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Angler, die ihren Fischfinder mobil einsetzen möchten, brauchen einen Energielieferanten – sprich eine Batterie oder einen Echolot-Akku. Belly-Boot-Besitzer und solche mit einem Elektrobootantrieb ebenfalls. Welcher Akku für welches Echolot und welche Ausrüstung am besten geeignet ist, darüber kursieren unterschiedliche Meinungen. Die einen schwören auf die konventionelle (aber schwere Bleitechnik), die anderen setzen auf moderne (aber teure) Lithium-Varianten. In diesem Beitrag

  • stellen wir die unterschiedlichen Versionen vor,
  • erklären die Vor- sowie Nachteile der einzelnen Lösungen
  • und testen darüber hinaus drei Akku-Kandidaten für das mobile Echolot-Angeln in der Praxis.

Inhaltsverzeichnis:

  1. Die wichtigsten Auswahlkriterien für einen Echolot-Akku
  2. Starterbatterien oder Zyklen-Typen
  3. Akkukapazität und Peukert-Gleichung
  4. Akkutypen für Echolote
    1. Die Preiswerten: Bleiakkus
    2. Die Sicheren: Lithium-Eisenphosphat-Akkus (LiFePo4)
    3. Der Energiehammer: Lithium-Ionen-Akku
  5. Echolot-Akku- und -Ladegerät-Test
    1. Echolot-Bleiakku: Siga AGM plus Ladegerät Optima 2 TM420
    2. Lithium-Eisenphosphat-Akku (LiFePo4): Jubatec LiFePo4-Batterie plus Ladegerät Optima 2 TM470
    3. Lithium-Ionen-Akku (Li-ION): Rebelcell plus Ladegerät Rebelcell

Die wichtigsten Auswahlkriterien für einen Echolot-Akku

In den folgenden Kapiteln erfährst Du alles über darüber, welche Kriterien beim Kauf einer Echolot-Batterie entscheidend sind. Sowie darüber, welche Möglichkeiten es zur Stromversorgung eines Fischfinders auf dem Wasser gibt. Und welches deren jeweilige Vor- und Nachteile sind.

Hier gibt es übrigens meine Anleitung zum Echolot-Akku selbst bauen.

Starterbatterien oder Zyklen-Typen

Grob unterschieden findet man zwei einsatzbezogene Akkutypen auf dem Markt.

  1. Solche, die hohe Anfangsströme für kurze Zeit freisetzen können (Starterbatterien). Sowie
  2. andere, die für eine kontinuierliche Stromabgabe konzipiert sind (Zyklen-Typen).

Für die Einsatzbereiche beim Angeln sind Starterbatterien ungeeignet. Hier wird der zweitgenannte Akku-Typ eingesetzt. Bei der Kaufentscheidung einer Echolot-Batterie ist dies somit das erste Auswahlkriterium.

Akkukapazität und Peukert-Gleichung

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Als nächsten Punkt musst Du Dir darüber Gedanken machen, welche Kapazität der Akku haben soll. Davon hängen schlussendlich

  • seine Größe,
  • sein Gewicht
  • und seine Energiereserven ab.

Welche Akkuleistung für den Echolot-Betrieb ausreichend ist, bestimmt der Strombedarf des Gerätes in Kombination mit der Einsatzzeit. Glaubt man den Erfahrungsberichten in den einschlägigen Foren, dann kommt der Eine mit einem 7Ah-Akku (Ah = Amperestunde) aus, während der Nächste wiederum ein 18Ah-Modell für notwendig hält. Solch geteilten Meinungen sind wenig hilfreich für eine gesicherte Kaufentscheidung.

Schauen wir uns deshalb zunächst einmal den typischen Stromverbrauch eines gängigen 7-Zoll-Echolots an. Dafür haben wir für ein Lowrance HDS 7 Carbon zunächst einen mittleren Stromverbrauch von rund 0,75A (Ampere) ermittelt, wollen für unsere Überlegungen aber einen Messwert von 0,732A zu Grunde legen, weil ein Verbraucher mit konstanter Abnahme zur Verfügung steht.

Als Stromversorger für unser Rechenbeispiel soll ein 12V/7Ah AGM-Akku (Absorbent Glass Mat / absorbierendes Glasvlies) dienen. Die Kapazitätsangabe 7Ah sagt aus, dass der Stromversorger in 20 Stunden 7 Ampere Strom abgeben kann. Diese C20-Wert-Angabe ist allgemein üblich.

Damit die Akkulaufzeit von 20h erreicht werden kann, darf der Stromverbraucher demzufolge nur 7Ah : 20h = 0,35A pro Stunde abschöpfen. Dieser Wert wird als I20 bezeichnet. Unser Echolot braucht aber mehr als doppelt so viel. Sein Wert I = 0,732A würde unsere Akkulaufzeit auf 7Ah : 0,732A = 9,5h verkürzen.

Doch leider stimmt diese Zeitangabe nicht mit den Praxiswerten überein, weil wir den Peukert-Effekt nicht berücksichtigt haben. Der Wissenschaftler Wilhelm Peukert hatte nämlich schon 1879 herausgefunden, dass die Kapazität eines Bleiakkus von der Stärke des Entladestromes abhängt. Das bedeutet: Je mehr Leistung ich aus der Batterie ziehe, umso weniger Gesamtleistung habe ich zur Verfügung.

Zur näherungsweisen Berechnung dieses Effektes stellte Peukert eine Gleichung auf, mit der man die tatsächliche Kapazität des Akkus in der Praxis berechnen kann. Die Formel funktioniert allerdings nur für Werte I > I20. Ansonsten versagt sie, weil sich rechnerisch höhere Kapazitäten ergeben würden, als tatsächlich vorhanden sind. Allerdings darf der Verbrauchswert I auch nicht beliebig hoch und praxisfern angesetzt werden. Aber gehen wir einfach gemeinsam ein praktisches Beispiel durch:

  • I*t = C20* (I20/I) k-1 oder nach Zeit (t) aufgelöst t= c20*(I20/I)k-1 /I.
  • Setzen wir die Werte einmal ein: C20 = 7Ah; I20 = 0,35A; I = 0,732A; k = 1,25 (Peukert-Exponent für Bleiakkus).
  • Daraus folgt I*t = 7*(0,35:0,732)0,25 ⇒ 7*0,83155 = 5,82Ah oder für die Laufzeit t ⇒ 5,82:0,732 = 7,95h.

Nach Peukert hat unser 7Ah-Akku demzufolge bei einem Stromverbrauch von 0,732A nur noch eine Kapazität von 5,82Ah und eine Laufzeit von rund 8h statt der ursprünglichen 9,5h. Folgen wir jetzt noch der Empfehlung einen Akku nur zu 80% zu entladen, um ihn zu schonen, reduziert sich die Laufzeit von rund 8h noch einmal auf 6,5h.

Wer also nur ein paar Stündchen mit seinem 7-Zoll-Gerät angeln geht und danach den Echolot-Akku direkt wieder auflädt, ist mit einem 7Ah-Typen ausreichend versorgt. Ganztags-Anglern geht aber im Laufe des Tages mit einem solchen irgendwann das Licht – sprich der Bildschirm – aus.

Unsere Empfehlung ist deshalb: Als Richtgröße sollte man für Echolote mit 7-Zoll- Bildschirmgröße bei Bleibatterien von einem 10Ah-Typ ausgehen. Diese Größenordnung passt noch gut in eine Standard-Gehäusegröße von 151 x 92 x 52 mm, die in Echolottaschen üblicherweise eingesetzt wird. Bei den Lithium-Echolot-Batterien reicht sogar schon eine mit 8Ah.

Die verschiedenen Typen von Echolot-Akkus

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Das dritte Kriterium der Kaufentscheidung betrifft den Batterietyp selbst. Das ist neben der Frage nach den Anschaffungskosten eine der persönlichsten Entscheidungen – und sollte hauptsächlich hinsichtlich dem Einsatzbereich des Fischfinders getroffen werden.

Es lohnt sich deshalb, bei den verschiedenen Akkutypen etwas genauer hinzuschauen und die Vor- und Nachteile je nach persönlicher Gewichtung sorgfältig abzuwägen. Diese haben wir Dir deshalb in den folgenden Kapiteln übersichtlich zusammengefasst.

Die Preiswerten: Bleiakkus für Echolote

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Trotz – oder eventuell aufgrund – seiner langen Geschichte (seit 1850) hat sich der Bleiakku, ungeachtet moderner Konkurrenz, bis heute behaupten können. Die Weiterentwicklung der Technik hin zu geschlossenen Typen und lageunabhängigem Einsatz, machen ihn weiterhin auch für eine Verwendung mit dem Echolot tauglich. Die wichtigsten technischen Eigenschaften von diesem Batterietyp sind:

  • Bleiakkus verwenden Bleiplatten oder Plattengruppen als Elektroden, die unterschiedlich (positiv, negativ) gepolt sind.
  • Als Elektrolyt dient eine 37%-ige Schwefelsäure, die flüssig oder gebunden sein kann.
  • Technisch ist ein 12V-Akku aus sechs Einzelzellen aufgebaut, die eine Nominalspannung von je 2V aufweisen. Die Gesamtspannung von 12V errechnet sich also aus 6 x 2V = 12V. Je nach Hersteller können die einzelnen Zellen gegebenenfalls etwas mehr Grundspannung mitbringen, so dass sich auch höhere Werte wie z.B. 12,6V ergeben können.

