Akkuguide
| Einleitung: |
Bis Anfang der 1990er Jahre wurden Airsoftwaffen entweder mit Gas oder Federdruckantrieb betrieben. Nach siebenjähriger Entwicklungszeit
brachte die Firma Tokyo Marui aus Japan dann die erste elektrisch betriebene Airsoftwaffe in Form des französischen FAMAS-Sturmgewehrs
auf den Markt. Ab diesem Zeitpunkt war der Siegeszug der AEGs nicht mehr aufzuhalten.
Zunächst ein kurzer Ausflug in das deutsche Waffengesetz (WaffG): aufgrund der geltenden Gesetzeslage sind elektrisch betriebene Airsoftwaffen in Deutschland in zwei Kategorien zu unterscheiden: alle Airsoftwaffen mit einer Energie <0,5 Joule sind im Sinne des Gesetzes Spielzeug und dürfen daher neben der Einzelschussfunktion (SEMI) auch vollautomatisch oder in Feuerstößen schießen. Daher wird der im Ausland meist allgemein gebräuchliche Begriff „AEG“ (wenn von elektrischen Airsoftwaffen gesprochen wird) in Deutschland meist nur bei Modellen unter 0,5 Joule angewandt. Die zweite Kategorie stellen die elektrisch betriebenen Airsoftwaffen mit einer Energie >0,5 Joule (bis max. 7,5 Joule) dar. Diese sind im Sinne des WaffG „Freie Waffen“ und dürfen erst ab einem Mindestalter von 18 Jahren erworben werden. Zudem ist die Schussfunktion bei dieser Art Modellen auf den Einzelschuss reglementiert. Daher spricht man bei diesen Modellen von S-AEGs, also Semi-Automatic-Electric-Guns. Diese Begrifflichkeit wird man fast ausschließlich in Deutschland nutzen, da die meisten europäischen Länder eine solche Regelung nicht kennen. Nach diesem kleinen Ausflug in die Welt des Rechtlichen wollen wir nun wieder zurück zum eigentlichen Thema kommen: Akkus im Airsoft. Eine der häufigsten Fragen ist u.a. „Welchen Akku kann ich in meiner Airsoft nutzen“? Um dieser Frage eine fachlich korrekte Antwort geben zu können soll dieser Guide eine Hilfestellung sein, um den passenden Akku auszuwählen. Darüber hinaus enthält er auch weitere Informationen bezüglich der Lagerung, bei der es besonders bei LiPo Akkus einige Dinge zu beachten gilt, sowie dem Ladevorgang. |
| Gliederung: |
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1. Grundlagen 2. Steckverbindungen 3. Akkuarten (NiCd, MiMh, LiIon, LiFePo, LiPo) 4. Bauformen 5. Laden & Lagerung a. Ladegeräte b. Ladezeiten c. Sichere Lagerung 6. Mythos Memory Effekt 7. Fazit |
| 1. Grundlagen: |
Jeder Akku verfügt über drei Werte, die dessen Leistungsfähigkeit beschreiben. Diese sind in aller Regel direkt auf dem Akku als
Aufkleber vermerkt oder können der Artikelbeschreibung im Shop entnommen werden:
Die Spannung, angegeben in Volt (V), kann als die „Kraft-Komponente“ bezeichnet werden. Je höher die Spannung eines Akkus ist, desto schneller wird ein Schussvorgang in einer (S)AEG durchlaufen. Prinzipiell ist damit auch die Nutzung stärkerer Federn möglich, hier gilt jedoch auch die Leistungsfähigkeit des Motors zu beachten (dieser kann bei zu starken Federn an seine Leistungsgrenze kommen und erhitzt sich somit). Die Kapazität, gemessen in Milliamperestunden (mAh), gibt einfach gesagt an, wie viel Strom im Akku selbst gespeichert werden kann und gibt somit Auskunft über die Nutzungsdauer. Je höher der Wert, umso länger kann der Akku benutzt werden, bis er wieder aufgeladen werden