NiMH-Akku: 1.2 V, Kapazität und Zyklenlebensdauer

Wiederaufladbare Batterien sind der Teil des Sortiments, bei dem Etikett und Erwartung des Einkäufers am häufigsten auseinandergehen. Die Zelle, die ein Einkäufer vor Augen hat, ist „eine AA, aber wiederaufladbar“ — doch eine wiederaufladbare AA ist keine 1.5-V-Zelle in einem anderen Gehäuse: Sie ist eine Nickel-Metallhydrid-Zelle mit 1.2 V, mit eigener IEC-Bezeichnung, eigener Anforderung an die Zyklenfestigkeit und eigenen Unterlagen.

Das ist die Spezifikationsseite dieses Sortiments: was die Norm festlegt, welche Zahlen einander bedingen und was eine OEM- oder Großhandelsbestellung für eine wiederaufladbare Linie angeben muss.

Was ist eine wiederaufladbare NiMH-Batterie?

Eine NiMH-Batterie (Nickel-Metallhydrid) ist eine dichte wiederaufladbare Zelle mit alkalischem Elektrolyten und einer Nennspannung von 1.2 V pro Zelle, wie in IEC 61951-2 definiert. Im AA-Gehäuse lautet ihre Bezeichnung HR6, im AAA-Gehäuse HR03 — das wiederaufladbare Gegenstück zu den Codes LR6 und LR03, die die Einwegszellen derselben Größe tragen.

Die Chemie hat Nickel-Cadmium in den meisten Verbraucheranwendungen ersetzt, weshalb die wiederaufladbaren Zellen in den Regalen heute fast alle NiMH sind. Die Norm, die das Sortiment regelt — Kennzeichnung, Bezeichnung, Maße, Prüfungen und Anforderungen —, ist IEC 61951-2, und sie ist für dichte tragbare Zellen in zylindrischer, prismatischer und Knopfzellen-Bauform geschrieben.

Welche Spannung hat eine NiMH-Zelle, und was erklärt das Etikett?

1.2 V ist die Nennspannung einer einzelnen NiMH-Zelle. Es ist der Wert, mit dem die Zelle identifiziert und ausgelegt wird, nicht die Spannung, die sie aus dem Ladegerät zeigt: Nennspannung, Leerlaufspannung und Abschaltspannung sind drei verschiedene Zahlen, und das Etikett trägt die Nennspannung. Reihenschaltungen vervielfachen sie exakt.

Ob ein Gerät die niedrigere Nennspannung toleriert, ist eine Frage des Geräts und nicht der Zelle, und sie ist im Vergleich Alkali gegen wiederaufladbar behandelt. Die Spannungen oben, die Abschaltwerte und die Tabelle Chemie für Chemie stehen im Leitfaden zur Batteriespannung.

Welche Bezeichnung gehört auf die Bestellung: HR6 oder LR6?

HR6 und LR6 sind die beiden Codes, die in einer Anfrage am häufigsten vertauscht werden, und der Tausch liefert die falsche Zelle. LR6 ist die primäre Alkali-AA; HR6 ist die wiederaufladbare Nickel-Metallhydrid-Zelle im gleichen Gehäuse. Sie teilen einen Halter und den Unterschied von 1.5 V gegenüber 1.2 V in der Nennspannung — und sonst nichts; die codierte Bestellung ist das, was einen Produktionslauf mit der falschen Chemie verhindert.

Die Bezeichnung ist außerdem das, was die Zelle selbst tragen muss. IEC 61951-2 verlangt, dass eine Zelle dauerhaft mit ihrer Bezeichnung, ihrer Polarität, dem Herstellungsdatum (ein Code ist zulässig) und dem Namen oder eingetragenen Warenzeichen des Herstellers gekennzeichnet ist. Eine Batterie — der zusammengebaute Pack, nicht die Zelle — trägt nach IEC 62902 ihre Nennkapazität, ihre Nennspannung, ihr Herstellungsdatum und eine Kennzeichnung der Chemie.

Für eine OEM-Bestellung ist diese Kennzeichnung kein Detail: Wenn Ihre Marke auf die Zelle oder den Pack kommt, müssen die Pflichtkennzeichen und Ihr Druckbild auf derselben Fläche nebeneinander bestehen, und die Bezeichnungen sind das, was ein Zoll- oder Handelsprüfer zuerst liest. Unsere Zertifizierungsmatrix führt auf, welche Dokumente mit welcher Produktlinie reisen.