Zwei Varianten der Bleiakkus sind für unseren Anwendungsbereich interessant:

Für das Echolot-Angeln kommen im Wesentlichen zwei Bleiakku-Typen in Frage. Der Blei-Gel- (SLA) und der Blei-Vlies-Akku (AGM).

  1. Der Blei-Gel-Akku (SLA): In dieser Variante wird der Flüssigkeit Kieselsäure beigesetzt, wodurch eine gallertartige Masse als Elektrolyt entsteht. Die Batterie ist vollständig geschlossen und wartungsfrei und lässt sich praktisch in jeder Lage (seitwärts, schräg usw.) als Stromlieferant einsetzen, da nichts auslaufen kann. Zudem wird auf diese Art und Weise das Problem unterschiedlicher Säurekonzentration beseitigt, welches bei einer Flüssigkeit prinzipiell nicht verhindert werden kann. Bei dieser Technik ist allerdings der Innenwiderstand höher, was jedoch nur beim Einsatz als Starterbatterie nachteilig ist. An den Leistungsdaten verändert sich dadurch gegenüber der klassischen Variante praktisch nichts.
  2. Der Blei-Vlies-Akku (AGM): Bei diesem Batterietyp wird die Flüssigkeit zwar ebenfalls gebunden, im Gegensatz zum Blei-Gel-Akku allerdings durch Glasfasermatten. Das hat den gleichen Effekt, lässt aber den Innenwiderstand unverändert. Ein AGM-Akku bringt somit alle Vorteile (Lageunabhängigkeit, Sicherheit etc.) des Gel -Typs mit – ist darüber hinaus jedoch universell einsetzbar.

Vor- und Nachteile von Bleiakkus für ein Echolot

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Ein Grund, warum viele Anwender immer noch zu einem Bleiakku greifen, ist deren sehr gutes Preis-Leistungsverhältnis. Einen 12v/7-10Ah Akku dieser Klasse bekommt man schon für rund 25€. Bei richtiger Pflege und Wartung (Lagerung, Erhaltungsladung während der Ruhemonate) arbeitet er dennoch zuverlässig und störungsfrei für mehrere Jahre.

Diesen Vorteilen steht allerdings ein sehr hohes Eigengewicht gegenüber, welches sich aus der schlechten Energiedichte ergibt. Unter der Energiedichte versteht man den Wert des Energievorrates in Megajoule pro Masseneinheit in Kilogramm. Bleiakkus liefern hier nur 0,11MJ Energie pro Kilogramm Gewicht – ein Lithium-Ionen-Akku hingegen glatt das 5-6fache.

Weitere Abstriche müssen in puncto Lebensdauer gemacht werden. Während dieser Akkutyp “nur” rund 400 Erneuerungszyklen verkraftet, können es bei Lithium-Typen theoretisch fünfstellige Werte sein. Außerdem entladen sich Bleiakkus im Ruhezustand schneller und vertragen schädliche Tiefenentladung schlecht. Letzteres trifft auf Lithium-Batterien allerdings im selben Maße zu.

Was beim Laden und Entladen eines Bleiakkus wichtig ist

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Käufer von Bleiakkus machen sich häufig nur wenige Gedanken darüber, welches Ladegerät sie einsetzen. Da kommen Billigmodelle aus fernöstlicher Produktion für ein paar Euro gerade recht. Dabei sollte man gerade bei der Auswahl des Ladegeräts besser zweimal nachdenken, was man tut und lieber ein paar Euro mehr investieren. Es lohnt sich immer ein Produkt zu kaufen, das den Stromspeicher automatisch, mikroprozessorgesteuert sowie entsprechend den Anforderungen der Batterie auflädt.

  • So sorgt z.B. die richtige Ladeschlussspannung dafür, dass der Akku vollständig aufgeladen wird.
  • Ein zyklischer Laderhythmus mit Ladepausen minimiert unerwünschte Knallgasproduktion, die für die Akkulebensdauer schädlich ist.
  • Und eine optimierte Pulsladung zum Ende des Ladevorgangs bewirkt, dass die einzelnen Zellen im Ladezustand gleichmäßiger geladen werden. Das ist wichtig, da schon eine einzige schwache Zelle den gesamten Akku unbrauchbar machen kann.
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Messtechnische Erfassung des Ladevorgangs bei einer AGM-Batterie. Das Messgerät links zeigt den konstanten Ladestrom von 0,760A an. Rechts kann der augenblickliche Spannungszustand des Akkus verfolgt werden. Der Laptop im Hintergrund zeichnet beides auf.
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Vermeide diesen Echolot-Fehler und fange 50% mehr Fisch!

Versprochen - Jeder Bootsfahrer hat ihn schon gemacht.

Ladegeräte mit mehrstufigen Ladeprozessen verlängern die Lebensdauer sowie die Anzahl möglicher Ladezyklen erheblich – und sorgen so letztlich dafür, dass die nutzbare Akkukapazität länger im wünschenswerten Rahmen bleibt. Aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten muss auch eine Tiefenentladung des Akkus zwingend vermieden werden, da schon ein einmaliger Vorgang dieser Art die Batterie ruinieren kann.

Die Tiefenentladung eines Bleiakkus beginnt, sobald die Einzelzellspannung von 2V unter einen Wert von 1,8V fällt. Das ist dann der Fall, wenn dieser um mehr als 80% entladen wird. Falls Du also möglichst lange Freude an Deinem Gel- oder AGM-Akku haben möchtest, dann solltest Du die folgenden Tipps berücksichtigen:

  • Tipp 1: Einen zyklenfesten Akkutyp kaufen.
  • Tipp 2: Ein mehrstufiges, angepasstes Ladeverfahren wählen – sprich keinesfalls am Ladegerät sparen.
  • Tipp 3: Den Akku im Betrieb nur zu 80% oder weniger entladen (vom Echolot bei Minimalspannung warnen lassen), um die Lebensdauer möglichst hoch zu halten.

Fazit: Bleiakkus für Echolote

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Bleiakkus sind preiswert, anwendungssicher und zuverlässig. Um eine möglichst effiziente Nutzung zu gewährleisten, sollte jedoch immer ein mehrstufiges Ladeverfahren angewandt werden. Nachteilig sind das hohe Gewicht und die schwache Energiedichte der Technik. Im Laufe der Jahre sind durch stetiges Austrocknen (durch Diffusion und Undichtigkeit) höhere Innenwiderstände und Kapazitätsverluste durch Sulfatierung zu erwarten. Solche können die Leistungsentnahme schnell auf 50% der nominalen Kapazität reduzieren.

Dieser Alterungsprozess wird durch Billigladegeräte zusätzlich beschleunigt. Dadurch muss die Batterie wiederum vorzeitig getauscht werden. Das ist beim niedrigen Einstandspreis zwar finanziell nicht allzu problematisch – der Umwelt aufgrund der enthaltenen Problemstoffe (Blei, Schwefelsäure) aber wenig zuträglich.

Die Sicheren: Lithium-Eisenphosphat-Akkus (LiFePo4)

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Während die Pole bei Bleibatterien aus den namensgebenden Bleiverbindungen bestehen, wird bei den Lithium-Varianten wie zu erwarten Lithium eingesetzt. Entweder für beide oder für einen der Pole – während der andere aus Eisenphosphat besteht.

Der zweite Typ wurde entwickelt, um einen hohen Grad an Sicherheit bei der Verwendung von Lithiumakkus zu gewährleisten. Reine Lithium-Typen waren anfänglich etwas in die Kritik geraten, weil sie bei starker Erhitzung Probleme verursachen konnten. LiFePo4-Akkus verwenden Zellen mit einer Einzelspannung von 3,2 – 3,3V. Für einen 12V-LiFePo4-Akku braucht man also vier Zellen und erreicht damit (je nach verwendetem Zelltyp) eine Nominalspannung von 12,8 – 13,2V.

Energieeffizienz von LiFePo4-Batterien

Bei den für uns Angler relevanten Einsatzmöglichkeiten ist die Energieeffizienz eines Echolot-Akkus von besonderer Bedeutung. Der Nutzungsgrad von Bleibatterien liegt nur bei ca. 80% eines Ladezyklus, während LiFePo-Batterien immerhin auf 92% kommen.

Außerdem können diese den Ladezustand über einen sehr langen Zeitraum halten, während die Bleivertreter schnell an Effizienz verlieren. Liegt der Ladezustand einer Bleibatterie z.B. nur noch bei 80%, sinkt der Energienutzungsgrad scho auf lediglich 50% – sprich die Kapazität des Akkus hat sich bereits halbiert. Eine LFP-Batterie hingegen hat selbst in einem flachen Entladezustand immer noch einen Energienutzungsgrad von 90%.

Das hat in der Praxis zur Folge, dass Du einen nominell schwächeren LiFePo4-Akkus einsetzen kannst, um die gleiche Leistungsreserve zu haben, wie bei einem deutlich stärkeren Bleivertreter. Darüber hinaus verlängert sich die Lebensdauer erheblich.

Typische Eigenschaften von LiFePo4-Batterien

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Im Vergleich zu Bleitypen muss eine LiFePo-Batterie vor der Lagerung nicht voll aufgeladen werden. Auch dann nicht, wenn sie für einen längeren Zeitraum im Regal stehen soll. Der Einsatz ist außerdem in einem breiten Temperaturbereich möglich. Beim Entladen liegt er zwischen -20° und +60°, d.h. vom Eisangeln bis hin zum Tropenfischen ist alles möglich.

