Akkuwerkzeug ist eine ambivalente Angelegenheit. Auf der einen Seite kann es sehr praktisch sein, nicht auf irgendwelche Kabel achten zu müssen. Auf der anderen Seite bedeutet ein Akku zusätzliches Gewicht und erfordert zwischendurch Pausen zum Laden bzw. das Mitnehmen von Ersatzakkus und natürlich langfristige Zusatzkosten. Zu allem Überfluss verwendet jeder Hersteller andere Akkus, so dass man entweder mit einer Flut verschiedener Akkus und Ladegeräte leben muss, oder sich an einen Hersteller bindet.

Ich habe mich auf das Makita 18V System festgelegt und habe diverse Geräte dafür (Akkuschrauber, kleiner Bohrhammer, Rasentrimmer, etc.). Einzige Ausnahme ist mein kleiner 10.8V Bosch Akkuschrauber. So hin und wieder stirbt so ein Werkzeugakku auch mal und man kauft dann einen neuen. Und die sind nicht billig. Da reizen einen schon die Angebote der Drittanbieter, die z.B. Makita-kompatible Akkus erheblich billiger verkaufen. Aber taugen die auch was?

Dieser Frage wollen wir heute mal ein wenig auf den Grund gehen. Der Zeitpunkt ist günstig, denn ich musste eh mal wieder ein paar neue Akkus besorgen und habe einen originalen von Makita (nominell 5.0Ah) und zwei identische fernöstliche No-name Akkus (nominell 6.0Ah, Aliexpress) erworben. Und so können wir die vergleichen, ohne Alterungseffekte berücksichtigen zu müssen.

Und spaßeshalber nehmen wir noch zwei alte Akkus mit in die Analyse: einen original Makita-Akku mit 3.0Ah, der ca. aus der späten Bronzezeit stammt und vermutlich total ausgelutscht ist (Ich glaube er war bei meiner ersten Makita Schrauber dabei, was bedeutet, dass er gute 12 Jahre alt ist). Der Zweite ist wieder ein No-Name, mit dem ich subjektiv zufrieden war. Er behauptet 4.5Ah zu haben und ich habe ihn vor 9 Jahren gekauft.

Messaufbau

Der Plan ist, beide mit einem original Makita-Ladegerät vollständig aufzuladen und dann unter kontrollierten Bedingungen zu entladen, um so die Kapazität zu ermitteln. Dazu verwenden wir eine Electronic Load (East-Tester ET5410A+). Als erstes stellt sich nun also die Frage, wie stark wir den Akku belasten können, ohne ihn kaputt zu machen. Ich habe zunächst das getan, was kein klar denkender Mensch je tun würde und an Makita geschrieben und nach Spezifikationen oder Datenblatt gefragt. Erwartungsgemäß bekam ich eine inhaltsleere Antwort mit viel Blabla:

Sehr geehrter Kunde,

da unsere 18Volt LXT-Akkus- Serie in Kombination mit den jeweiligen Maschinen, elektronische Sicherheitskomponenten verbaut haben, können wir zu Ihrer Anfrage leider keine Auskunft geben.

OK – ich glaube der Makita-Support hat sich noch nie mit formaler Logik befasst. Die Worte weil und da bedeuten in dieser Verwendung, dass es einen Kausalzusammenhang zwischen den beiden Aussagen gibt – d.h. \(A \Rightarrow B\):

A: unsere 18Volt LXT-Akkus- Serie hat in Kombination mit den jeweiligen Maschinen, elektronische Sicherheitskomponenten verbaut

und

B: wir können zu Ihrer Anfrage leider keine Auskunft geben.

Einen solchen kann ich aber beim besten Willen nicht erkennen, denn wie sollte das Vorhandensein von Sicherheitskomponenten es verhindern, ein Datenblatt mit Spezifikationen zu maximalem Entladestrom und minimaler Spannung zu erstellen und seinen Kunden zu schicken?

Doch die Textanalyse gibt noch mehr her: Der interessierte Leser wird sich fragen, wie man Sicherheitskomponenten in Kombination mit den Geräten verbauen kann. Traditionell finden sich Sicherheitsschaltungen, wie etwa ein Tiefentladeschutz, eine Strombegrenzung oder Temperatursicherungen eindeutig bestimmbar in einem der beiden Elemente Maschine oder Akku. Aber vielleicht bin ich einfach nicht auf dem Stand der Technik und die Japaner haben sowas wie die Heisenberg'sche Schutzschaltung erfunden, von der man Funktion und Aufenthaltsort niemals gleichzeitig bestimmen kann.

Und um auch der Spitzfindigkeit Raum zu geben, weise ich noch darauf hin, dass es "LXT-Akku-Serie" heißen muss und nicht "LXT-Akkus- Serie" und dann auch "verbaut haben" im Singular stehen muss. Hier hätte man durch besonnenere Statzkonstruktion verhindern können, sich selbst ein grammatikalisches Bein zu stellen.

Eigentlich fehlt nur noch ein 🖕Emoji, um den Text inhaltlich abzurunden. Setzen, mangelhaft.

