Lithium-Ionen-Batterien im Motorrad: Vorteile und Nachteile

Lithium-Ionen-Akkus (Li-Ionen) erfreuen sich in den letzten Jahren aufgrund ihrer hohen Energiedichte und Leistungsfähigkeit immer größerer Beliebtheit, auch im Bereich der Motorräder. Sie sind die leistungsfähigsten Energiespeichermedien, die es derzeit auf dem Markt gibt. Diese Akkus weisen eine sehr hohe Energiedichte auf, die es ermöglicht, auch bei vergleichsweise kompakter Bauweise hervorragende Leistungen zu erbringen. Der Aufbau und die Funktionsweise von Lithium-Ionen-Akkus sind verantwortlich für ihre Merkmale, die sie zu leistungsstarken Energiespeichern machen.

Vorteile von Lithium-Ionen-Batterien im Motorrad

• Hohe Energiedichte: In einem Li-Ionen-Akku kann drei- bis viermal so viel Energie gespeichert werden wie in einem Nickel-Kadmium-Akku (NiCd-Akku) derselben Größe.
• Geringe Selbstentladung: Der Ladezustand der Batterien verringert sich pro Monat nur um 1-2 %, im Gegensatz zu herkömmlichen Blei-Säure-Batterien.
• Kein Memory-Effekt: Der bei herkömmlichen NiCd-Akkus vorhandene Memory-Effekt sorgt mit der Zeit für einen Leistungsverlust der Batterien.
• Zwischenladungen sind möglich: Ein weiterer Vorteil von Lithium-Ionen-Batterien ist, dass sie jederzeit zwischengeladen werden können, auch wenn der Akku noch nicht entleert ist. Hierbei kann die Zwischenladung vollständig oder auch nur teilweise stattfinden, ohne dass der Akku dadurch geschädigt wird.
• Große Stromstärke: Lithium-Batterien arbeiten hier sehr vorteilhaft, da sie besonders hohe Stromstärken bereitstellen können.
• Lange Lebensdauer: Lithium-Ionen-Batterien auf der Basis von Lithium-Eisen-Phosphat halten im Durchschnitt fünf Mal länger als herkömmliche Blei-Säure-Akkus.
• Schnelles Aufladen: Das Aufladen einer Lithium-Ionen-Batterie erfolgt deutlich schneller als bei einem Blei-Akku.
• Geringes Gewicht: Lithium ist sehr leicht. Tatsächlich ist Lithium nach Wasserstoff und Helium das drittleichteste Element in der chemischen Tabelle. Kein Wunder also, dass Lithium-Ionen-Batterien für alle elektrischen Geräte besonders gut geeignet sind, bei denen es auf die Minimierung des Gewichts bei hoher Energiedichte ankommt.
• Flexibler Einbau: Lithium-Motorradbatterien können in jeder beliebigen Position eingebaut werden, da keine Säure enthalten ist.

Nachteile von Lithium-Ionen-Batterien im Motorrad

• Temperaturempfindlichkeit: Sowohl bei niedrigen Temperaturen unter +5 Grad als auch bei hohen Temperaturen von mehr als +35 Grad Celsius reagieren viele Lithium-Batterien empfindlich. Sinkt die Temperatur unter 15° C, lässt die Startleistung immer mehr nach, weil der Innenwiderstand bei sinkender Temperatur steigt.
• Geringe Umweltverträglichkeit bei der Rohstoffgewinnung: Die Gewinnung der verbauten Rohstoffe wie Kobalt, Aluminium und Lithium ist umweltschädlich.
• Entsorgung und Recycling: Die hochreaktiven Bauteile der Akkus machen die Technologie zu Sondermüll, der entsprechend entsorgt werden muss. Ein großflächig standardisierter Recyclingprozess für Lithium-Ionen-Akkus, besonders für Kleinladungsträger, existiert bislang nicht.
• Brandgefahr: Das im Akku verbaute Lithium ist sehr reaktionsfreudig. Bei defekten Akkus kann es durch eindringendes Wasser oder durch die Bildung von Kondenswasser zur Überhitzung kommen, durch die eine Brandentwicklung begünstigt wird.
• Höherer Preis: Bei Motorradbatterien betragen die Mehrkosten zu einem Bleiakku zwischen 70 und 120 Euro.