muss. Die Kapazität wird durch die Baugröße der Zellen begrenzt und diese variiert je nach Akku-Art: eine LiPo-Zelle ist somit bedeutend kleiner als eine NiMh-Zelle, bei gleicher Kapazität. Der Entladestrom, angegeben über den C-Koeffizienten (C), steht für die Restkapazität und die Zeit, in der ein konstanter Entladestrom abgegeben werden kann. LiPos für den Airsoft-Bereich sollten mindestens über einen Entladestrom von 25C verfügen, um so den Stromspitzen beim Andrehen des Systems standzuhalten. Anzumerken ist zudem auch, dass der C-Wert auf dem Akku keinesfalls die Nenngröße für den Ladestrom ist (dazu unter Punkt 5 mehr). Heute gibt es ein gigantisches Angebot an Akkus, sodass die Wahl des richtigen Modells schwerfallen kann. Neben der reinen Akku-Wahl spielt zudem auch eine Rolle, ob das System meiner (S)AEG überhaupt für den entsprechenden Akku geeignet ist. So sollte vorab geprüft werden, welche Akkus ich in meiner Airsoft nutzen kann, gerade dann, wenn ein MOSFET oder ein EFCS verbaut ist. Veraltete Systeme, welche ausschließlich mit einer normalen Switch Unit ausgestattet sind, können prinzipiell mit jedweder Art von Akku betrieben werden, jedoch ist zu beachten: je höher die Spannung des genutzten Akkus, desto höher der Verschleiß in Form von Verkohlung, an den Kontakten der Switch Unit. |
| 2. Steckverbindungen: |
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Lange Zeit waren an Airsoftwaffen serienmäßig sind die sogenannten Tamiya Steckverbindungen verbaut. Diese gibt es in einer kleinen (meist
hellgrün) und einer großen Ausführung (meist weiß). Ursprünglich stammen diese Anschlüsse aus dem Modellbau/RC Bereich. Für NiCd und
NiMh Akkus sind diese von der Belastung her vollkommen ausreichend. Die Kabel werden hier mit einer speziellen Zange auf Metallstifte
„aufgecrimpt“ (gequetscht), welche dann über einen Widerhaken in eine Plastikbuchse gesteckt werden. Dieser Aufbau ist sehr störanfällig, vor
allem wenn man die Stecker unsachgemäß am Kabel zieht.
Mittlerweile verfügen zahlreiche Modell bereits ab Werk über den sogenannten DEAN/T-Stecker. Dieser zeichnet sich zum einen durch eine kompaktere Bauform aus (dadurch ist das Verstauen des Akkus bei geringem Platz in der Waffe einfacher) und hat einen erheblich geringeren Innenwiderstand, weil diese Stecker direkt mit den Kabeln verlötet werden, was wiederum weniger störanfällig ist. Den DEAN/T-Stecker gibt es zudem auch in einer kleineren „Mini-DEAN“-Bauweise. Dieser ist vor allem bei AEPs und den dazugehörigen LiPo Akkus verbaut, da aufgrund des begrenzten Akkuplatzes nur wenig Raum für die Unterbringung von Akku und Kabelage zur Verfügung steht. Bei LiPo Akkus findet sich zusätzlich neben dem reinen Akkuanschluss noch ein sogenannter Balancer-Anschluss (JST-EH Stecker). Dieser wird ebenfalls beim Ladevorgang an das Ladegerät angeschlossen und dient der gleichmäßigen Aufladung jeder Zelle. 
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| 3. Akkuarten: |
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NiCd (Nickel Cadmium) Akkus sind die ältesten bei (S)AEGs verwendeten Akkus und sind durch den Verbau des hochgradig umweltgefährdenden
Cadmiums seit dem 31.12.2016 nicht mehr in der EU erhältlich.
