Umgang mit Lithium (Ionen) Zellen und Ladegeräten einige generelle Dinge beachtet werden um Unfälle und Beschädigungen an Mensch und Lampe zu vermeiden.

Am besten nur geschützte Li-Ion Akkus verwenden!

protected Li-Ion AkkuBei den Li-Ionen Akkus gibt es teilweise recht große Qualitätsunterschiede. Hier wird gerne bei den Kapazitäten gemogelt und nicht selten gibt es auch Abweichungen bei der Größe (z.B. Zellen mit flachem oder erhabem Pol etc.), was dazu führen kann, dass Zellen mancher Hersteller trotz gleichem Akku Typ z.B. mechanisch nicht in eine Lampe passen.
Außerdem sollte man grundsätzlich nur sog. "geschützte" Li-Ion Akkus verwenden. Geschützt bedeutet dabei, dass in den Akkus zusätzlich eine Elektronik verbaut ist, die gegen Kurzschluss, Überladung (>4,2V) und Tiefentladung (<2,5 bzw. 3V) schützt und damit den Umgang mit Lithium Ionen Akkus erheblich sicherer und einfacher macht. Optisch zu erkennen ist die Schutzschaltung meist an einer Erhebung in der Ummantelung des Akkus. Ein flacher Draht verläuft dort nomalerweise unter der Ummantelung von einem Pol zum anderen.
Von relativ gleichbleibend guter Qualität sind die Akkus des Herstellers "AW". Akkus anderer Hersteller (a la Trustfire, Ultrafire etc.) sind zwar meist billiger, die Qualität jedoch oft auch Glückssache... Gute Erfahrungen habe ich auch noch mit 18650 Akkus von Cytac gemacht.

Li-ion Ladegeräte

Li-Ionen Akkus benötigen außerdem spezielle Ladegeräte, deshalb dürfen nur für Li-Ion Akkus geeignete Ladegeräte verwenden. Es gibt eine vielzahl unterschiedlicher Geräte, die tlw. auch mehrere verschiedene Akku Typen (z.B. 18650 und 16340 Zellen) laden können, jedoch sind viele der Lader qualitativ eher als bedenklich einzuschätzen. Li-ion Akku Ladegeräte lassen sich genau wie die Akkus in Deutschland nur bei einer überschaubaren Anzahl von Händlern kaufen und auch diese sind nicht immer bedenkenlos zu empfehlen.
Akkus sollten nicht unbeaufsichtigt geladen und eine Ladespannung von 4,3V auch keinesfalls überschritten werden (Beschädigung des Akkus bis hin zur Explosionsgefahr!)
Einige nützliche Tipps, Empfehlungen und Hinweise zum Laden von Li-Ion Akkus gibt es in diesem Messerforum Thread.

Li-Ion Akkus sind meist nicht Ultra-Schnellladefähig und bleiben wären des Ladevorgangs unter normalen Umständen kalt.

Längere Zeit nicht verwendete Lithium Ionen Akkus sollten möglichst weniger als zur Häfte geladen/entladen gelagert werden, um eine möglichst lange Lebensdauer zu gewährleisten.

Taschenlampen akkus und Batterien
Verschiedene Akkus und Batterien

» Fazit

Lithium (Ionen) Batterien und Akkus verbuchen die meisten Vorteile auf ihrer Seite. Sie verfügen über eine hohe Energiedichte und Kapazität, sind sehr belastabar und eigenen sich durch ihre konstante Spannungsabgabe insbesondere für hohe Ströme. Sie sind lange Lagerfähig und funktionieren auch bei tiefen Temperaturen. Außerdem gibt es bei Lithium-Ionen Akkus keinen sog. Memory-Effekt.
Nachteil der Lithium Ionen Akkus ist der vergleichsweise höhere Preis, die geringere Verbreitung/Verfügbarkeit und vor allem das erhöhte Gefahrenpotential bei fahrlässigem Umgang bzw. minderwertigen Lithium-Ionen Zellen und Ladegeräten. Steht maximale Lichtleistung und Leuchtdauer bei geringen Abmessungen/Gewicht im Vordergrund führt jedoch für den geneigten "Flashoholic" kaum ein Weg an der Li-Ionen Akku Technologie vorbei. Insbesondere der Akku Typ 18650 eignet sich alleine oder auch im Verbund für leistungsstarke LED Taschenlampen.

Wer sich partout nicht mit den Lithium Zellen anfreunden kann/will, sollte zumindest auf qualitativ hochwertige NiMH Akkus mit geringer Selbstentladung wie z.B. die Sanyo Eneloops setzen. Diese stellen gewöhnliche NiMH Akkus in vielen Punkten in den Schatten. Sinnvoll für EDC Taschenlampen ist jedoch eigentlich nur der Typ AA. Andere NiMH Zellen sind für den EDC Einsatz entweder zu groß oder wie die kleineren AAA Zellen zu leistungsschwach.

Battie und Akku Tabelle
Taschenlampen Akkus und Batterien in der Übersicht

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