Wie funk­tio­niert ein Akku?

Ein Akku – kurz für „Akku­mu­la­tor“ – ist im Grun­de ein wie­der­auf­lad­ba­rer Ener­gie­spei­cher, der che­mi­sche Ener­gie in elek­tri­sche Ener­gie umwan­delt und umge­kehrt. In sei­nem Inne­ren befin­den sich zwei Elek­tro­den – eine nega­ti­ve (Anode) und eine posi­ti­ve (Katho­de) – sowie ein Elek­tro­lyt, der als leit­fä­hi­ges Medi­um zwi­schen ihnen dient. Beim Ent­la­den lau­fen an bei­den Elek­tro­den che­mi­sche Reak­tio­nen ab: Elek­tro­nen wan­dern von der Anode über einen äuße­ren Strom­kreis zur Katho­de und trei­ben dabei Gerä­te wie Smart­phones oder Taschen­lam­pen an. Gleich­zei­tig bewe­gen sich Ionen im Elek­tro­ly­ten zwi­schen den Elek­tro­den, um die Ladung aus­zu­glei­chen.

Beim Auf­la­den kehrt sich die­ser Pro­zess um. Durch die zuge­führ­te elek­tri­sche Ener­gie wer­den die che­mi­schen Reak­tio­nen rück­gän­gig gemacht: Die Elek­tro­nen flie­ßen nun in ent­ge­gen­ge­setz­ter Rich­tung, und die Ionen wan­dern zurück – so wird der ursprüng­li­che Zustand des Akkus wie­der­her­ge­stellt. Die­ser Zyklus lässt sich je nach Bau­art hun­der­te bis tau­sen­de Male wie­der­ho­len. Moder­ne Lithi­um-Ionen-Akkus etwa ver­dan­ken ihre hohe Ener­gie­dich­te und Lang­le­big­keit dem geziel­ten Ein­satz von Mate­ria­li­en, die die­se rever­si­ble Che­mie beson­ders effi­zi­ent ermög­li­chen.