Die Akkuzelle eines NiCd Akkus verfügt über eine Spannung von 1,2V, im Ladezustand sollte die Spannung zwischen 1,4 und 1,65V liegen. Die Entladeschlussspannung bei etwa 0,8 bis 0,9V. Diese Werte sind besonders bei Lade- und Entladevorgängen zu beachten, da es bei Überladung (>1,65V pro Zelle) oder Tiefenentladung (<0,8V pro Zelle) zur Beschädigung des Akkus kommen kann. Die NiCd Akkus zeichnen sich zum einen durch die Möglichkeit der Abgabe sehr hoher Ströme aus (durch sehr geringen Innenwiderstand), sind kälteunempfindlich und eine relativ geringe Selbstentladung. Der Nachteil liegt, wie auch bei NiMh Akkus, beim sogenannten „Memory-Effekt“: hierbei scheint der NiCd Akku den letzten Ladestand seiner Zellen zu speichern. Das bedeutet praktisch: nutzt man die Kapazität des NiCd Akkus dauerhaft nur bis zur Hälfte, speichert der Akkus dies für sich ab und lässt sich zunehmend bei weiteren Ladevorgängen nur noch bis zur Hälfte aufladen. Die Kapazität eines NiCd Akkus geht somit mit jedem Ladevorgang etwas verloren. Zudem ist zu beachten, dass NiCd Akkus durch die Abgabe hoher Stromflüsse ineffizient sind und zugleich eine sehr große Bauform haben, somit für einige Modelle allein deshalb nicht nutzbar sind. NiMh (Nickel Metall Hydrid) Akkus entsprechen vom Aufbau her den NiCd Akkus (1,2V pro Zelle), enthalten jedoch Nickelmetallhydrid anstelle des Schwermetalls Cadmium. Dieses hat, neben dem Umweltaspekt, einen weiteren Vorteil: bei gleichbleibendem Volumen ergibt sich eine höhere Kapazität (Beispiel: NiCd Akku mit den Abmessungen (L x B x H) 15 x 3 x 2 cm hat 1000mAh, ein NiMh Akkus kommt auf 1500mAh). Die Selbstentladung ist bei NiMh Akkus höher als bei NiCd Akkus. Sie liegt bei ca. 30% pro Monat, seit 2006 gibt es jedoch auch selbstentladungsarme Akkus, bei denen dann das Niveau von NiCD Akkus von ca. 15% pro Monat erreicht wird. Ein weiterer Nachteil ist der höhere Innenwiderstand, welcher sich durch ein langsameres Ansprechverhalten einer (S)AEG bemerkbar macht. Dieser Nachteil kann jedoch durch eine Erhöhung der Zellenanzahl und damit der Spannung wieder wett gemacht werden, hat damit im gleichen Zuge aber auch die Vergrößerung des Akkupacks zur Folge. NiMh Akkus sind temperaturempfindlicher als NiCd Zellen, welche bei Minusgraden bedenkenlos eingesetzt werden können, während NiMh Akkus nicht unterhalb des Gefrierpunkts geladen oder benutzt werden sollten. Auch Temperaturen jenseits von 30° können dem NiMh Akku schaden. NiMh Akkus sollten nicht zu schnell geladen werden, da diese sich sonst zu stark erwärmen, auch sind NiMh Akkus empfindlicher als NiCd Akkus, was das Überladen und Tiefentladen betrifft. LiIon (Lithium Ionen) haben einen deutlich höheren Innenwiderstand als NiMH und NiCd Akkus und sind allein daher für Airsoft-Bereich nicht geeignet, da man diese Akkus aufgrund der hohen Stromflüsse beim Anlaufen des Systems (andrehen des Motors) in relativ kurzer Zeit beschädigen würde. LiFePo (Lithium Eisen Phosphat) Akkus enthalten ein flüssiges Elektrolyt und haben einen erheblich niedrigeren Innenwiderstand als LiIon Akkus, was sie für Hochstromanwendungen wie im Airsoft-Bereich prädestiniert. Sie sind ein