Wie viel Kapazität sollte eine wiederaufladbare AA oder AAA haben?

Die Kapazität in Milliamperestunden (mAh) ist die Ladung, die eine Zelle bei einer definierten Entladung abgeben kann, und sie ist nur zusammen mit den Bedingungen aussagekräftig, unter denen sie gemessen wurde. IEC 61951-2 misst die Entladeleistung bei 20 °C, und der Wert bei niedriger Rate wird bei 0.2 It bis zu einer Abschaltspannung von 1.0 V abgelesen — zwei Zellen, die bei unterschiedlichen Raten, Temperaturen oder Abschaltspannungen angegeben werden, werden also gar nicht miteinander verglichen.

Deshalb ist die erste Frage zu einer „3,000 mAh AA“, welcher Test die Zahl erzeugt hat, und deshalb nennen wir die erklärte Kapazität im Datenblatt mit der Zelle in der Hand statt auf einer Webseite. Fordern Sie das Datenblatt mit Ihrer Anfrage an, und wir liefern die erklärte Kapazität, die Prüfgrundlage und die Maße zurück.

Hohe Kapazität oder geringe Selbstentladung?

Das ist die eigentliche Entscheidung in einer wiederaufladbaren Linie, denn die Norm selbst behandelt die beiden Enden des Bereichs unterschiedlich. Die Anforderung von IEC 61951-2 an die Zyklenfestigkeit zylindrischer Zellen, die mit den primären AA- und AAA-Gehäusen maßgleich austauschbar sind, beträgt 200 Zyklen unterhalb einer Kapazitätsgrenze und 100 Zyklen ab dieser Grenze.

Die Selbstentladung ist der andere Hebel. Eine NiMH-Standardzelle verliert ihre Ladung über Monate der Lagerung, weshalb die Änderung von 2022 an IEC 61951-2 eine Bezeichnung „I“ für den Typ mit geringer Selbstentladung ergänzt hat (und eine Bezeichnung „F“ für Zellen mit hoher Erholung) — die Eigenschaft ist heute ein gekennzeichneter Zelltyp und kein Slogan. Eine Zelle mit geringer Selbstentladung ist das, was Sie festlegen, wenn das Produkt vor der Nutzung steht: Handelsbestand im Regal, ein Ersatzsatz in der Schublade, ein Gerät, das von einem kleinen Solarmodul geladen wird.

Wie lange hält eine wiederaufladbare Batterie?

Zwei Uhren laufen gleichzeitig. Die Zyklenzahl gibt an, wie viele Lade- und Entladezyklen die Zelle übersteht, und die Mindestwerte der Norm sind die Tabelle oben — 200 Zyklen für eine AA oder AAA mit Standardkapazität, 100 für eine mit hoher Kapazität; ein gut abgestimmtes Ladegerät und eine flache Entladung halten eine Zelle am guten Ende dieser Spanne. Die Kalenderuhr ist die Zeit, in der die Zelle ohne Nutzung eine brauchbare Ladung hält — und dort entscheidet die Selbstentladung.

Die Temperatur beeinflusst beides. Das für AA/AAA-NiMH-Zellen angegebene Fenster ist 0 °C bis +40 °C beim Laden und 0 °C bis +50 °C beim Entladen (der Wert auf dem Zellendatenblatt); das Laden einer Zelle unter dem Gefrierpunkt ist die häufigste Art, ein wiederaufladbares Produkt zu beschädigen, und das Verhalten verschiedener Chemien bei Kälte ist in unserem Leitfaden zu Batterien bei Frost dargestellt.

Braucht eine NiMH-Zelle ein spezielles Ladegerät?

Ja — ein Ladegerät, das für NiMH-Zellen gebaut ist. Das Laden einer dichten Zelle ist ein kontrollierter Prozess, weshalb IEC 61951-2 die Ladeannahme, die Überladung und die Dauerladefestigkeit prüft und Schnellladezellen (R) mit eigenen Entladetests definiert. Ein Ladegerät, das für eine andere Chemie oder eine andere Zellenzahl ausgelegt ist, lädt die Zelle entweder zu wenig oder erhitzt sie, und eine Zelle, die außerhalb ihres veröffentlichten Temperaturfensters geladen wird, altert schneller, als ihre Zyklenangabe vermuten lässt.

