"Hochspannungsladung" von Bleiakkus

  • Es geht hier nur um Deine wartungsfreie Batterie mit Öffnungsschrauben:

    Ich muss die Ladespannung doch einstellen und mich nicht nur am Strom orientieren?

    Doch. Bei der Stromladung ist der Ladestrom das Primäre. Die Spannung interessiert nur noch, um festzustellen, wann die Batterie voll ist - wenn die Spannung nicht mehr ansteigt.


    Begrenze ich den Strom z.B. auf 6A, schießt die Spannung innerhalb weniger Sekunden auf die maximal eingestellte Spannung.

    Klar. Na und?


    Also wenn überhaupt, ist die Ladeschlusspannung UND der Strom zu begrenzen.

    Nee. Ich kann den Strom begrenzen = Ladung in kurzer Zeit. Ich kann die Spannung begrenzen = Ladezeit verlängert sich, je nach Spannung, erheblich. Ich kann beides begrenzen = macht nur Sinn, um einen hohen Anlaufstrom bei leeren Batterien zu vermeiden oder ein schwaches Ladegerät nicht zu überfordern.

    Falls die Batterie durchdreht, passiert bei 0,6A so gut wie nichts.

    Wie dreht eine Batterie durch? Der Ladestrom ist das entscheidende, die Spannung generiert nur den Strom. Fachlich ausgedrückt ist die Strombegrenzung nur eine Spannungsregelung. Steigende Spannung führt zu steigendem Strom (bei gleichem Widerstand). Fallende Spannung zu fallendem Strom. Bei einer Konstantstromladung wird allerdings auch nur die Spannung geregelt. Die Bezugsgröße für die Spannungsregelung ist halt die Stromstärke.


    Gebe ich konstant 5 A auf die Batterie, dann schaut der Spannungsregler nur auf die 5 A und regelt bei Abweichungen in der Stromstärke einfach die Spannung entsprechend. (Steigende Spannung führt zu steigendem Strom, fallende Spannung zu fallendem Strom.


    Gebe ich konstant 15 V auf die Batterie, dann schaut der Spannungsregler nur auf die 15 V und regelt bei Abweichungen der Spannung einfach die Spannung entsprechend nach. Der Strom interessiert dem Spannungsregler nicht im mindesten.


    Falls die Batterie durchdreht

    Deshalb gibt es Ladevorschriften. Bei einer Stromladung darf der Ladestrom nur maximal 10 % der Kapazität betragen. Unterhalb der Gasungsspannung auch bis 30 %. Ist er höher oder tagelanges Laden einer vollen Batterie führt zur Erwärmung und Elekrolyse (Zerstörungen) in der Batterie. Alles zersetzt sich zu einem Blei-Säuregemisch (es zischt, brodelt und blubbert) und die Batterie wird zur Heizung. Irgendwann ist das Wasser raus (Sauerstoff/Wasserstoff), die Säure, die ja auch aus Wasseranteilen besteht irgend etwas Dickes, mit Blei gut verbacken.


    Bei einer Stromladung steigt die Spannung bis zur endgültigen Ladeschlußspannung der Batterie von 17-17,5 V. Dann steigt die Spannung nicht mehr weiter an, die Batterie ist voll und die zerstörerisch Elektrolyse beginnt, wenn nicht abgeschalten wird.


    Es gibt festgelegte Ladeschlußspannungen, z. B. AGM max. 14,8 V, um ein wartungsfreies (kein Wasserverbrauch) Laden zu ermöglichen und die chemisch/physikalisch bedingte Ladeschlußspannung einer Bleibatterie, neue, intakte Batterien 17-17,5 V.



    Übrigens habe ich jetzt 48h lang die AGM bei 15V geladen. Die hat den Ladestrom echt auf annähernd 0 gesenkt.

    Sehr schön, dürfte also soweit i.O. sein. Hat sie Flüssigkeitsverlust, merkst Du das an dem Startstrom und bei einer Kapazitätsmessung.


    Rainer

    Also, ich rede hier nur über Naßbatterien mit Öffnungsschrauben.