Aber egal, jeder Maker/Hacker kennt das und weiß sich auch ohne Datenblatt zu helfen. Also machen wir mal eine Überschlagsrechnung. Stromhungrige Geräte wie z.B. Laubbläser machen so einen Akku innerhalb von vielleicht 10-15 Minuten leer, wenn man ordentlich Gas gibt. Aber wir wollen es nicht übertreiben und so schauen wir mal, welchen Strom wir brauchen, wenn wir den Akku z.B. in 30 Minuten leeren wollen:

Das sind \(10A \cdot 18V = 170W\). Das packt meine Last problemlos und sollte auch die Akkus nicht sonderlich stressen.

Nun darf man so einen Akku nicht einfach auf 0V entleeren. Zumindest nicht, wenn man ihn danach nochmal benutzen will. Also müssen wir einen Cutoff festlegen, bei dem die Entladung stoppen soll, um den Prüfling nicht zu beschädigen. So als Faustregel soll man eine Lithiumzelle nicht unter 2.5V entladen. Unser Makita Akku hat nominell 18V, eine einzelne Zelle 3.6V, also dürften da \(18/3.6 = 5\) Zellen in Serie geschaltet sein. Und vermutlich dann auch mehrere parallel, um auf die nötige Kapazität zu kommen. Bleibt zum Schluss noch die Frage, ob die Last einen konstanten Strom, Widerstand oder Leistung abgreifen soll. Ich bin für konstanten Strom. Also sind unsere Parameter:

• Constant current, 10A Entladestrom
• 12.5V cutoff Spannung

Es kann aber sein, dass das BMS (Battery Managment System) in den Akkus uns garnicht so weit entladen lässt und die Batterie schon bei einer höheren Zellenspannung abriegelt. Wir werden sehen...

Um den Akku anzuschließen kann man normale Flachstecker für Kabelschuhe verwenden, oder eine passende Makita-Akkuaufnahme. Sowas gibt's beim freundlichen Chinesen zu kaufen. Mein Messaufbau sieht so aus:

Wenn es uns nur um die reine Kapazitätsmessung geht, könnten wir nun einfach an der Last den CC Batterie-Test Modus einstellen und am Ende der Entladung die Kapazität ablesen. Ich würde aber gerne auch die Entladekurve aufnehmen und deshalb verbinden wir die Last mit dem PC und verwenden meine Python-Klasse für das Gerät. Damit bauen wir schnell ein kleines Entladeskript zusammen:

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#!/bin/env python3
import time, datetime
from ET54 import ET54

def main():
    el = ET54(f"ASRL/dev/ttyUSB1::INSTR")
    el.ch1.off()
    el.ch1.Vrange = "low"
    el.ch1.Crange = "high" 
    el.ch1.BATT_mode("CC", 10, "V", 12.5)
    el.ch1.on()

    t0 = datetime.datetime.now()
    print("time,V,I,Ah")
    while el.ch1.input=="ON":
        V = el.ch1.read_voltage()
        Ah = el.ch1.BATT_capacity
        print(",".join(
            [str(x) for x in 
                [(datetime.datetime.now()-t0).total_seconds(), V, Ah]
            ]), 
            flush=True)
        time.sleep(1)

if __name__ == "__main__":
    main()

Nun alle Akkus frisch aufladen und dann kann's losgehen:

❯ ./discharge.py > discharge-makita1-10A.csv

etc.

Das sollte dann theoretisch jeweils bis zu 30 Minuten laufen und abbrechen sobald der Akku auf 12.5V gefallen ist.

Ergebnisse

Und so sehen die Entladekurven aus:

Das ist krass!!! Die chinesischen "6Ah" Akkus sind völliger Schrott! Sogar der prähistorische 3Ah Akku von Makita hält fast doppelt so lang, wie diese. Und auch der alte Drittanbieterakku deklassiert seine Landsleute.

Zusammenfassend ist das Ergebnis also folgendes:

Keiner der Akkus kommt auf seine Nennkapazität, aber wir wissen leider auch nicht, unter welchen Bedingungen diese spezifiziert ist. Also v.a. bei welchem Entladestrom und welcher Endspannung die Nennkapazität erreicht werden soll. Dennoch sind die Unterschiede der Wahnsinn in Dosen...

Autopsie

Jetzt will ich aber schon mal wissen, was die in den Fake-Akkus verbaut haben. Also schrauben wir mal so einen Schwindelakku auf und werfen einen Blick hinein. Vier Torxschrauben später finden wir dies:

Hm – irgendwie hatte ich mit einer CR2032 und ein paar Kieselsteinen gerechnet, aber da sind scheinbar echt 10 Zellen verbaut. Und eigentlich wirkt alles ordentlich verarbeitet. Die Zellen selbst haben keinerlei Beschriftung und so kann ich nicht nachvollziehen welche Kapazität sich rechnerisch ergeben müsste. Aber es steht wohl außer Frage, dass die Zellen fake sind.

Fazit

Caveat emptor! Da bin ich ja mal ordentlich beschissen worden.

Nach Fake-Komponenten, wie MOSFETS & Co sind Fake-Akkus natürlich keine echte Überraschung...

Allerdings heißt das natürlich nicht, dass alles außer Original-Akkus Mist sein muss. Es gibt auch seriöse Anbieter da draußen, aber vor dem Kauf weiß man das halt nicht und auch danach misst wohl kaum jemand nach. Mein alter Drittanbieter-Akku wirkt zumindest plausibel.