Zyklenfest ist dieser Akkutyp ebenfalls, was unserem Einsatzbereich sehr entgegenkommt. Beim Gewicht kann die Lithium-Technik einen „gewichtigen“ Vorteil ins Feld führen, der den Umgang mit dieser so angenehm macht. Je nach Leistungsfähigkeit des Modells kann man bis zu 70% des Bleigewichtes einsparen. Bei höheren Kapazitäten sind es immer noch mehr als die Hälfte des Gewichtes.

Batteriemanagement (BMS)

Nun: Wo viel Licht ist, folgt natürlich auch ein wenig Schatten. Zunächst muss man wissen, das LiFepo-Zellen untereinander nie zu 100% ident sind. Das führt beim Aufladen häufig zu unterschiedlichen Ladezuständen der einzelnen Zellen. Dieser Zustand verstärkt sich außerdem fortlaufend, wenn nicht von Zeit zu Zeit der Ladezustand ausgeglichen wird.

Falls die Akkuzellen über einen langen Zeitraum „driften“ (so der Fachausdruck), können die Auswirkungen auf Dauer so extrem werden, dass trotz passender Gesamtspannung Einzelzellen durch Überladen oder Unterspannung ausfallen. Ein Zellenausgleich (Balancieren) ist daher bei LiFePo4-Akkus zwingend erforderlich.

Da beim Ladeprozess im Gegensatz zu Bleizellen jedoch kein automatischer Ausgleich stattfindet, baut man bei LiFePo4-Akkus eine Steuerelektronik ein, die diese Aufgabe erledigt. Das sogenannte Batteriemanagementsystem (BMS) sorgt für den notwendigen Zellenausgleich während des Ladevorgangs.

Neben diesem Ausbalancieren übernimmt das BMS noch weitere Funktionen, die den Akku

  • gegen Tiefenentladung (Unterspannung),
  • Überspannung (Ladestrom)
  • sowie Überhitzung schützen.

Zur Verhinderung von möglichen Schäden sollte ein BMS deshalb fester Bestandteil eines LiFePo4-Akkus sein (was es in der Regel auch ist).

Angepasstes Ladeverfahren

Verfügst Du über ein eingebautes BMS, verwendest Du einen Lader, der das sogenannte CC/CV-Ladeverfahren beherrscht und über dieses die Einhaltung der exakten Ladespannung garantiert. Dabei wird die Zelle zunächst mit konstantem Strom (z.B. 0,8A) geladen – und zwar solange, bis die Ladeschlussspannung erreicht ist. Diese liegt für LiFePo-Zellen bei 3,6 – 3,7V pro Zelle. Bei vier Zellen ergibt das folglich 14,4 -14,6 V. Diese sollten vom Ladegerät exakt eingehalten werden.

Unter Beibehaltung der Schlussspannung und mit abnehmender Stromstärke wird am Ende die Vollladung erreicht. Unterschiede zwischen den Einzelzellen gleicht ein solcher Lader mit Hilfe der Balancefunktion des BMS aus. Das geschieht durch „Vernichtung“ überschüssiger Ladung an den voll geladenen Zellen bei gleichzeitigem Weiterladen der Zellen, die noch nicht fertig angepasst sind, falls die Balancefunktion des BMS nicht mehr ausreichen sollte. Dazu jedoch mehr im Testbereich dieses Artikels.

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Darstellung des Ladevorgangs eines Lithium-Eisenphosphat-Akkus. Die Grafik zeigt dabei in grün den Verlauf der Spannungskurve bis zur Ladeschlussspannung von 14,4V an. In rot wird der Ladestrom veranschaulicht, der von konstant 0,8A nach Erreichen der LSP (14,4V) zum Ende des Ladevorgangs hin kontinuierlich absinkt.

Vor- und Nachteile von LiFePo4-Batterien für das Angeln

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Bei den Lithium-Eisenphosphat-Akkus liegen die Vorteile auf der Hand. Neben dem geringen Gewicht (ein 7Ah-Modell wiegt nur schlanke 800g) punktet dieser Akkutyp in der Praxis mit

  • hoher Energieeffizienz,
  • einem robusten Aufbau,
  • unproblematischem Innenleben,
  • einer langen Lebensdauer
  • und pflegeleichtem Handling.

Umweltfreundlich ist er zudem, da er weniger Ladestrom benötigt als ein vergleichbarer Bleiakku und darüber hinaus weitaus weniger häufig ersetzt werden muss.

Nachteilig ist lediglich der Anschaffungspreis. Rund vier Mal so viel wie für einen vergleichbaren AGM-Vertreter muss man auf den Tisch legen. Hier musst Du als Käufer letztlich entscheiden, was Dir bei Deinem Akku wichtig ist. Wer vorrangig auf den Preis schaut, muss viel Gewicht bewegen und hat nur beschränkte Energieressourcen zur Verfügung, die häufiges Nachladen erfordern.

Auf der anderen Seite ist man zwar sehr komfortabel unterwegs, muss aber den Gegenwert von vier Bleiakkus auf einmal investieren. Langfristig rechnet sich die Anschaffung eines LiFePo4-Akkus aber auf jeden Fall.

Zum einen werden beim Laden dank höherer Energieeffizienz laufend Stromkosten eingespart. Zum anderen verfügt ein solcher über eine weitaus höhere Anzahl an Ladezyklen, die rechnerisch etwa vier Ersatzbeschaffungen auf der AMG-Seite entsprechen. Unter diesen Gesichtspunkten amortisiert sich die Anschaffung eines teureren LiFePo4-Akkus spätestens ab der dritten Ersatzbeschaffung eines Bleiakkus.

Fazit: Lithium-Eisenphosphat-Akkus für Echolote

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Wie so oft liegt auch hier die Kaufentscheidung für oder gegen einen lithiumbasierten Akku in der persönlichen Gewichtung der Vor- und Nachteile. Falls Du modernste Technik haben möchtest und weniger auf den Anschaffungspreis schielst, kommst Du um einen Lithium-Akku nicht herum.

Preisorientierte Entscheidungen bei der Anschaffung müssen aber nicht grundsätzlich falsch sein. Falls die Echolot-Batterie nur wenige Male im Jahr gebraucht wird, solltest Du eine Kosten-Nutzen-Kalkulation nicht außer acht lassen. Es sei denn, ein komfortables Handling mit geringem Gewicht in Verbindung mit hohen Energiereserven ist Dir auch bei nur gelegentlichen Einsätzen wichtig.

Der Energiehammer: Lithium-Ionen-Akku

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Lithium-Ionen-Akkus sind der eigentliche Oberbegriff für alle auf Lithium basierenden Batterietypen. Diese können sich jedoch im Material der einzelnen Komponenten unterscheiden können. Je nach Zusammensetzung kann es dabei Leistungsunterschiede geben, die auf dem jeweiligen Material bzw. dessen Güte beruhen.

Wir wollen hier unter dem Begriff Lithium-Ionen-Akku nur die konventionelle Li-Ionen-Technik verstehen, die im Polbereich ausschließlich Lithium als Anoden-und Kathodenmaterial verwendet.

Eigenschaften von Li-Ion-Batterien

Konventionelle Lithium-Ionen-Zellen

  • liefern eine Nennspannung von um die 3,6V.
  • Die Ladeschlussspannung liegt bei 4,2V.
  • Die kritische Entladeschlussspannung kann man bei 2,5V ansetzen.

Ab diesem Wert setzt spätestens die schädliche Tiefenentladung ein, die unter allen Umständen vermieden werden sollte. Je nach Hersteller können die hier angegebenen Werte auch leicht abweichen.

Für einen 12V-Akku sind bei dieser Technik mindestens drei Zellen nötig. Zwar ergibt sich dann für die Nennspannung nur ein Wert von 11,1V (bei 3,7V pro Einzelzelle), aber die Bandbreite nach Vollladung liegt im Entladedurchgang voll im Toleranzbereich, den ein 12V-Verbraucher voraussetzt. Einen beispielhaften Entladeverlauf kannst Du im Testbereich weiter unten im Beitrag nachverfolgen.

Vorzüge der Lithium-Ionen-Technik

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Highlight ist die erreichbare hohe Energiedichte, die es erlaubt, kleine und sehr leichte Einheiten zu bauen. Diese werden dabei trotz ihrer geringen Abmessungen leistungsmäßig hohen Anforderungen gerecht. Für den Echoloteinsatz und das bereits genannte Standardgehäuse 151 x 95 x 65 mm sind 9 – 10Ah bei AGM-Batterien die Grenze. Auch LiFePo4-Typen kommen nicht über diese hinaus.

Mit Li-Ion-Zellen ist es allerdings möglich, auch noch 18Ah an Kapazität in dieser Gehäuseform unterzubringen. Ein solcher Akku (den wir auch im Test haben) wiegt dabei lediglich 1,1kg. Ein entsprechendes AGM-Modell ist mindestens doppelt so groß und bringt gut 5kg auf die Waage. Eine beeindruckende Gewichtseinsparung – und das bei einer gleichzeitig deutlich höheren Energieausbeute. Darüber hinaus haben sich in den letzten Jahren dank intensiver Forschungsarbeit und Weiterentwicklung die Li-Ion-Akkus in Haltbarkeit – und was noch wichtiger ist  – in puncto Sicherheit stark verbessert.

Langlebigkeit und Sicherheit

Li-Ion-Akkus standen anfänglich sehr in der Kritik, da sie durch Fehlbedienung (Überladen, Kurzschluss etc.) als Sicherheitsrisiko angesehen wurden. Im Labor konnte man diese Zustände nachstellen und nachweisen, dass Brände und Explosionen möglich waren. Das führte zur Gefahrguteinstufung von Lithium-Akkus und bewog uns Angler, vorsichtshalber auf die als sicher angesehene LiFePo4-Technik zurückzugreifen.