  • Danke für die ausführliche Erklärung. Die AGM ist nun 24h unbelastet und hat eine Ruhespannung von 12,6V erreicht. Der CCA stieg von 350 auf 525A - ein erheblicher Unterschied! 760 A würde sie laut Werksangabe im Neuzustand bringen. Trotz ihrer 8 Jahren mit viel Kurzstrecke, nie nachgeladen oder sonst pfleglich behandelt, kein schlechter Effekt, will ich meinen. Klar, ich habe keine Auskunft zur Kapazität. Aber schlecht schaut das derweil nicht aus. Mal sehen, wie lange sie läuft.


    Ich werde meine anderen AGMs auch mal 48h bei 15V geben :-)

  • Hallo Tom,

    hallo liebe Forumsschreiber,

    ich bin erst diese Woche auf dieses wirklich höchst interessante Forum gestoßen. Und zwar weil ich - wieder einmal nach 2,5 - 3 Jahren am Ende der Lebensdauer einer in unserem Camper eingebauten AGM (140Ah) angekommen bin. Dachte ich. Bis ich diese Woche mal mit Tom telefoniert habe (ich bin der schräge Vogel, der nicht so gern allzuviel Bluetooth im Schlafgemach = Camper will... :-) ...aber das ist ein anderes Thema, das ich hier ganz bewusst nicht thematisieren will; nur als Hinweis für Tom, um einordnen zu können, wer hier jetzt schreibt). Jedenfalls hat mir Tom (vielen Dank dafür!) den Hinweis gegeben, dass eine "Hochspannungsbehandlung" meiner AGM evtl. was bringen könnte. Weil sie ja nicht tot ist, sondern "nur" die Kapazität doch erheblich abgenommen hat. Ich wollte jetzt nicht erst eine Ladewutzel bestellen, sondern hab mich mal in meinem Fundus umgesehen. Dort fand ich ein regelbares Universalladegerät, welches (voltmäßig) die Einstellung 12, 15, 16, 17 usw. erlaubt. Außerdem steht 150Watt drauf. Da hab ich mir gedacht, bei 15 Volt würden also max. 10Ampere fließen, was mir zwar viel, aber doch nicht "gefährlich" viel erschien. Und ich dachte mir auch - wenn die maximale Amperezahl fließt, müsste das Ladegerät auch warm (oder heiß?) werden. Außerdem hab ich noch nachgemessen ob die 15Volt-Einstellung auch wirklich 15Volt abgibt. Da bin ich auf den Wert von 15,3 Volt gekommen (gemessen mit dem Victron 75/15 MPPT Solarladeregler; der überwacht ja die Werte der Aufbaubatterie mit).

    Nun - lange Rede, kurzer Sinn: Seit gestern 10Uhr vormittags hab ich die AGM dran (im ausgebauten Zustand in der Garage) und außerdem ein Thermometer drauf. In der Garage hatte es - und damit auch die Batterie und das draufliegende Thermometer - von gestern bis heute Mittag immer ca. 5 Grad (d.h. die ersten 24 Stunden). Seit heute Mittag steigt nun die Temperatur. Ganz gemächlich. Nun hat die Batterie 10Grad und das Ladegerät ist auch "ganz leicht" wärmer geworden.

    Ich werde die Sache im Auge behalten (stündlich) bis zur Bettgehzeit heute Abend. Bei spätestens 20Grad würd ich sie dann glaub ich "weghängen". Oder empfiehlt mir das der "Hochspannungsexperte" :-) Tom schon gleich? Weil jetzt einfach schon was (=genügend) passiert ist?

    Und richtig gespannt bin ich ja auf das Ergebnis. Ob sie dann wirklich wieder länger durchhält...?

    Ich werde berichten.

    Jedenfalls schon mal ein DICKES, FETTES Lob an den Betreiber für soviel interessante und fundierte Info's mit der das Ganze nun auch für einen (sehr interessierten und lernwilligen) Laien doch sehr viel transparenter wird.

    Schönen Abend!

    Paulus

  • Wunderbar, es tut natürlich fast jedes Netzteil, wo man die Spannung entsprechend einstellen kann. Man muss dem ganzen aber Zeit geben, denn Zeit ist genau das, was die meisten Bleibatterien viel zu wenig bekommen: Ladezeit! Ohne die geht es bei Bleiakkus aufgrund deren Ladestrom-Selbstregelung einfach nicht. Und wenn die Sulfatierung erst zu weit fortgeschritten ist, helfen normale Ladegeräte leider überhaupt nicht weiter. Erst die für längere Zeit angebotene Ladespannung von deutlich über 15V bringt das Bleisulfat wieder als Aktivmaterial zurück.