optimaler Kompromiss zwischen NiMh und LiPo Akkus. Einer der größten Vorteile ist die Möglichkeit, hohe Ladeströme nutzen zu können und damit die Ladezeit erheblich zu verringern: 3C sind problemlos möglich (bei LiPo max. 1C), sodass z.B. ein 1000mAh LiFePo in 20-30 Minuten auf 95% seiner Kapazität geladen werden kann. Außerdem haben LiFePo Akkus eine lange Lebensdauer im Vergleich zu NiCd und NiMh (gemessen an der Anzahl der Ladezyklen). Daran anschließend ist zu erwähnen, dass LiFePo Akkus keinen Memory-Effekt haben. Die Selbstentladung liegt bei ca 3-5% pro Monat, die Akkus können daher in jedem Zustand (außer vollständig geladen und vollständig entladen, optimal sind 70% der Kapazität) gelagert werden. Ein Nachteil liegt in der Temperaturempfindlichkeit von LiFePo Akkus: je kälter, desto stärker werden Spannung sowie die Kapazität beeinträchtigt. Der größte Nachteil von LiFePos ist allerdings die geringe Energiedichte: die Akkus sind im Vergleich zu z.B. LiPos größer (bei gleicher Leistung) was den Einsatz bei Airsoft Waffen etwas einschränkt. Aufgrund der Nennspannung von 3,3V pro Zelle kann es zudem sein, dass ein 9,9V LiFePo Akku in einer Airsoftwaffe zu schwach, die nächst höhere Spannung von 13,2V jedoch zu hoch für das MOSFET/EFCS ist (bei Airsoftwaffen mit verbautem EFC-System vorab geprüft werden, ob dieses überhaupt für LiFePo Akkus ausgelegt ist). LiPo (Lithium Polymer) Akkus sind die Weiterentwicklung der LiIonen Akkus und heutzutage der Standard im Airsoftbereich. Im Unterschied zu den LiIonen Akkus wird hier ein fester Elektrolyt verwendet, wodurch ein Gehäuse um den Akku nicht mehr notwendig ist. Dadurch sind die Akkus nicht nur leicht, sondern können auch in fast jeder beliebigen Form hergestellt werden. Eine Zelle eines LiPo Akkus verfügt über eine Nennspannung von 3,7V pro Zelle, bei vollständiger Aufladung bis zu 4,2V pro Zelle, sowie bei 3,7V/Zelle im Storage-Zustand. LiPos haben den Vorteil, dass sie eine hohe Spannung gleichmäßig über einen langen Zeitraum bereitstellen können. Während bei NiMh und NiCd Zellen die Spannung relativ schnell abfällt, ist diese bei LiPo Zellen bis zum Schluss nahezu konstant. Dies gilt auch für die Selbstentladung, die bei LiPo Akkus sehr gering ist. Der große Nachteil der Zellen liegt in deren Empfindlichkeit, sowohl gegen Überladung (>4,3V/Zelle) und Tiefentladung (<3,2V/Zelle), sowie gegen Hitze, Kälte, Stöße und Kurzschlüsse. Mit sinkender Temperatur nimmt der Innenwiderstand der Zellen zu. Da unterschiedlich geladene Zellen einen LiPo Akku schnell zerstören können, sind diese in der Regel mit einem Balancer-Anschluss versehen. Über diesen können hochwertige Ladegeräte den Ladestrom gleichmäßig auf die Zellen verteilen. Von einem Laden des Akkus ohne Balancer ist dringend abzuraten! Einen falsch geladenen Akku erkennt man hier leicht daran, dass dieser seine Form verändert und sich mit der Zeit aufbläht. Da LiPo Zellen im Gegensatz zu anderen Akkutypen kein Gehäuse besitzen, kann hier ein leichtes kokeln des Akkus durch Überladen, aufgrund der ungehinderten Frischluftzufuhr, zu einem schwerwiegenden Brand führen. Es ist daher anzuraten LiPo Akkus in einer