Mittlerweile sind diese Vorbehalte aber vom Tisch, da die modernen Modelle technisch ausgereifter sind und zudem hinreichend (z.B. durch Schutzschaltungen) abgesichert werden. Diesbezüglich sollte es also keine Zurückhaltung mehr beim Einsatz als Echolot-Batterie geben.

Ein zweites Problemfeld von Li-Ion-Akkus war früher deren begrenzte Lebensdauer. Man geht hier heutzutage nicht mehr von einem kalendarisch festgelegten Datum aus, sondern kann sich auf die zu erwartenden Ladezyklen stützen. Diese können sich bei guter Pflege durchaus in der Größenordnung von 1500 – 5000 bewegen.

Da deren maximal erreichbare Anzahl von verschiedenen Faktoren abhängt, hast Du es als Anwender selbst in der Hand, wie lang die Freude an Deinem Echolot-Akku währt. Abgesehen von der Akku-Qualität selbst, nehmen z.B.

  • Lager- und Betriebstemperaturen, 
  • Entlade- und Ladeströme 
  • sowie die Ladeschlussspannung 

Einfluss auf die Haltbarkeit. So sind hohe Temperaturen genauso schädlich wie sehr tiefe. Ebenso trifft das auf hohe Ladeströme (Schnellladung) zu, besonders wenn der Akku sich in einem flachen Entladezustand befindet. Flaches Laden (geringe Stromstärke) und Verbraucher, die wenig Energie im Verhältnis zur vorhandenen Gesamtkapazität entnehmen, können hingegen die Lebensdauer deutlich verlängern.

Auch mit den Entladegewohnheiten kannst Du deutlich zur Haltbarkeit beitragen. Falls Du Deinen Akku in der Regel nur zu 80% entlädst, kannst Du die Anzahl der möglichen Ladezyklen durchaus verdoppeln. Für uns Angler bedeutet das bei jeder Kaufentscheidung die Batterieleistung den Verbrauchsdaten unseres Echolotes anzupassen. Es macht demzufolge keinen Sinn ein 10-Zoll-Gerät (1,1A) mit einem 7Ah-Akku zu versorgen. Ein 5-Zoll-Modell (0,5A) mit 18Ah zu betreiben ist zwar genauso wenig schädlich – aber auf jeden Fall unwirtschaftlich.

Praxistipp: Einfache Faustregel – Verzehnfache den mittleren Stromverbrauch Deines Echolotes. Das sollte die Mindestkapazität des Li-Akkus sein. Als kurzes Rechenbeispiel: i = 0,8Ah c20 = 0,8*10 = 8Ah.

Laden und Entladen

Das Ladeverfahren ist das gleiche wie bei den LiFePo4-Akkus schon beschrieben. Zunächst wird mit konstantem Strom geladen bis die Ladeschlussspannung erreicht wird, dann wird unter Beibehaltung der Spannung bei abnehmender Stromstärke die Vollladung erreicht. Die Ladeschlussspannung liegt bei 4,2V. Bei 3 Zellen sind das demnach 12,6V bzw. 16,8V bei vier.

Das CC/CV-Standardladeverfahren reicht in der Regel aus. Vorsicht ist lediglich geboten, wenn der Akku zu stark entladen wurde. Hier sollte das Ladegerät in der Lage sein, stufenweise (d.h. anfänglich mit kleineren Werten als den normalen Ladestärken) zu arbeiten, um die Zellen nicht zu schädigen. Höherwertige Lader haben ein solcherart angepasstes Ladeverhalten normalerweise im Programm. Das erhält die vorhandenen Energieressourcen und schützt die Zellen vor vorzeitiger Alterung.

Alle im Testteil dieses Beitrags vorgestellten Akkutypen zeigen in der Praxis ein schnelles Absinken der Spannungswerte von der Ruhespannung (die nahe der Ladeschlussspannung liegt) hin zur Nennspannung, die im Fall von Lithium-Ionen-Echolot-Batterien bei 3,6 – 3,7V pro Einzelzelle liegt. Diese sind danach für einen langen Zeitraum stabiler im Spannungsabfall, der erst wieder stärker ansteigt, sobald es dem Kapazitätsende zugeht. Die Grenzwerte beginnen etwa bei 2,9V pro Zelle – alle Werte unterhalb von 2,5V schädigen den Akku bereits dauerhaft.

Hinzu kommt, dass die Entladeschlussspannung keinen fixen Wert darstellt, sondern früher eintreten kann, falls die Entladeströme vergleichsweise hoch sind. Ein Effekt, der als Nebenprodukt der Peukert-Erkenntnis zur Kapazitätsveränderung bei hohen Entladeströmen, anzusehen ist. Insofern ist es ratsam, den Akku schon beim Erreichen der noch sicheren 3V-Grenze vom „Netz“ zu nehmen.

Tipp: Den Akku vorsichtshalber nur bis zu einer Ladeschlussspannung von 3V pro Zelle (9V bei drei Zellen, 12V bei vier Zellen) entladen.

Schutzschaltung (BMS)

Die elektronische Absicherung eines Li-Ion-Akkus durch eine BMS-Schaltung ist heute durchwegs Standard. Sie soll den falschen Umgang mit den empfindlichen Materialien ausschließen. Das erhöht die Sicherheit und schützt den Anwender vor größeren Schäden. Sogar im Falle von möglichen Fehlbedienungen. BMS-Schaltungen verhindern

  • Überladen,
  • Unterspannungen (Tiefenentladung),
  • sowie thermische Überlastung.
  • Außerdem übernehmen sie den Zellenausgleich beim Ladeprozess, sodass der Einsatz dieses Batterietyps weitestgehend unproblematisch ist.

Gleichwohl sind solche Schutzschaltungen immer eine Art Notsicherung, die Du nicht ausreizen solltest, falls Dir die pflegliche Behandlung Deines Echolot-Akkus ein Anliegen ist. Hier bist Du auf der sicheren Seite, wenn Du im „grünen Bereich“ bleibst. Bei unseren Tests (weiter unten in diesem Beitrag) haben wir an den aufgezeichneten Entladekurven einmal herausgearbeitet, wie der pflegliche Umgang mit einem solchen aussehen kann. Dort sind unsere Überlegungen im Einzelnen nachzulesen.

Vor- und Nachteile von Lithium-Ionen-Akkus für ein Echolot

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Auch noch auf den zweiten Blick wären Li-Ion-Akkus für die Echolotstromversorgung das Gelbe vom Ei, wenn da nicht die Anschaffungshürde im Wege stünde. Denn diese sind im Vergleich zur Standardware AGM-Blei (oder auch den LiFePo4-Modellen) verhältnismäßig teuer. Andererseits bieten sie

  • mit ihrer hohen Energiedichte bei niedrigem Gewicht,
  • ihrer Haltbarkeit,
  • ihrer Robustheit
  • sowie mit entsprechenden Ladegeräten auch mit ihrem geringen Pflegeaufwand

eine mehr als adäquate Alternative. Die Gewichts- und Leistungsvorteile gegenüber den anderen Varianten schlagen sich aber verständlicherweise im Preis nieder. Für Echolote ab 9 Zoll (mit einem mittleren Strombedarf von gut 1A), ist ein Li-Ion-Akku (z.B. die 18Ah-Variante), wegen seiner hohen Energiereserve auf kleinem Raum, jedoch ungeachtet des höheren Preises die richtige Wahl. Bis zu den 7-Zoll-Fischfindern macht auch eine LiFePo4-Batterie noch eine gute Figur. Für Bleitakkus spricht eigentlich nur noch der Preis – alles andere ist aktuell nicht mehr up to date.

Echolot-Akku- und -Ladegerät-Test

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In den folgenden Kapiteln präsentieren wir Dir die Ergebnisse unseres Echolot-Batterie- und -Ladegerät-Test. Für diesen haben wir die folgenden Modelle jeweils in Kombination mit einem passenden Ladegerät auf Herz und Nieren getestet:

  1. Bleiakku: Siga AGM 12V / 8Ah plus Ladegerät Optima 2 TM420 12V / 0,8A.
  2. Lithium-Eisenphosphat-Akku (LiFePo4): Jubatec LiFePo4-Batterie 12V / 8Ah plus Ladegerät Optima TM470 12V / 0,8A.
  3. Lithium-Ionen-Akku (Li-ION): Rebelcell Lithium-Ionen-Batterie 12V / 18Ah plus Ladegerät Rebelcell 12,6V / 4A.

Eine der wichtigsten Fragen, welche wir in unserem Test klären wollten war, ob lithiumbasierte Akkus (neben ihren anderen Vorteilen und Vorzügen) bei gleicher Nenngröße auch tatsächlich länger laufen. Dies ist eine Behauptung, welche in Anglerkreisen und -foren hartnäckig ihre Runden dreht, jedoch bisher noch nicht empirisch belegt – oder auch widerlegt – worden war.

Zu diesem Zweck verwendeten wir als Vergleich einen Verbraucher, der konstant Strom in der Größenordnung von 0,732A pro Stunde aus dem Akku zog. Ein Echolot schwankt nämlich im Stromverbrauch während des Betriebes beständig. Bei einem Lowrance HDS 7 Carbon hatten wir Werte von 0,68A bis 9,45A gemessen, wobei die hohen Werte nur beim Systemstart auftraten – im laufenden Betrieb pendelten sie sich im Mittel bei ca. 0,75A ein.