    Meine eigenen Erfahrungen mit dieser Technik sind bei verschiedenen Batterien überzeugend positiv. Nur löst das manche Batterieprobleme leider trotzdem nicht endgültig, nämlich immer dann nicht, wenn Batterien im normalen Betrieb nie richtig bis zum Ende aufgeladen werden. Dann muss man mit der Hochspannungsladekur in kurzen Abständen von vier bis acht Wochen immer wieder ran. Die wenigsten Benutzer haben dafür aber die erforderliche Muße.


    Was sicher mit ein wichtiger Grund ist, weshalb heute kaum noch AGM-Batterien in Wohnmobilen verwendet werden und die LiFePO4-Technik regelrecht den Markt aufrollt: All die altbekannten Probleme mit Bleiakkus sind damit endgültig Geschichte. :love:


    Grüße, Tom

  • Soderle... nun hatte ich Zeit das "Ergebnis" genauer zu bewerten.

    Und da hat mich natürlich in erster Linie interessiert wie lange die Batterie nach der "Hochspannungsbehandlung" nun durchhält.

    Das Ergebnis ist durchaus fühl- und messbar. Aber leider nicht ausreichend. Das liegt aber wohl daran, dass die Batterie einfach schon "zu schlecht" war/ist.

    Ich hatte vor der "Hochspannungsbehandlung" mit einer Sat-Anlage, einem 12-Volt-Fernseher, einem Bluetooth-Lautsprecher und einem sehr gedämpfen Licht (Simulation der Verbraucher beim abendlichen Fernsehschauen) über den Daumen gepeilt einen Verbrauch von 5Ampere erzeugt (wohlgemerkt nicht gemessen - geschätzt). Da war vor der "Behandlung" nach ca. 2 1/4 Stunden Schluss. Nach der "Behandlung" kam ich da nun auf ca. 4 Stunden. Deutlich mehr. Aber leider für das normale Einsatzszenario zu wenig.

    Insofern werde ich mich nun mal noch intensiver der LiFePO4-Technik zuwenden und das gleich dazu nutzen soweit "aufzurüsten", dass es für einen ordentlichen Wechselrichter und die Ladung von E-Bike-Akkus ausreicht. Dazu habe ich nämlich auch noch die eine oder andere Frage, aber die werde ich dann an der "richtigen Stelle" im Forum platzieren.


    Grüße, Paulus

  • Soderle... nun hatte ich Zeit das "Ergebnis" genauer zu bewerten.

    Und da hat mich natürlich in erster Linie interessiert wie lange die Batterie nach der "Hochspannungsbehandlung" nun durchhält.

    Das Ergebnis ist durchaus fühl- und messbar. ... Da war vor der "Behandlung" nach ca. 2 1/4 Stunden Schluss. Nach der "Behandlung" kam ich da nun auf ca. 4 Stunden. Deutlich mehr.

    Das waren mal eben fast 90% Kapazitätszunahme. :thumbup: Nicht schlecht.


    Wenn es trotzdem nicht gereicht hat, muss man feststellen, dass es eben auch der normale Verschleiß durch Zyklisierung und die Zeit ist, der natürlich nicht mal eben so weggezaubert werden kann.


    Grüße, Tom

  • Stromaufnahme temparatur abhängig?

    Wenn ixh einen blei akku mit sagen wir 14.9V lade und er etwa 98% voll ist.

    Würde sich die Stromaufnahme des Akkus ändern bei unterschiedlichen Temperaturen? Sprich je wärmer desto mehr aufnahme?

  • Ja, das ist so. Deshalb wird bei Bleiakkus und stark von der Norm abweichenden Temperaturen auch die Regelung der Ladespannung empfohlen. Allerdings hat dieses Phänomen nichts damit zu tun, daß die Aufladung bei Bleiakkus zum Ende der Ladung immer so lange Dauert, weil es sich hier eher um ein Sulfatierungsproblem handelt. Das lässt sich durch Erhöhung der Temperatur nur aus sehr niedrigen Temperaturbereich heraus beschleunigen. Die Reste des kurz vor Ladenschluss noch vorhandenen Bleisulfates zu laden dauert leider immer lange.