speziellen Ladetasche aus feuerfestem Material und zusätzlich auf einem feuerfesten Untergrund zu laden. Um einer Tiefentladung vorzubeugen, gibt es sog. LiPo - Warner, welche die Spannung des Akkus überwachen und den Akku bei einer Zellenleistung von unter 2,9V abschalten sowie ein akustisches oder optisches Signal an den Benutzer abgeben, um einer Beschädigung des Akkus vorzubeugen. Diese werden einfach auf den Balancer-Anschluss des Akkus aufgesteckt und überwachen so die Spannung des Akkus. Bei Airsoftwaffen mit einem EFC-System ist ein solcher LiPo – Warner mittlerweile zumeist nicht mehr von Nöten, da diese Systeme selbst über eine Abschaltfunktion verfügen und eigens erkennen, wenn die Spannung des Akkus unter einen entsprechenden Wert fällt. Dies wird im Fall des BEGADI CORE EFCS durch kurze Vibration des Motors signalisiert, bei anderen Systemen kann man diese Funktion individuell einstellen, ab wann das System ein Warnsignal ausstoßen soll. Eine LiPo Zelle sollte bei längerer Lagerung mit 3,7 – 3,9V pro Zelle geladen sein, die maximale Spannung von 4,2V je Zelle darf nicht überschritten werden. LiPo Akkus sollten mit maximal 1C geladen werden, das bedeutet, dass ein 1200mAh Akku mit maximal 1,2 A Ladestrom geladen werden sollte – weniger ist immer besser und keinesfalls schlechter. So kann man den oben beschrieben Akku auch mit 0,6A laden, lediglich die Dauer des Ladevorgangs verlängert sich. Hierbei wird zudem deutlich, wie wichtig es ist ein entsprechendes Ladegerät für das Laden eines LiPo Akkus zu nutzen, um so eine Überladung und einer damit, im schlimmsten Fall, einhergehenden Explosion des Akkus vorzubeugen. Ein LiPo ist NIEMALS direkt über ein Netzteil an der Steckdose zu laden! Wenn folgende Sicherheitsregeln beachtet werden, sind LiPos nicht gefährlicher als herkömmliche Batterien:
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| 4. Bauformen: |
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Neben den Akkuarten kann man auch zwischen unterschiedlichen Bauformen der Akkus unterscheiden.
Während NiCd und NiMh in ihrer Bauform weniger variabel sind, gibt es LiPo Akku in fast allen Bauformen, was sie umso mehr für den Airsoft-Bereich prädestiniert. Theoretisch kann man jede Bauform von Akku an jede Airsoft anschließen und diese damit betreiben. Man sollte jedoch den für sein Modell am besten passenden und zu verstauenden Akku nutzen, denn wer möchte schon, dass der Akku während des Spiels an der Seite der Waffe umherbaumelt. Daher lohnt es sich den Akkuplatz in seinem Modell grob auszumessen und sich so auf die Suche nach dem passenden LiPo zu machen. Ein kleiner Tipp hierzu: man sollte beim Messen immer ein wenig Toleranz mit einplanen, da zu dem Akku auch noch die Anschlüsse und die Kabel zu verstauen sind. Im folgenden Bild zeigen wir die aktuell gängigsten Bauformen von LiPo Akkus für den Airsoft-Bereich:
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| 5. Laden & Lagerung: |
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Die Frage nach dem richtigen Ladegerät könnte man in einem extra Guide beantworten, denn auch hier ist die Auswahl mittlerweile enorm angewachsen.
