VG-Wort Pixel

Smartphone-Technik Die Akku-Revolution ist längst da - nur anders als wir wollen

2 & 3. Schneller und ausdauernder  Smartphone-Prozessoren werden auch in diesem Jahr schneller und energieeffizienter. Apropros Energie: Womöglich sieht man bereits in diesem Jahr die ersten Smartphones mit einem Graphen-Akku. Aus diesem Material werden etwa auch Bleistiftminen hergestellt. Der Graphen-Akku, der im Huawei P40 stecken soll, verfügt angeblich über eine Kapazität von satten 5.500 mAh und lässt sich mit 50 Watt in gerade mal 45 Minuten vollständig aufladen. Beides wäre ein enormer Sprung verglichen mit aktuellen Modellen.
Der Traum vom endlosen Akku dürfte noch bleiben
© Getty Images
Wenn es um neue Smartphone-Features geht, wünschen sich die Nutzer immer wieder vor allem eines: eine längere Laufzeit. Dabei haben sich die Batterien längst um ein X-Faches verbessert. Nur eben an einer anderen Stelle als erwartet.

Das Telefon in der Tasche, gelegentlich mal nach dem Akku schauen und sonst zwei Wochen ohne an die Steckdose zu denken durch den Alltag kommen – das ist die Erinnerung, die viele Menschen mit der Zeit des klassischen Handys verbinden. Und die sich auch vom Smartphone wünschen: Je nach Umfrage wünschen sich zwischen 60 und 90 Prozent der Smartphone-Nutzer eine längere Laufzeit. Doch obwohl der Traum vom ewig laufenden Smartphone bisher nicht erfüllt wurde und es immer wieder Meldungen von einer kommenden Akku-Revolution gibt, ist die eigentlich längst passiert.

Denn die Lithium-Ionen-Akkus, die in unseren Smartphones, Laptops oder auch im E-Auto stecken, sind längst um Welten besser als die, die noch unsere Handys mit Strom versorgten. Obwohl der Name der Batterien sich nicht verändert hat, hat es die Funktionsweise längst getan. Das liegt daran, dass der Name zunächst wenig über die Batterie selbst verrät: Solange sie den Strom auf Basis von Lithium-Ionen speichert, fällt sie unter diese Kategorie. Obwohl im Innern unzählige weitere Faktoren wie die verwendeten Materialen, der Festzustand der verwendeten Anoden und viele weitere Variablen sich ändern können - und das seit der ersten von Sony 1991 vorgestellten Batterie auf dieser Basis auch in großem Stil getan haben.  

Von 0 auf 100 in acht Minuten

Das jüngste Beispiel zeigte der chinesische Konzern Xiaomi am Montag. In einem Videoclip führte der Konzern vor, wie ein Prototyp eines neuen Smartphones mit Hochdruck betankt wird: von 0 auf 100 Prozent in gerade einmal acht Minuten. Das verdankt der Konzern dem extrem leistungsstarken Netzteil, dass mit sagenhaften 200 Watt den Akkustand nach oben jagt. Zum Vergleich: Das Ladegerät, das Apple bis vor kurzem den Einsteiger-iPhones beilegte, bietet gerade einmal 5 Watt. Und lädt entsprechend wesentlich langsamer.

Die schnelle Ladetechnik ist das aktuelle Steckenpferd der Handy- und auch der Autobranche. Gerade letztere kämpft damit, den im Vergleich zum schnellen Tanken an der Zapfsäule deutlich langsameren Ladeprozess von E-Autos auf akzeptables Maß zu schrumpfen. Gleichzeitig müssen sie einen schwierigen Spagat schaffen. "Es geht um Energiedichte, Leistungsdichte, die Kosten, die Lebensdauer der Batterie in Bezug auf Ladezyklen sowie auf die Lagerdauer und schließlich die Sicherheit", erklärt der Forscher Venkat Srinivasan vom Argonne National Laboratory gegenüber "Ars Technica". "Am Ende ist es immer ein Kompromiss aus all diesen Faktoren."

Lieber schnell als lang

In Bezug auf das Smartphone ist die Entscheidung der meisten Hersteller schnell zu erkennen: Zwar gab es mit dem Wachstum der durchschnittlichen Smartphonegröße auch einen Zuwachs an Akkuleistung. Der wurde aber in der Regel von helleren, deutlich höher aufgelösten Displays, mehr Leistung und durch die neuen Nutzungsgewohnheiten längst aufgefressen. Das erste iPhone wurde von Apple mit "all day battery life", also genug Laufzeit für den ganzen Tag, beworben - und im großen und Ganzen ist es dabei auch geblieben. Trotz Tricks wie dem Energiesparmodus, smarter Akkuverwaltung und dem Einsatz von zusätzlichen Prozessorkernen, die weniger leistungsintensiven Aufgaben übernehmen, um den Akku zu schonen.

