Es gibt viele Möglichkeiten, Lithium-Ionen-Akkus zu laden. Die gebräuchlichsten Methoden sind das Laden mit Konstantstrom, das Laden mit Konstantspannung, das Laden mit kombiniertem Konstantstrom und Konstantspannung sowie das Impulsladen.
(1) Konstantstromladung
Konstantstromladung bezeichnet das Laden der Batterie mit einem konstanten Strom. Bei einer Konstantstromladung mit einem festen Stromwert führt ein zu niedriger Ladestrom zu einer zu langen Ladezeit zu Beginn der Ladephase. Ist der Ladestrom hingegen zu hoch, steigt die Ladespannung der Batterie in den späteren Ladephasen zu stark an, was die Elektroden stärker belastet.
(2) Konstantspannungsladung
Konstantspannungsladung bezeichnet das Laden des Akkus unter Beibehaltung einer konstanten Ladespannung. Obwohl diese Methode den Ladestrom automatisch an den sich ändernden Ladezustand (SOC) des Akkus während des Ladevorgangs anpasst, liegen ihre Nachteile auf der Hand: Die Ladegeschwindigkeit ist gering, und der Ladestrom ist aufgrund der niedrigen Akkuspannung in der Anfangsphase des Ladevorgangs zu hoch. Dies kann den Akku beschädigen, seine Lebensdauer beeinträchtigen und ihn sogar unbrauchbar machen.
(3) Konstantstrom-Konstantspannungsladung
Das Laden mit konstantem Strom und konstanter Spannung ist derzeit die gebräuchlichste Lademethode für Lithium-Batterien. Dabei wird die Batterie zunächst mit konstantem Strom geladen, bis eine bestimmte Spannung erreicht ist, und anschließend mit konstanter Spannung. Während dieser Phase sinkt der Ladestrom allmählich. Sobald der Ladestrom nahezu null oder 0,02 C erreicht, gilt die Batterie als vollständig geladen. Diese Methode vereint die Vorteile des Ladens mit konstantem Strom und mit konstanter Spannung: Beim Laden mit konstantem Strom wird sichergestellt, dass der Strom in der Anfangsphase den Nennstrom der Batterie nicht überschreitet; beim Laden mit konstanter Spannung wird die Ladeeffizienz verbessert.
(4) Impulsladung
Das Impulsladeverfahren bezeichnet das Laden der Batterie mit einem konstanten Impulsstrom. In der Anfangsphase wird die Batterie zunächst mit einem kleinen, konstanten Strom geladen. Sobald die Batteriespannung einen bestimmten Wert erreicht hat, wird der Ladevorgang mit einem Impulsstrom fortgesetzt. Dieses Verfahren ermöglicht eine ausreichende Entladungszeit, wodurch die Batterie mehr Energie speichern kann.
Die folgende Abbildung veranschaulicht einen typischen Ladevorgang einer Kaliumionenbatterie im Konstantstrom-/Konstantspannungs-Lademodus. Der Ladevorgang ist in zwei Phasen unterteilt: Konstantstromladung (t0–t1) und Konstantspannungsladung (t1–t2).