Bis heute findet man im Lieferumfang einiger Modelle bereits einen Akku und ein einfaches Ladegerät mit inbegriffen. Diese sind zumeist allenfalls für einen ersten Test der Airsoft ausgelegt, für den dauerhaften Spielspaß sollte man jedoch auf hochwertige Modelle zurückgreifen. Das hat mehrere Gründe: zum einen verfügen diese einfachen Ladekabel (denn Ladegeräte sind dies in der Regel nicht) über keinerlei Abschaltungsfunktion, d.h. bei Unaufmerksamkeit oder falscher Berechnung der Ladezeit kann es schnell zur Überladung kommen. Weiterhin verfügen diese Modelle über keine Entladefunktion, um z.B. einen LiPo in den sogenannten Storage-Modus (ca. 70% der maximalen Kapazität) zu bringen. Weiterhin verfügen diese Ladekabel über keine Balancer-Funktion, was einem LiPo nachhaltig Schaden zufügt und diesen auf kurze Sicht unbrauchbar macht. Daher bietet es sich an ein Ladegerät zu nutzen, das neben den o.g. Funktionen auch über Speicherfunktionen verfügt, d.h. man kann Ladeprogramme für seine unterschiedlichen Akkus einrichten und diese abspeichern. Darüber hinaus verfügen diese Ladegeräte über Funktionen, wie:
Die Anschaffung eines solchen Ladegerätes mag anfänglich hochpreisig wirken, zahlt sich jedoch schnell durch die o.g. Punkte aus, welche erheblich zur Sicherheit und Langlebigkeit eines Akkus beitragen. Ein entsprechendes Ladegerät kostet in etwa zwischen Kann man NiCd und NiMh Akkus ohne Bedenken offen lagern, gestaltet sich dies vor allem bei LiPo Akkus deutlich anders. Durch die verwendeten Materialen in einem LiPo Akku kann es während eines Ladevorgangs oder durch Beschädigungen im Inneren zu chemischen Reaktionen kommen was dazu führt, dass der LiPo sich aufbläht, giftige Dämpfe austreten und im schlimmsten Fall Feuer fängt, gar explodiert. Um somit im Extremfall Fälle das Ausmaß eines Brandes etc. zu minimieren, sollten LiPo Akkus in einem LiPo – Bag geladen, transportiert und auch gelagert werden. Diese LiPo – Bags bestehen aus einem flammhemmenden Material und sind eine dankbare Investition in die sichere Aufbewahrung von Akkus. Es gibt sie in unterschiedlichen Formen und Größen, ganz nach Bedarf. 
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| 6. Mythos Memory Effekt: |
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Der sogenannte Memory Effekt wurde von NASA Mitarbeitern entdeckt. Diese stellten fest, dass ein NiCd Akku, den sie in einem Satelliten
installiert hatten, nach einem Erdumlauf immer nur noch so viel Kapazität hatte, wie während des vorherigen Erdumlaufs verbraucht und
wieder geladen wurde.
Hierbei handelte es sich jedoch um eine alte Bauform eines NiCd Akkus, mit gesinterten Elektroden. Diese Bauart wurde bis in die 90er Jahre benutzt und inzwischen ist dieser Effekt aber auch bei NiCd Akkus nicht mehr so hoch wie damals. Der Memory Effekt kann durch mehrmaliges Laden und Entladen bis zur Entladeschlussspannung (kein Tiefentladen) rückgängig gemacht werden (sogenanntes Cyceln), dies geht jedoch natürlich auf Kosten der nutzbaren Ladezyklen NiMh Akkus haben keinen Memory Effekt, jedoch kann es hier durch unvollständiges Entladen vor dem Wiederaufladen zum sog. Batterieträgheitseffekt kommen. Dieser setzt nicht die Kapazität herab, sondern die abgegebene Spannung während des Entladens. Genau wie der Memory Effekt kann der Batterieträgheitseffekt durch mehrmaliges Laden und Entladen rückgängig gemacht werden, auch hier auf Kosten der nutzbaren Ladezyklen. Lithium Akkus verwenden komplett andere Materialien und bleiben daher von beiden Phänomenen verschont. Entsprechende Regenerationsprogramme oder Ladetechniken sollten daher bei Lithium Akkus auf keinen Fall verwendet werden, da diese dem Akku nur schaden und in keinem Fall nutzen können! |
| 7. Fazit: |
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Abschließend kann man eindeutig sagen, dass LiPo Akkus die erste Wahl für den Airsoft-Bereich sind. Sie zeichnen sich durch ihre konstante
Leistungsfähigkeit, vielseitige Bauweise und geringe Selbstentladung aus. Der Ladevorgang sollte mit einem entsprechenden Ladegerät
ausgeführt werden und die Lagerung in einem feuerfesten Behältnis, zusätzlich zum LiPo-Bag.
Sollten weiterhin Fragen bezüglich der richtigen Akku-Wahl oder dergleichen auftreten, dann sind wir wie gewohnt per E-Mail für euch erreichbar - unser Kundensupport wird sich schnellstmöglich um euer Anliegen kümmern. Stand: 06/2022 |
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