Das liegt allerdings auch an den Nutzern. Denn: Würde man ein Smartphone wie damals ein Handy benutzen, würden auch heutige Modelle erheblich länger durchhalten. Wer viel telefonierte oder SMS schrieb, bekam auch früher das Handy schneller leer - verbrachte aber immer noch nicht in Ansätzen so viel Zeit mit dem Gerät, wie es heute für uns selbstverständlich ist. Seit das Smartphone für viele Menschen zum Hauptgerät geworden ist, steigt die Nutzungszeit immer weiter. 2,6 Stunden sind es in Deutschland laut App Annie im letzten Jahr gewesen, Tendenz deutlich steigend. Das ist aber immer noch nur die Hälfte des Spitzenreiters: 5,2 Stunden sind Indonesier jeden Tag am Smartphone - im Durchschnitt. Sollten die Geräte dann mehrere Tage aushalten, müsste man den Akku schon einmal komplett neu erfinden.

Smartphone-Technik: Die Akku-Revolution ist längst da - nur anders als wir wollen

Schneller ist leichter

Oder man sorgt eben dafür, dass er erheblich schneller gefüllt ist. Noch ist die 200W-Turbo-Ladung auch bei Xiaomi im experimentellen Stadium, ein konkretes Gerät oder gar einen Verkaufsstart gibt es noch nicht. Der Konzern ist zudem nicht der einzige, der mit Turboladung experimentiert. Geräte mit einem 60W-Netzteil sind längst im Handel, der Prozessor-Riese Qualcomm, dessen Chips in nahezu jedem Android-Gerät stecken, entwickelt gerade ein 100W-Modell. Die technologische Leistung dahinter ist enorm. Würde man ältere Modelle an solch potente Netzteile anstöpseln, würde man wohl eine Überhitzung und damit möglicherweise eine Explosion riskieren. So, wie es beim legendären Samsung Galaxy Note 7 immer wieder vorkam. Trotz erheblich langsamer Ladeleistung.

Die Hersteller haben daher längst begonnen, den Ladevorgang selbst zu optimieren. Dabei entwickeln sie ganz eigene Technologien, die dann oft mit anderen Netzteilen gar nicht funktionieren. Wieso das so ist, zeigt der Xiaomi-Clip. Der erlaubt nämlich auch einen kleinen Einblick, wie die Rekord-Ladung funktioniert. Mit einem Stromverbrauchszähler wird der Verbrauch während jeder Ladephase sichtbar. Die ersten 10 Prozent werden noch vorsichtig ins Gerät gespeist, dann geht es rasant auf die Spitzenleistung von nahezu 200 Watt. Sobald 50 Prozent erreicht sind – nach gerade einmal etwa drei Minuten – wird auf 150 Watt reduziert, die letzten 25 Prozent werden nur noch mit 40 Watt übertragen. Das schont den Akku und vermeidet eine zu hohe Dauerbelastung.

Sollte die Ladung in einstelliger Minutenzahl demnächst beim Kunden ankommen, würde das den Bedarf an erheblich längeren Laufzeiten schon drastisch reduzieren. Zumindest, wenn man für ein paar Minuten in der Nähe einer ordentlichen Steckdose sein kann.  Der Traum vom Dauerläufer wird aber alleine wegen der für die Langstreckenfahrten benötigten Reichweiten für E-Autos nie ganz verschwinden. Daher experimentieren Wissenschaftler immer wieder mit neuen Materialien, erhoffen die nächste Akku-Revolution. Auch Huawei Smartphone-Chef Richard Yu gab schon 2017 zu, dass das schnelle Laden nur eine Notlösung ist, bevor ein Durchbruch für erheblich längere Laufzeiten sorgt. "Das wäre ein Gamechanger", sagte er damals im Gespräch mit dem stern. "Wir arbeiten daran, aber wir sind leider noch nicht soweit. "  

Quellen:Xiaomi, Ars Technica, App Annie

Lesen Sie auch: 

Die Gefahr von Akkus im Hausmüll: "Es ist ein Wunder, dass noch keiner zu Tode kam"

Diese Frau lud ihr Smartphone falsch auf - und verlor deshalb 33.000 Fotos

40 Prozent Ladung in 20 Sekunden: Sind ungeordnete Salze die Lösung für unsere Akku-Probleme?

94-jähriger Erfinder der Lithium-Ionen-Batterie erfindet neuen Super-Akku

Kotzfrucht: Wissenschaftler entwickeln neuen Akku aus Abfällen der Durian


Mehr zum Thema


Wissenscommunity


Newsticker