Unser Verbraucher gab somit einen angepassten Wert wieder, der für die Messung bei allen Kandidaten konstant blieb und somit die Vergleichbarkeit sicherte. Auf Basis unser Messdaten können wir nun verlässliche Aussagen darüber treffen, wie sich die drei Echolot-Batterietypen in der Praxis verhalten würden, wenn sie ein 7-Zoll-Kombigerät versorgen müssten.

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Messung der Akkulaufzeit mit einem Lowrance HDS 7 Carbon. Links wird der aktuelle Entladestrom (0,776A), rechts der augenblickliche Spannungszustand des Akkus, angezeigt. Der Laptop zeichnet im Hintergrund alle Werte auf.

Alle Werte wurden mit zwei USB-fähigen Messgeräten (PeakTech und HoldPeak) aufgenommen und auf einem mit diesen verbunden Laptop kontinuierlich (15-Minuten-Intervall) aufgezeichnet. Zur besseren Übersicht geben wir an dieser Stelle aber nur die Aufzeichnungen zu den Stundenwerten wieder. Diese haben wir Dir für jedes Modell jeweils in einem anschaulichen Diagramm zusammengefasst, sodass Du rasch einen guten Überblick über das Entladeverhalten des jeweiligen Echolot-Akkus erhältst.

Echolot-Bleiakku: Siga AGM plus Ladegerät Optima 2 TM420

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Für unseren Test aus dem AGM-Lager haben wir ein preiswertes 12V / 9Ah Modell des deutschen Anbieters Siga Mannheim gewählt. Das Unternehmen verfügt über ein breit gestreutes Sortiment an Batterien für fast alle Anwendungsbereiche. Siga

  • setzt auf neueste Technik,
  • blickt auf 35 Jahre Erfahrung in der Produktion zurück
  • und wirbt mit „German Quality“.

Das Testmuster stammte aus der Phaeton-Serie, die konstruktiv auf Zyklenfestigkeit (Deep-Cycle-Typ) getrimmt ist.

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Das für diesen Teil unseres Echolot-Akku-Tests verwendete Batteriemodell: Ein Siga Phaeton AGM 12V / 9Ah in Kombination mit dem Ladegerät Optimate 2 TM420.

Der Hersteller gibt für die Batterie einen weiten Temperatureinsatzbereich zwischen -20° und +60°, sowie eine geringe Selbstentladung von < 3%/Monat an. Bei einer jeweils maximalen Entladung von 75% sollen rund 500 Ladezyklen möglich sein. Aufgebaut ist sie aus sechs Einzelzellen mit je 2,1V Nennspannung und besitzt demzufolge eine Nominalspannung von 12,6V. Als Ladeschlussspannung werden 14,6 – 14,8V angegeben. Die Verarbeitung ist einwandfrei, die wichtigsten technischen Daten einschließlich der Sicherheitshinweise sind auf dem Gehäuse aufgedruckt. 

Die Energieabnahme wird über 6,3mm Feston-Anschlüsse geregelt. Das Gehäuse entspricht den Standardabmessungen 151 x 95 x 65 mm. Das Gewicht beträgt 2,64kg (abgewogen). Für unseren Laufzeittest haben wir ein Optimate TM420 Ladegerät eingesetzt. 

Der Aufbau des Laufzeittest 

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Mit unserem Laufzeittest wollten wir herausfinden, wie lange die Batterie im Betrieb durchhält, um ein Echolotkombigerät mit einem 7-Zoll-Bildschirm zu versorgen. Um einen Vergleich zu erhalten, haben wir sie außerdem an einen Verbraucher angeschlossen, der konstant 0,732A Strom zog. In beiden Konstellationen wurden alle 15 Minuten die Spannungswerte mit einem PeakTec-Messgerät aufgezeichnet. Parallel dazu würde die Stromentnahme mit einem zweiten Messgerät kontrolliert. 

Rein rechnerisch hatte die Peukert-Formel eine theoretische Laufzeit von 10,5h ergeben. Diese konnten wir allerdings in unserem Test nicht bestätigen. Da der Hersteller die Ladeschlussspannung mit bis zu 14,8V angibt, unser Ladegerät allerdings nur 14,4V zur Verfügung stellte, kann es aber genauso gut sein, dass der Akku im Test nicht seine volle Kapazität erreichte. 

Unsere Erkenntnisse aus dem Laufzeittest

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Im vollen Ladezustand sind unter Last zu Beginn höhere Werte (hier 12,8V) als die Nominalspannung (in diesem Fall 12,6V) zu erwarten. Anders als bei Lithium-Batterien ist der Startwert aber deutlich weiter von der Ladeschlussspannung (hier 14,6V – 14,8V) entfernt. Das ist jedoch nicht verwunderlich, da sich auch die Nennspannungen der beiden Akkutypen deutlich unterscheiden: Und zwar 13,2V (LiFePo) und 12,6V (AGM).

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In diesem Diagramm siehst Du deutlich, wie in unserem Laufzeittest die Spannung mit der Zeit konstant abfiel. Und zwar von 12,8V zu Beginn bis auf 11,5V am Ende.

Typisch für die Verlaufskurve der Entladung bei Bleibatterien ist der zügige Spannungsabbau. In unserem Belastungstest hielt der Akku zwar problemlos 8h durch, die Spannung war dann aber bereits auf rund 11,5V abgefallen. Das entspricht einer Einzelzellspannung von lediglich 1,9V, die weiters darauf hinweist, dass die Tiefenentladung (ab 1,85V) nicht mehr allzu weit entfernt ist. Da Bleibatterien normalerweise keine Schutzschaltung besitzen, die sie im Zweifelsfall abschalten, ist hier durchaus Vorsicht geboten, den Akku noch weiter zu entladen.

Das Bild bestätigte sich übrigens in beiden Durchgängen. Im zweiten waren die Werte bei praktisch gleichem Anfangswert nur minimal unterschiedlich, die Verlaufskurveallerdings etwas gleichmäßiger. Der letzte Eintrag war nach 8,5 Stunden vorhanden. Eine Minute später stellte der Akku dann auch schon seine Tätigkeit ein (Anzeige -3mV).

Wir halten fest: Der Siga AGM erreichte in unserer Testkonstellation in beiden Durchgängen eine Laufzeit von rund 8h. Im praktischen Betrieb sollte er bei einem Stromverbrauch ähnlich unserer Testvorgabe darum ebenso bei rund 11,7V vom Netz genommen werden. Eine entsprechende Warnung kannst Du im Echolot einstellen. Bei kleineren Echoloten – mit geringerem Stromverbrauch – kannst Du den Wert auch etwas weiter nach unten setzen (siehe Peukert-Effekt und frühere Tiefenentladung).

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Der in unserem Echolot-Akku-Test verwendete Vertreter der Bleibatterien: Ein Siga Phaeton AGM 12V / 9Ah.

Fazit: Siga Phaeton AGM 12V / 9Ah

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Unser AGM-Testexemplar gab die von einem Bleiakku-Vertreter zu erwartenden Eigenschaften beispielhaft wider. Trotz einer Kapazität von 9Ah waren seine Laufzeiten im Test etwas unter den Erwartungen geblieben. Man muss allerdings die Möglichkeit einer ausgebliebenen Vollladung ebenso in Betracht ziehen, wie die Tatsache, dass er seine volle Leistungsfähigkeit nach 2 Ladezyklen noch nicht erreicht hatte.

Zu einem Preis von leicht über 20€ ist der Siga aber ein guter Deal, der ein 7-Zoll-Echolot für einen langen (einzelnen) Angeltag sicher versorgen kann. Für uns ist es deshalb vor allem hinsichtlich des Preis-Leistungsverhältnis auf jeden Fall eine Empfehlung wert.

Das verwendete Ladegerät Tecmate Optimate TM 420 12V / 0,8A

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Der Akkulader vom belgischen Hersteller Tecmate ist laut diesem ein Lade- und Wartungsgerät speziell für gekapselte Bleiakkus. Mehrstufiges Laden, sowie Optimierungs- und Wartungsprogramme sollen einen solchen seinen Anforderungen entsprechend laden und warten. Auch versehentlich tief entladene („leere“) Batterien können mit einem integrierten Niederspannungs-Impulsrettungsverfahren wiederbelebt werden.

Der Anbieter spricht dabei von einem vierstufigen Ladeprozess. Dieser prüft zunächst, ob eine mehr oder weniger tiefe Entladung (Einzelspannung unter 2V) vorliegt.

  1. Ist dies der Fall, wird die Stufe 1 (low voltage save) aktiviert.
  2. Danach setzt das Gerät den normalen Ladeprozess (Stufe 2) solange fort, bis die Ladeschlussspannung von 14,4V erreicht ist.
  3. Die dritte Stufe dient der Optimierung, d.h. der Vollladung sowie der Überprüfung der Einzelzellen. Hier setzt das TM420 zuerst Stoßimpulse von 14,4V ein, um anschließend in einen Ruhezustand überzugehen. In diesem werden die Einzelzellen noch einmal gesondert auf die Fähigkeit die Spannung zu halten überprüft. Diese Phase dient somit dem Zellenausgleich im Ladeprozess.
  4. Die letzte Stufe (4) dient wiederum der Aufrechterhaltung des optimalen Ladezustands und kann ebenfalls zur Batterieüberwachung eingesetzt werden.

