Alle Hersteller betroffen : Warum Smartphones bei Kälte ausgehen – und was dagegen hilft

Smartphones vertragen keine Kälte.

Smartphones vertragen keine Kälte.

Bei kalten Temperaturen kann der Akkustand extrem schnell sinken – und das Smartphone ist aus. Warum das so ist.

shz.de von
14. Februar 2018, 15:45 Uhr

Wer bei niedrigen Temperaturen mit dem Smartphone unterwegs ist, hat es vermutlich schon erlebt: Binnen weniger Minuten sinkt der Akkustand rapide, teilweise geht das Handy sogar aus. Warum das so ist, warum einige Smartphones schneller ausgehen als andere – und was man dagegen tun kann.

Um welches Phänomen geht es?

Obwohl das Smartphone beim Verlassen der Wohnung noch ausreichend geladen war, ist der Akku nach einem Winterspaziergang nahezu oder gar komplett leer – obwohl es nur in der Jacken- oder Handtasche lag. Die gute Nachricht: Das Smartphone ist nicht kaputt, es verträgt lediglich die Kälte nicht.

Warum ist bei Kälte der Akku so schnell leer?

Auch das modernste Smartphone unterliegt den Gesetzen der Chemie, der Physik und den Zusammenhängen zwischen Strom, Spannung und Widerstand. Alle Hersteller verbauen in ihren Smartphones Lithium-Ionen-Batterien. Das große Problem im Winter ist der Innenwiderstand. Dieser steigt überproportional bei sinkenden Temperaturen. Je höher der Widerstand, desto höher der Spannungsverlust im Falle einer elektrischen Last. Je geringer die Spannung, desto weniger Strom kann fließen. Die Smartphones brauchen allerdings einen bestimmten Stromfluss, zum Beispiel für den Kontakt zu Funkmasten oder für sogenannte Hintergrunddienste, wie Chat-Programme oder GPS-Dienste wie Karten- oder Wetter-Apps – und das unabhängig von der Außentemperatur. Sinkt die Spannung unter gleicher Belastung, wird der Innenwiderstand früher erreicht. Die Hersteller definieren aus Sicherheitsgründen für solche Fälle eine Abschaltspannung – ist diese erreicht, geht das Gerät aus.

Ist der Akku dann wirklich leer?

Nein. Die Akkuanzeige kann zwar innerhalb weniger Minuten von 50 Prozent auf wenige Prozent fallen und das Smartphone sogar ausgehen, doch dieser Leistungsverlust ist virtuell. Hintergrund: Für die Anzeige des Ladezustands misst das Gerät die Spannung in Ruhe; doch bei niedrigen Temperaturen ist das Smartphone überproportional belastet und kann nicht richtig messen. „Der Spannungsabfall verfälscht die Messung und gaukelt diesen Effekt vor“, sagt Professor Kai Peter Birke, der an der Universität Stuttgart in der Abteilung für elektrische Energiespeichersysteme forscht. Die Rückkehr in einen beheizten Raum behebt das Problem. Dann sinkt der Innenwiderstand überproportional und das Gerät zeigt nach einiger Zeit wieder einen halbwegs korrekten Batteriestatus an, wenn man es einschaltet.

Was kann man gegen den Akkutod bei Kälte tun?

  • Das Smartphone nah am Körper tragen, um es warm zu halten
  • das Smartphone nicht in der Außen- oder Handtasche tragen
  • Ortungs- und Hintergrunddienste ausschalten
  • einen externen Akku mitnehmen und ebenfalls nah am Körper tragen
  • aus der Kälte in einen beheizten Raum gehen.

Warum leiden einige Smartphones mehr unter der Kälte?

Einige Geräte gehen bei Kälte eher in die Knie als andere. Das liegt daran, dass die Hersteller ihre Lithium-Ionen-Batterien unterschiedlich zusammenstellen. Birke erklärt das so: „Beim Bäcker können Sie helle Brötchen, Sesambrötchen oder Mohnbrötchen kaufen. Alles läuft unter dem Begriff ‚Brötchen‘, doch die Zutaten und die Zusammensetzung sind unterschiedlich.“ Auch für Lithium-Ionen-Batterien gibt es nicht nur ein Konzept.

Werden zukünftige Akkus in dieser Sache besser sein?

Die Lithium-Ionen-Akkus haben nach Ansicht von Professor Birke ein nicht zu unterschätzendes Entwicklungspotenzial; eine Nachfolgetechnik, die sie zeitnah ersetzen wird, gebe es nicht.

Welche Rolle spielen die Hersteller?

Die Smartphones sind in den vergangenen Jahren immer dünner geworden, während gleichzeitig der Funktionsumfang gestiegen ist – und damit die Belastungen für die Batterie. „Für diese Belastungen sind die aktuellen Akkus schlicht zu klein“, sagt Birke. Der Akku des Apple iPhone 8 liefert maximal 1,8 Amperestunden (Ah), das Samsung Galaxy S8 drei Ah. Um unter allen Bedingungen die gewohnte Leistung zu garantieren, wären laut Birke eher neun Ah nötig – was zu deutlich dickeren Geräten führen würde. Das schaffen in der Regel nur externe Batterien, sogenannte „Powerbanks“. Außerdem böten Smartphones und Tablets oft nur eine rudimentäre Batteriesteuerungs-Software.

Gehen E-Autos im Winter auch einfach aus?

E-Autos gelten als potenzielle Nachfolger der Verbrennungsmotoren. Doch droht ihnen und ihren Lithium-Ionen-Batterien bei niedrigen Temperaturen das gleiche Schicksal wie Smartphones? Nein, sagt Forscher Birke. Zum einen hätten die Batterien eine deutlich aufwendigere und smartere Steuerungssoftware, zum anderen wärmten sich die Batterien im Betrieb selbst. Außerdem können die Batterien an der Ladesäule vorgewärmt werden.

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