    Grüße, Tom

  • Moin,

    ich hänge mich mal kurz an diesen Faden...

    @ TOM:

    In Deinen Hinweisen zum Ladewutzel stehen Ladespannungen und Dauer der anzustrebenden Ladung.

    Auch der Hinweis "Temperatur beachten!"

    Eine Erwärmung ist zu erwarten, aber ab wann sollte man die Ladung unterbrechen bzw. die Spannung zurücknehmen?

    30-40° C als Schmerzgrenze?


    Wo liegt das eigentliche Problem der Erwärmung. Ist es die drohende Gefahr des Thermal runways oder wird der Akku einfach aufgrund der hohen Temperatur geschädigt?


    Es geht mir dabei speziell um die "Hochspannungsladung" über 48 Std....

  • Wenn man eine Ladestrombegrenzung auf maximal 2A vorsieht (z.B. durch den normalen Ladewutzel, der schafft nur maximal 2A, oder ein entsprechend eingestelltes Labornetzteil), kann es kaum zu einer signifikanten Temperaturerhöhung der Batterie kommen, da hierfür dann schlicht die erforderliche "Heiz"-Leistung fehlt und eine Batterie im Format einer Starterbatterie wird dann kaum wärmer als etwa 10°K über Umgebungstemperatur werden. In dem Fall, wo man höhere Ströme wirken lässt, muss man darauf achten, dass die Batterie nicht zu warm wird und nicht "überkocht". Hierbei spielt dann der genannte "termal runaway" die entscheidende Rolle, der mit zunehmender Erwärmung der Batterie den Strom und damit auch die entstehende Wärmeleistung, immer weiter ansteigen lässt. Temperaturen deutlich oberhalb 40°C führen beim Laden verstärkt zur Gasung und diese erhöht dann wiederum die Batterie-Temperatur. Die Temperatur an sich ist für die Batterie jetzt nicht das Problem, sie geht dadurch also nicht direkt kaputt, jedoch beschleunigt sich die Alterung bei erhöhter Temperatur exponentiell. Zusätzlich erhöht sich zugleich die Rate der Gitterkorrosion, wo die positiven Bleigitter in bröckeliges Bleidioxid umgewandelt werden. Weshalb solche Ladephasen erhöhter Spannung auch nicht zu lange andauern sollen.


    Grüße, Tom

  • Moin moin,

    vielen Dank für die ausdauernde Unterstützung in diesem Forum!


    Ich arbeite hier gerade ein paar alte Batterien ab. Sie sind zum Teil unbekannten Alters und sind alle aufgrund von mangelnder Leistung ausgebaut worden. Pflegezustand meist unbekannt...


    Nach einigem Lesen hier habe ich für mich mitgenommen, das die Beurteilung einer Batterie mit haushaltsüblichen MItteln nur bis zu einem gewissen Grad möglich ist.

    Äußere Auffälligkeiten am Gehäuse, Ruhespannung, ggfs. Säurestand und Dichte...

    Vielmehr ist mir nicht möglich.

    Was bleibt?

    Volladen und dann eine Ausgleichsladung mit erhöhter Spannung.

    Entweder der Akku stirbt, oder sein Zustand verbessert sich ein wenig.


    Ein regelbares Netzteil geringer Leistung habe ich.

    Mittlerweile bin ich bei der vierten Batterie. Drei konnte ich als defekt aussortieren.

    Das Verhalten während der Ladung bei allen gleich. Nach der eigentlichen Ladung geht die Stromaufnahme runter, dann Erwärmung der Batterie mit gleichzeitig steigender Stromaufnahme (bis ca. 1,3 A) für ein paar Stunden, dann Abkühlung der Batterie und die Stromaufnahme geht wieder runter bis ca 300-400 mA. Es handelt sich sowohl um Nass- als auch um AGM-Batterien. Während der gsamten Dauer Gasung der Zellen...

    Soweit normales Verhalten?


    Die im Einsatz befindlichen Batterien in unserem Fuhrpark erfahren jetzt häufigere Pflege- Ladungen...