Bei unseren Probeläufen haben wird die verschiedenen Ladestufen messtechnisch überprüft.

Mit unseren Messungen konnten wir sowohl den Verlauf als auch die Ladefunktion in den angesprochenen Punkten bestätigen: Das Gerät kann seine Vorgaben in puncto Batterieoptimierung und –pflege ohne Einschränkungen erfüllen.

Für die Lebensdauer des Akkus ist allerdings eine etwas schwächere Ladeschlussspannung (14,4V) als die Herstellervorgabe von 14,6 – 14,8V durchaus vorteilhaft. Auch wenn die Vollladung dann nicht zu 100% erreicht werden sollte.

Im praktischen Einsatz wird das Optimate TM420 gut handwarm und arbeitet weitgehend geräuschlos. Zwei Anschlussmöglichkeiten an den Akku werden mitgeliefert. Die Funktionsüberwachung mittels LED-Fenster am Gerät ist gegeben.

Bei einem Ladestrom von 0,8A (gemessen rund 0,76A) dauert der Ladevorgang – in Abhängigkeit des Entladezustands – mehrere Stunden. Im Gegenzug kann man aber die größtmögliche Schonung des Stromversorgers beim Ladeprozess erwarten, zumal die Ladeautomatik sich selbsttätig auf den Zustand der Batterie einstellt.

Fazit: Bei einem Preis von rund 50€ kostet der Lader rund das Doppelte seines Ladeobjektes. Das Geld ist aber vom ersten Ladevorgang an gut angelegt, da sich das Gerät den Erfordernissen der Batterie stetig anpasst und so eine hohe Lebensdauer garantiert. Außerdem werden die Kapazitätsreserven des Energieträgers dauerhaft erhalten. Selbst tiefenentladene Akkus lassen sich wiederbeleben – das alleine amortisiert schon bei einem einmaligen Vorgang die Hälfte der Anschaffungskosten.

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Das in unserem Echolot-Akku-Test für den Vertreter der Bleibatterien verwendete Ladegerät: Ein Optimate 2 TM420.

Lithium-Eisenphosphat-Akku: Jubatec LiFePo4-Batterie plus Ladegerät Optima 2 TM470

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Als Anbieter fortschrittlicher Akkutechnik hat die Firma JuBaTec (Just Battery Technic) eine große Palette lithiumbasierter Modelle im Programm: Vom 200Ah starken Modell für den Antriebsbereich bis hin zu gängigen Stromversorgungen für Kleingeräte wie Smartphones. JuBaTec lässt – wie viele andere Hersteller auch – zwar in China produzieren, unterstreicht dabei allerdings seinen Anspruch an Qualität und Anwendungssicherheit mittels einer dreijährigen Garantiezeit.

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Das für diesen Teil unseres Echolot-Akku-Tests verwendete Batteriemodell: Eine JuBaTec LiFePo4-Batterie 12V / 8Ah in Kombination mit einem Optima 2 TM470 12V / 0,8Ah Ladegerät.

Technische Merkmale

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Der hier vorgestellte 12V-Lithium-Eisenphosphat-Akku (LiFePo4) ist für den Einsatz mit Echoloten im mobilen Betrieb bestens geeignet. 

  • Er kommt in einem Standardgehäuse 151 x 95 x 65 mm
  • mit 6,3mm Feston-Anschluss,
  • wiegt magere 1,164kg
  • und leistet nominell 8Ah.

Durch die höhere Energiedichte (1024Wh) der Lithium-Technik entspricht die verfügbare Leistung in etwa einer 12 – 16Ah Bleibatterie. Für den Echolotbetrieb reicht das bei einem 7-Zoll-Modell schon einmal für ein bis zwei Angeltage.

Die optische Inaugenscheinnahme attestiert eine erstklassige Verarbeitung und ein sauberes Finish. Der Aufkleber mit dem Typenlogo „Businessline“ auf der Breitseite des Gehäuses gibt leider nur Auskunft über den bereits bekannten Akkutyp. Alle weiteren Angaben zu technischen Daten, wie

  • Ladeschlussspannung,
  • Entladeschlussspannung,
  • max. Ladestrom

muss man dem beiliegenden, englischsprachigen Datenblatt entnehmen. Besser wäre hier ein Aufkleber auf dem Akku gewesen, denn solche Datenblätter gehen häufig verloren. Hinweise auf den sicheren Umgang mit der Lithium-Technik sind ebenfalls nur auf dem Datenblatt zu finden.

Aufbau des Echolot-Akkus

Als technische Bauteile finden wir in der JuBaTec-Batterie vier LiFePo-Zellen, die jeweils 3,3V Spannung liefern. Das entspricht einer Nennspannung von 4 x 3,3V = 13,2V. Frisch geladen stehen unter Last auch schon mal 13,65V auf dem Messgerät. Nach kurzer Zeit (30-45 Minuten je nach Stromentnahme) wird aber der Nominalbereich von rund 13,2V erreicht. Der Akku verfügt außerdem über ein Batterie-Management-System (BMS), welches

  • Tiefenentladung,
  • Überladen
  • oder auch Kurzschlüsse

sicher verhindert.

Das BMS beendet des Weiteren automatisch den Ladevorgang bei Erreichen der Entladeschlussspannung – und das ist noch nicht alles. Während des Ladens gleicht es außerdem durch eine passive Balanceschaltung die Ladung der Einzelzellen an. Unter optimalen Bedingungen (nur maximal 80% Entladung, günstige Betriebstemperaturen, richtige Lagerung usw.) werden laut Anbieter 2000-5000 Ladezyklen erreicht.

Umso mehr, je sorgfältiger der Akku gepflegt wird. Zur optimalen Akkupflege würde jedoch ebenso ein optimal angepasstes Ladegerät gehören – ein solches hat der Hersteller aber leider nicht im Programm.

Laufzeittest

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Für unseren Praxistest verwendeten wir in Kombination mit der JuBaTec-Batterie ein Optimate 2 TM470 (14,4V / 0,8A) Ladegerät. Dieses ist speziell auf LiFePo4-Akkus abgestimmt und besitzt darüber hinaus – wie wir noch sehen werden – einige weitere interessante Funktionen.

Im Praxistest wollten wir wissen, wie lange der Akku im praktischen Einsatz tatsächlich durchhält. Dazu banden wir ihn in die Versuchsanordnung ein und führten den Lauftest im Abstand von mehreren Tagen zweimal durch. Beim Start des Testlaufs befand er sich jeweils im frischen Vollladezustand. Die Umgebungstemperatur betrug in der Testphase 20 – 23°.

Rein rechnerisch sollte die Laufzeit bei einem Stromverbrauch von 0,732A (wie wir ihn bei 7-Zoll-Echoloten als typisch festgestellt hatten) bei rund 10,5h liegen. Zur Berechnung setzten wir wie bereits gewohnt die Peukert-Formel ein. Dabei legten wir den Peukert-Exponenten mit k=1,05 (Lithium) fest.

Die Testergebnisse übertrafen jedoch unsere Berechnungen – denn in diesem erzielten wir jeweils eine mittlere Laufzeit am Verbraucher von rund 12h. In Anbetracht der Tatsache, dass ein Akku seine volle Leistungsfähigkeit erst nach ca. 5 – 10 Ladezyklen erreicht, waren das sehr gute Resultate.

Erkenntnisse aus dem Laufzeittest

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Die Ladeschlussspannung beträgt bei diesem Batterietyp 14,4V – das entspricht einer Spannung von 3,6V für jede der vier Zellen. Bei stabilen und neuen Zellen wird diese erhöhte Spannung noch eine Zeit lang gehalten, bis sie auf den nominellen Wert von 3,3V zurückfällt.

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In diesem Diagramm siehst Du den Spannungsverlauf der JuBaTec-Echolot-Batterie während unseres Laufzeittests.

Im Diagramm ist zu sehen, dass der Akku unter Last anfänglich noch 13,88V Spannung besaß, die sich nach einer Stunde auf den nominellen Wert von 13,2V absenkte. In den folgenden Stunden beobachteten wir eine sehr flach abfallende Kurve mit einem durchschnittlichen Abfall von 0,03V pro Stunde. Ab der neunten Stunde ging die Spannung stärker zurück und brach abschließend nach der 12h ein. Tatsächlich wurde der Akku kurz vor der dreizehnten Stunde abgeriegelt.

Theoretisch wäre also eine Laufzeit von 12h möglich, jedoch entlädt sich die Batterie mit deutlichem Spannungsabfall bereits ab der 10ten Stunde sehr zügig. Aufgrund dieses Umstands ist anzunehmen, dass hier die 80%ige Entladungsgrenze bereits erreicht wird.

Um den Akku zu schonen macht es deshalb Sinn bei 10,8V (d.h. bei ca. 10,5h Nutzungsdauer) eine Marke zu setzen und ihn nicht weiter zu entladen. In der Praxis kann man diesen Wert im Echolot einstellen, um sich warnen zu lassen. Die pflegliche Handhabung des mobilen Stromversorgers wäre damit sichergestellt – ebenso wie sein dauerhafter Einsatz.

Wir halten fest: Der JuBaTec-LiFePo4-Akku erreichte mit seiner Kapazität von 8Ah in der Testkonstellation (0,732A Stromverbrauch) eine maximale Laufzeit von 12h. Diese kann in Ausnahmefällen auch genutzt werden. Zur pfleglichen Behandlung und Erhöhung der Lebensdauer solltest Du eine Nutzungsdauer von 10,5h jedoch möglichst nicht überschreiten.