Worauf ist beim Wechsel von Blei-Säure auf Lithium-Ionen zu achten?

Beim Umstieg von einer Blei-Säure-Batterie auf eine Lithium-Ionen-Batterie im Motorrad gibt es einige wichtige Punkte zu beachten:

1. Kaltstartstrom beachten: Nicht auf die Amperestunden (Ah) schauen, sondern auf den Kaltstartstrom, der üblicherweise bei -20° gemessen wird.
2. Geeignetes Ladegerät verwenden: Das Ladegerät ist nicht ganz unwichtig und man sollte dann doch kein reines Ladegerät für Blei-Säure Batterien nutzen. Viele Ladegeräte benutzen eine hohe Spannung, um der Sulfatbildung vorzubeugen. Ladegeräte können recht einfach sein, müssen aber garantieren, dass die Ladespannung MAXIMAL 14,4V beträgt. Motorräder sollten auf moderne Laderegler umgerüstet werden.
3. Batteriemanagementsystem (BMS): In der Regel besitzen Lithium-Eisenphosphat-Batterien, die fürs Motorrad bzw. Autos angeboten werden, immer ein Batteriemanagementsystem (BMS), dass sich um die richtige Ladung der Zellen kümmert.
4. Ruhestrom messen: Da diese Batterien zu teuer für Experimente sind, sollten Sie messen, ob das Motorrad im Stand zu viel Ruhestrom zieht. Hängen Sie ein handelsübliches Multimeter bei komplett abgeschaltetem (!) Motorrad zwischen Massekabel und Massepol der Batterie.
5. Kapazität berücksichtigen: Hat man allerdings dauerhafte Verbraucher, wie z.B. Alarmanlage, Netzteile von Navigationsgeräten, kann dieses bei längeren Standzeiten zu einem Problem werden. Das muss man bei einer Umrüstung auf LiFePO4 Batterien mit einer kleinen Kapazität (z.B. 4 Ah) berücksichtigen.
6. Tiefe Temperaturen: Es ist richtig, dass bei niedrigen Temperaturen unter ca. 5 Grad, durch eine Erhöhung des Innenwiderstandes, nicht die volle Leistung abrufbar ist und so ein Motorrad eventuell nicht oder schlecht gestartet werden kann. Hier gibt es einen simplen Trick. Man schaltet einfach die Zündung und Verbraucher, wie z.B. Licht usw. ein.

Um LiFePo-Akkus auch im Winter oder den Alpen zuverlässig(er) verwenden zu können, kaufen Sie am besten eine Ecke größer (also mehr Ah/Wh). Hierzu kommen Sie nicht darum herum, den vorhandenen Bauraum im Fahrzeug zu messen, damit Sie die größere Leistung in passenden Gehäusemaßen erwerben können.

Alternativen zu Lithium-Ionen-Batterien

Neben Lithium-Ionen-Batterien gibt es auch andere Optionen für Motorradbatterien:

• Blei-Säure-Batterien: Die Blei-Säure Batterie gilt als Klassiker unter den Motorradbatterien und hat ein hervorragendes Preis-/Leistungsverhältnis. Ein Grund dafür ist, dass er günstiger ist als der Lithium-Ionen-Akku.
• Gel-Batterien: Bei einer Gel-Batterie wird die flüssige Batteriesäure in einen dauerhaft Gelförmigen, fast festen Zustand überführt. Gel Motorradbatterien eignen sich besonders für den harten Dauereinsatz z.B. im Motocrossbereich.
• AGM-Batterien: Bei diesem Batterietyp ist im Gegensatz zur Standard-Nassbatterie die Batteriesäure in einem Vlies als Gel gebunden, was die AGM-Batterie praktisch auslaufsicher und ausgasungsdicht macht.
• Natrium-Ionen-Batterien: Eine andere Wahl ist die Natrium-Ionen-Batterie.

Vergleich Lithium-Ionen-Batterien vs. Blei-Säure-Batterien:

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