USB-wiederaufladbare Zellen nehmen die Ladegerätfrage vom Tisch: Die Ladeschaltung ist in die Zelle integriert, sodass das Produkt aus jedem USB-Anschluss ohne separates Ladegerät lädt. Das ist eine eigene Linie in unserem Sortiment — die Seite zu USB-wiederaufladbaren Batterien behandelt die Formate. Eine Regel gilt in beiden Fällen absolut: Eine Primärzelle, ob Alkali- oder Lithiumzelle, darf niemals in ein Ladegerät gelegt werden, und die Gründe stehen im Leitfaden zum Auslaufen.

Braucht eine NiMH-Batterie UN38.3?

Nein. UN38.3 ist der Transporttest für Lithium, und Lithium ist die einzige Linie in unserem Sortiment, für die er gilt — eine NiMH-Zelle ist ein Nickelsystem und kein Lithiumsystem. Die Sicherheitsanforderungen für das wiederaufladbare Sortiment stammen aus IEC 62133-1, das dichte Nickelsysteme abdeckt, während Lithium-Sekundärzellen von Teil 2 derselben Reihe, IEC 62133-2, erfasst werden.

Für den EU-Markt gilt der Dokumentensatz der Verordnung (EU) 2023/1542 je Modell, und dasselbe Prinzip wie bei unseren Primärzellen gilt auch hier: Nennen Sie uns die Zellen in Ihrem Projekt, und wir liefern die aktuelle Erklärung und Informationsdatei für diese Modelle zurück. Welches Dokument welche Frage beantwortet — Werkzertifikate, Produktprüfberichte, Zollpapiere und die EU-Datei —, steht in unserem Leitfaden zu Zertifikaten und Dokumenten und auf der EU-Konformitätsseite.

Was sollte eine OEM-Bestellung für eine wiederaufladbare Linie angeben?

Die Zellen, die Kapazitätsgrundlage und das Produkt, in das sie kommen. Eine Anfrage mit diesen sechs Zeilen erhält noch am selben Tag eine angebotsfähige Antwort:

1. Bezeichnung und Größe — HR6 oder HR03, dazu das Gehäuse, das Sie brauchen (eine schlichte Zelle im AA-Format oder eine Zelle mit Lötfahnen für einen Pack).
2. Erklärte Kapazität und Prüfgrundlage — die mAh, die Sie anstreben, und ob es das Band der Standardkapazität oder der hohen Kapazität aus der Tabelle oben ist.
3. Typ der Selbstentladung — Standard oder der Typ „I“ mit geringer Selbstentladung, wenn das Produkt bis zu seiner ersten Ladung liegt.
4. Zelle oder Pack — einzelne Zellen für ein Handelssortiment, Zellen mit Stecker oder Lötfahne für einen Gerätehersteller oder ein fertiger Pack nach Ihrer Spannung.
5. Verpackung und Marke — Bulkkarton, Blisterkarte oder bedruckte Schachtel, und ob Ihre Marke auf der Zelle selbst aufgedruckt wird.
6. Markt und Menge — die Länder, in die Sie verkaufen, denn Kennzeichnung und Dokumentensatz folgen dem Markt.

Wir bauen das wiederaufladbare Sortiment auf unseren eigenen Linien unter ISO 9001, neben den Primärzellen, sodass ein Programm AA- und AAA-Alkali, Knopfzellen und wiederaufladbare Zellen von einem Lieferanten und aus einem Dokumentensatz führen kann. Die Bestellmechanik ist dieselbe wie im übrigen Sortiment: Muster werden nach der Freigabe der Spezifikation gebaut — meist ein bis zwei Wochen —, und Erstbestellungen laufen ab 50 Kartons je Produktlinie, die MOQ-Arithmetik ist im MOQ-Leitfaden erklärt. Verpackungsformate, Druckbild und Korrekturlauf stehen im Private-Label-Leitfaden, und der gesamte Prozess von der Spezifikation bis zum verschifften Container auf der OEM-/ODM-Seite.