Fazit 

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Der JuBaTec-Business-LiFePo4-Akku 12V/Ah erfüllte unsere Erwartungen in allen Bereichen. Unter Vernachlässigung kleiner Abstriche für das Fehlen von Angaben zu technischer Daten und Sicherheit auf dem Gehäuse gefallen 

  • die Verarbeitung, 
  • die optische Aufmachung
  • die technische Ausstattung
  • die Einsatzeignung in einem großen Temperaturbereich (-20° bis +60°), 
  • die verlängerte Garantiezeit 
  • das geringe Gewicht 
  • sowie (was letztlich am wichtigsten ist) die optimal angepasste Laufzeit am Verbraucher. 

Der Akku kann somit ohne Einschränkung für den Einsatz mit einem Fischfinder empfohlen werden. Schon bei einer Lebensdauer von nur 1500 Ladezyklen rechnet sich der höhere Anschaffungspreis im Vergleich zu einem 8Ah Bleityp aufgrund der Ersparnisse bei den Ladekosten sowie den Leistungen im Einsatz.

Ladegerät: Tecmate Optimate LiFePo4 14,4V / 0,8Ah

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Im Fachhandel werden dem Käufer eines LiFePo4-Akkus mitunter Ladegeräte offeriert, die für Bleiakkus entworfen wurden. Im Hinblick auf den Preis auch solche, die aus dem Billigsektor stammen. Richtig ist zwar, dass ein Ladeverfahren bei Bleiakkus nach IU-Rechtlinie prinzipiell dem CC/CV-Laderhythmus einer Lithium-Eisenphosphat-Batterie entspricht. Dennoch gibt es zählbare Unterschiede, die vor allem in 

  • der Ladeschlussspannung
  • der anhängenden Erhaltungsladung 
  • und der Spannungsmodulation 

begründet liegen. Inwieweit ein solches (nicht optimal passendes) Ladegerät für Sicherheit und Lebensdauer eines lithiumbasierten Akkus zuträglich sind, kann nicht für jeden Einzelfall festgemacht werden – als Anwender bist Du aber auf der sicheren Seite, falls Du jeweils ein für Deine Echolot-Batterie speziell angepasstes Modell verwendest. Natürlich kostet das ein paar Euro mehr, ist jedoch eine mehr als gut angelegte Investition.

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Der in unserem Echolot-Akku-Test verwendete Vertreter der Lithium-Ionen-Ladegeräte: Ein Tecmate Optimate LiFePo4 14,4V / 0,8Ah.

Der belgische Anbieter TecMate ist auf qualitativ hochwertige Ladegeräte spezialisiert und mit diesen in der Zweirad- sowie Autobesitzergemeinde mit seinen Optimate-Ladegeräten eine bekannte (und geschätzte) Marke. Für unseren JuBaTec-LiFePo4 und vergleichbare Akkumodelle ist das Tecmate Optimate TM470 eine optimale Ergänzung.

Der Achtstufenlader bringt alle Voraussetzungen mit, um speziell diesen Batterietyp schonend und effizient zu laden und warten. Selbst sehr flach entladene Akkus (Zellspannung nahe der Tiefenentladung) können gerettet werden (Safe Funktion). Dazu kann der Lader das eingebaute BMS resetten, das eine erneute Wiederaufladung verhindern könnte.

Ein Multistufenzyklus (mehrstufiger Ladeprozess mit anfänglich sehr niedrigen Werten) verhindert Zellschäden während des Ladevorgangs bei niedriger Zellspannung. Im Ladeprogramm selbst wird der Zellausgleich des BMS unterstützt.

Im anschließenden Test- und Wartungsprogramm wird der gesamte Akku – inklusive jeder einzelnen Zelle – auf einwandfreie Funktion überprüft. Sollte der Ladezustand einer Einzelzelle nicht den Vorgaben entsprechen, wird gegebenenfalls nachgeladen. Das Optimate TM470 ist also nicht nur ein simples Ladegerät, sondern gleichzeitig ein Tester und Instandhalter für den Akku. Wenn man so will ein Batterie-Butler, der diesen nicht nur lädt, sondern auch schützt und pflegt.

Der Hersteller verspricht sich damit mehr Effizienz beim Einsatz und ein längere Lebensdauer (mehr Ladezyklen). In der seiner Werbung propagiert der Anbieter: „Anschließen und vergessen. Nie mehr Probleme mit Deinem Akku“.

Nun: Wie wir alle wissen, können Werbeaussagen und Praxiserfahrungen durchaus unterschiedlich sein. Unsere Erfahrungen mit dem Optimate TM470 geben allerdings keinen Anlass an der optimalen Funktion und Gebrauchstüchtigkeit von diesem zu zweifeln.

Wir hatten im Rahmen unseres Tests sogar die Funktion der Akku-Rettung geprüft sowie den mehrstufigen Lade- und Kontrollprozess durchgemessen – alles ohne Einschränkungen und Fehlfunktionen. Auch der erreichbare Ladezustand entsprach der erwarteten Vollladung.

Der eher niedrige Ladestrom von 0,8A (gemessen 0,762A) erfordert naturgemäß einen gewissen Zeitaufwand im Ladeprozess. Dieser kann sich zusätzlich verlängern, falls aus einem sehr tiefen Ladezustand geladen wird. Das Optimate TM470 wird im gesamten Ladevorgang nur gut handwarm, arbeitet geräuschlos und bringt verschiedene Anschlussmöglichkeiten mit. Diese sind teilweise sogar mit einer Ladesicherung ausgestattet.

Fazit

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Der TecMate-Optimate-TM470-Lader kann zum Aufladen und zur Pflege eines LiFePo4-Akkus vorbehaltlos empfohlen werden. Die Automatikfunktionen stellen den Ladeprozess zielsicher auf den jeweiligen Batteriezustand – und speziell auf die gebräuchliche Nennspannung von LiFePo4-Modellen mit 12,8V – 13,2V (aller vier Zellen) – ein. Darüber hinaus sichern Test- und Wartungsfunktionen das Wohl des Akkus wünschenswert ab.

Für ein qualitativ hochwertiges Ladegerät ist der Kaufpreis angemessen. Mit weniger solltest Du Dich nicht zufrieden geben, um die zuvor getätigte Investition in den zu versorgenden Energiespeicher abzusichern.

Lithium-Ionen-Akku (Li-ION): Rebelcell plus Ladegerät Rebelcell 

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Wow, wer hätte das gedacht! Ein 18Ah Energiepaket in einem kleinen Standardgehäuse von nur 151 x 95 x 65 mm. Die Li-Ion-Technik macht das mit einem Dreizellenpack möglich. Angeboten wird dieser Energiehammer vom holländischen Lieferanten Rebelcell mit Sitz im schönen Küstenbadeort Katwijk.

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Der in unserem Echolot-Akku-Test verwendete Vertreter der Lithium-Ionen-Batterien: Ein Rebelcell Li-ION 12V / 18Ah.

Das noch junge Unternehmen entwickelt, produziert und vertreibt Lithium-Ionen-Akkus (sowie deren Zubehör) exklusiv für den Angelmarkt. Die Entwickler müssen nicht nur ausgeschlafen sein  – von wegen Liegestuhl am Strand – sie wissen darüber hinaus auch sehr genau, wovon Angler träumen. Leicht soll der Energieträger sein und gleichzeitig Power mitbringen, die auch für große Echolote und mehrere Tage reichen kann.

Genau dieser Ansatz ist mit dem in diesem Test verwendeten Gerät überzeugend gelungen. Bei einer Zellspannung von 3,6 – 3,7V in der Einzelzelle ergibt sich zwar nur eine Nennspannung von 11,1V. Im Gebrauch zeigt sich jedoch, dass der Akku im Entladeverfahren einen Bereich von 12,5 – 9V über einen langen Zeitraum halten kann. Somit gehört er zu Recht in die 12V Klasse – Zumal die akzeptierte Toleranzbreite bei 12V Geräten noch deutlich größer ist.

Technische Eigenschaften und Daten

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Der Akku wiegt ganze 1,17kg (gemessen) – und dabei etwa so viel wie das getestete LiFePo4-Modell von JuBaTec: Welches allerdings nur 8Ah Leistung erbringt. Ein 18Ah Bleivertreter wie z.B. das Effekta AGM 12V / 18Ah, bringt es auf gewichtige 5,7kg. Rund das fünffache an Gewicht. Das entspricht einer Einsparung der Masse von rund 80%.

Die Rebelcell-Echolot-Batterie kann im üblichen Bereich von -20° bis +50° eingesetzt werden. Am besten arbeitet sie aber bei einer Temeperatur von 25°. Neben seinem Fliegengewicht bringt dieses Modell alle Vorteile der Lithium-Technik mit, die wir anderer Stelle schon eingehend beschrieben haben. Im Hinblick auf die Empfindlichkeit dieser Technik bei falscher Behandlung ist der Akku natürlich 

  • mit einer integrierten Schutzschaltung (BMS) hinreichend abgesichert. 
  • Ein integrierter Zellausgleich ist ebenso vorhanden 
  • wie eine Entladestromsicherung (max. Begrenzung des Entladestroms) 
  • und der Schutz gegen Überladung bzw. Tiefenentladung

Die Verarbeitung ist tadellos. Alle notwendigen Informationen einschließlich der technischen Daten und der Sicherheitshinweis sind aufgedruckt. Wenn wir einmal von einer sehr realistischen Lebensdauer von 10 Jahren ausgehen und Betriebskosteneinsparungen von rund 50% pro Jahr ansetzen, lässt sich der Anschaffungspreis schon mittelfristig amortisieren.