    Die Lebensdauer unserer Batterien erstaunt mich eigentlich ein wenig; nennenswerte Pflege im Sinne von Ladungen außerhalb des Fahrzeugs haben sie kaum bekommen, hoher Kurzstreckenanteil und trotzdem halten die Dinger manchmal 8-10 Jahre. Dann sind sie aber auch meistens tot...

  • Nach 8 bis 10 Jahren kann man sich sämtliche Mühen einer Regenerierung von Bleibatterien getrost schenken, das wird in jedem Fall bestenfalls marginale Verbesserungen bringen. Wie Du selbst schon bemerkt hast, ist die Lebensdauer von Bleibatterien nun mal nicht so groß.


    Erschwerend kommt bei ausgesonderten Starterbatterien hinzu, dass sie in fast allen Fällen kurz vor ihrem Ende noch ermordet wurden: Eine der sechs Zellen schwächelt nun mal als erste, während die anderen Zellen meist noch kräftig sind. Dann ein Startversuch, der in Ermangelung ausreichender Batteriespannung (die schwache Zelle fällt bei Belastung stark in der Spannung ab, damit hat die Batterie dann nur noch maximal 10V...) erheblich länger dauert als normal. Dabei polt der schwächste Zelle dann um und wird so endgültig gemeuchelt. Eine so misshandelte Batterie ist, besonders in höherem Alter und fortgeschrittenem Verschleißzustand, dann schrottreif.


    Oft hat man Zugang zu ausgesonderten Batterien und da rührt sich dann bei manchen das "Experimentator-Gen": Da muss doch vielleicht noch was gehen... Außer erfolglos Zeit und Lehrgeld zu investieren, kommt da aber meist nicht viel mehr bei rum.


    Aber eine wichtige Prüfung, nämlich die der IST-Kapazität einer Batterie, lässt sich auch mit "Hausmitteln" durchführen: Man verwendet hierfür eine 12V/50W-Halogen-Reflektorglühlampe, wie man sie in jedem Baumarkt kaufen kann und schließt über Lüsterklemmen Kabel mit Krokodilklemmen an. Die so gebaute "Prüflampe" weist bei 12V eine Stromaufnahme von etwa 4,2A auf. Damit und mit einem Spannungsmessgerät lässt sich nun wunderbar die Kapazität von (frisch aufgeladenen) Batterien mit Heimmitteln "messen". Man muss nur die Zeit stoppen, die vergeht, bis die Batteriespannung bis auf 10,5V abgesunken ist. Auf die Minute kommt es dabei natürlich nicht an. Pro Stunde entnimmt die Lampe der Batterie ziemlich genau 4,2Ah. Wird z.B. nach 5 1/2 Stunden die Entladeschlussspannung von 10,5V erreicht, hat man der Batterie 5,5 x 4,2A = 23,1Ah entnommen. Allerdings muss man aufpassen, dass man den Versuchsaufbau nicht vergisst und die Lampe die Batterie dann versehentlich tiefentlädt.


    Grüße, Tom

  • Moin,

    Du liegst vollkommen richtig mit dem "Experimentator-Gen". Ich will dabei nur sichergehen, tatsächlich totes Material zu entsorgen. Quasi als Bestätigung...


    Nächstes Projekt sind zwei AGM aus einem Seniorenrolli. Unbekanntes Alter und ebenso unbekannte Vorgeschichte. Vermutlich über einen längeren Zeitraum ungenutzt und ohne Nachladung.

    Leerlaufspannung ist gut mit 12,7 V nach Aufladung.

    Jetzt hängt eine Lampe dran zu Kapazitätsprüfung. Geplante Entladung bis 10,5V. Danach gilt es, die Abschaltspannung des Rollis zu ermitteln...

    Erwartung ist geringe Kapazität. Fahren kann man mit dem Teil mit normaler Leistung, aber wie lange?

    Ich möchte keinen Pannendienst außerhalb des Grundstücks machen müssen... :)

  • Genau, darum geht es! Wie viel Kapazität hat die Batterie nach einer Aufbau- oder Hochspannungsladung noch. Die Regeln der Technik sagen, dass ein Kapazitätsverlust von 20% das Ende der Lebensdauer darstellt. Praxis-Benutzer sehen das meist ganz anders und verwenden die Batterien viel länger. Aber irgendwann ist - leider - Schluss -|- und das brave Batteriechen kommt ins Recycling für die nächste Runde. :)


    Grüße, Tom

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