Laufzeittest

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Gespannt waren wir auf den Laufzeittest. Theoretisch sollte die Laufzeit deutlich über der 20h Marke liegen. Die Peukert-Gleichung versagte hier zu Berechnung, weil der i20 = 0,9A Wert größer war als der Verbrauchsstrom von 0,732A.

Verständlicherweise kann es wegen der eklatanten Leistungsunterschiede auch keinen direkten Vergleich zu den beiden anderen Probanden geben, spannend war es aber schon zu wissen, wie viel Betriebszeit mit diesem Akku bei einem 7-Zoll-Echolotmodel zur Verfügung stehen sollte. Wir haben ganz einfach einmal eine Schätzung mit dem Faktor 0,9 : 0,732 x 20h abgegeben. Mit dieser kamen wir auf eine Laufzeit von rund 25 Stunden. Dass es im Praxistest dann letztlich 30h waren, überraschte uns dann doch ein wenig.

Die Laufzeitmessungen wurden in zwei Etappen durchgeführt, weil wir die Testanordnung aus Sicherheitsgründen nicht über Nacht (und ohne Aufsicht) laufen lassen wollten. Die erste Etappe wurde nach 16h bei einer Akkuspannung von 10,89V beendet und am nächsten Tag mit dem Startwert von 10,87V weitergeführt.

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In diesem Diagramm siehst Du den Spannungsverlauf der Rebelcell-Echolot-Batterie während unseres Laufzeittests.

Die Ladeschlussspannung lag bei 12,6V bzw. 4,2V pro Zelle. Unseren Test starteten wir zeitnah (nur ein paar Stunden) nach Abschluß der Vollladung. Der Anfangswert von 12,54V unter Last lag deshalb nur minimal unterhalb der Schlussspannung und demonstrierte eindrucksvoll wie gut die Zellen die Spannung halten können. Im Gegensatz zum LiFePo4 -Konkurrenten von JuBaTec fiel die Spannungskurve unter Last zwar relativ steil ab – tat dies aber für den ersten Messbereich von 16h sehr gleichmäßig mit 0,1V pro Stunde.

Der zweite Messblock (von der 16. Stunde an) war nicht mehr ganz so homogen. Hier gab es einen flachen Bereich mit geringeren Unterschieden zwischen der 17. und 22. Stunde. Ab da ging es wieder etwas zügiger abwärts, verlangsamte sich aber dann von der 25. Stunde an wiederum. Ab der 28. Stunde fiel die Spannung steil ab, versorgte den Verbraucher aber weiterhin problemlos. Nach der 30. Stunde brachen wir den Test ab, um ein Abschalten durch das BMS zu verhindern.

Wir halten fest: Der Rebelcell Li-ION-Akku erreichte in unserem Test mit einem 0,732A-fordernden Verbraucher eine Laufzeit von 30h. Diese kann im Zweifelsfall bei diesem Akkutyp auch voll genutzt werden. Falls Du diesen jedoch dauerhaft schonen möchtest, um die optimale Zyklenzahl zu erhalten, bist Du gut beraten ihn früher wieder aufzuladen (nach der 28.Stunde) bevor die Spannung deutlich abfällt.

Fazit

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Der Rebelcell Li-Ion-Akku 12V / 18Ah zeigte sich rundherum von seiner besten Seite – in einigen Punkten übertraf er unsere Erwartungen sogar. Der Anbieter hat alles getan, um einen sicheren und hocheffizienten Akku zu entwickeln, der für die Anwendungsbereiche des Anglers mehr als genügend Energie zur Verfügung stellt.

  • Bei einem sehr geringen Gewicht von rund 1kg,
  • der problemlosen Handhabung
  • und dem robusten Aufbau

gibt es augenblicklich nichts Vergleichbares, das mit ähnlicher Energiedichte und Funktionen aufwarten kann. Der Preis von über 200€ (inklusive Ladegerät) ist auf den ersten Blick zwar etwas happig, relativiert sich aber bei genauem Hinsehen durch seine herausragenden Eigenschaften. Außerdem rechnet er sich auf längere Sicht durch verschiedene Einsparpotenziale.

Ladegerät: Rebelcell 12,6V / 4A

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Das mitgelieferte Ladegerät ist an den Dreizeller-Akku perfekt angepasst. Bei einer Ladeschlussspannung von 4,2V pro Zelle werden die notwendigen Werte sauber eingehalten. Die Vollladung war nahezu perfekt: Ein Zeichen, dass die Grenzwerte augenscheinlich ausgeschöpft werden.

Leider heizt sich der Lader im Betrieb kräftig auf. Wir haben nach einer Stunde bis zu 76° an der Oberfläche messen können. Das ist zwar nicht schädlich, zeugt aber davon, dass die Bauteile im Lader nicht sorgsam abgestimmt wurden. Was uns gar nicht gefallen hat, ist die unzureichende Isolierung der Krokodilklemmen.

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Blankes Metall am Klemmengriff ist ein No-Go. Natürlich kann man diese Stellen leicht mit Isolierband abdecken. Das befreit den Hersteller aber nicht von der Forderung Verbesserungen vorzunehmen.

Schon bei nur leicht schlampigem Aufsetzen der Klemmen sind Berührungen im oberen Griffbereich nicht auszuschließen, was unweigerlich zu einem Kurzschluss führen würde. Hier besteht Verbesserungsbedarf. De facto gibt es aber sonst grundsätzlich weder am Ladeverfahren – noch am Ladeergebnis – etwas auszusetzen. Den Akku in einem flachen Ladezustand direkt mit 4A-Ladestrom zu bearbeiten, wäre allerdings nicht zu empfehlen. Das würde unter anderem die Zellen schädigen und die Lebensdauer verkürzen.

Weder dem Ladegerät selbst, noch der Beschreibung, kann man entnehmen, ob das Gerät den Ladestrom anpassen kann. Unseren Messungen zufolge wird aber nur ein einfacher dreistufiger Ladeprozess durchgeführt. In Anbetracht des Einzelpreises von 26,50€ ist auch nicht mehr zu vermuten. Hier haben wir einen einfachen Standardlader ohne Drum und Dran, der seine Arbeit zwar hitzig, im Ergebnis aber ordentlich verrichtet. Mehr kann und darf man bei diesem Preis nicht erwarten. 

Inwieweit er dem Pflegebedürfnis des Akkus über alle Erfordernisse hinweg entsprechen kann, ist spekulativ, jedoch nicht unbedingt wahrscheinlich. Trotzdem kann man den Anbieter nicht verdenken, dass er in Verbindung mit seinem ausgezeichneten Akku den Gesamtpreis einigermaßen im Rahmen halten möchte. Wer trotzdem nach Alternativen zu diesem Ladegerät suchen sollte, die höhere Ansprüche erfüllen, wird sein Schwierigkeiten haben, etwas Passendes zu finden. Der Markt ist bei speziellen 3S-Ladegeräten durchaus klein. Das einzige, das wir gefunden haben, ist ein Mascot 2241 Li 3S. Dieses hat im Endeffekt aber technisch auch nicht mehr zu bieten hat als das Rebelcell-Model.

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Dieses Ladegerät ist in der Rebelcell-Akkukombination enthalten.

Gesamtfazit: Echolot-Akku-Test

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Moderne Batterietechnik und Lithium gehören zusammen. Akkus auf dieser Basis sind leistungsfähig und sehr komfortabel – sowohl in Handhabung als auch Pflege. Die Energiereserven sind deutlich höher als bei vergleichbar starken Blei-Vertretern.

Ein immenser Vorteil stellt die Gewichtseinsparung dar: Ein großes Plus bei allen Notwendigkeiten, etwas transportieren zu müssen. Bei mobil eingesetzten Echoloten ist ein Lithiumakku deshalb schon fast ein Muss, um bei neuester Echolottechnik den Energiehunger zu stillen ohne gleichzeitig Nachteile in der Größe und der Masse des Energieträgers in Kauf nehmen zu müssen.

Dabei muss man allerdings zwischen den einzelnen Varianten der Lithium-Akku-Technik differenzieren. Lithium-Eisenphosphat-Typen (LiFePo4) gelten als sehr sicher und gebrauchstüchtig, bringen aber etwas mehr an Masse (Gewicht, Volumen) und eine geringere Energiedichte mit als die reinen Li-Ion-Varianten. Letztere markieren für unseren Angelbereich das Non-Plus-Ultra moderner Stromversorgung – fordern im Gegenzug allerdings ihren Tribut beim Budget.

Erlaubt sein muss allerdings die Frage, ob es viel Sinn macht, für den neuesten Fischfinder viel Geld auszugeben und gleichzeitig bei der Wahl des Stromversorgers jeden Cent sparen zu wollen. Schlussendlich muss das aber jeder für sich selbst entscheiden.

Damit sind wir am Ende unseres ausführlichen Ratgebers zum Thema “Echolot-Batterie: Welcher ist der beste Akku für einen (mobilen) Fischfinder?” angelangt. Hast Du Fragen, Ergänzungen oder Kommentare, dann hau in die Tasten: Wir freuen uns auf Deine Rückmeldung – Jens und Martin! Oder schau doch noch in unseren ausführlichen Echolot-Test (inklusive der bekanntesten Fischfinder-Modelle aller großen Hersteller wie Garmin, Raymarine oder Lowrance) rein.

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Versprochen - Jeder Bootsfahrer hat ihn schon gemacht.

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