Sie sind nicht angemeldet.

Lieber Besucher, herzlich willkommen bei: Das MicroCharge-Forum. Falls dies Ihr erster Besuch auf dieser Seite ist, lesen Sie sich bitte die Hilfe durch. Dort wird Ihnen die Bedienung dieser Seite näher erläutert. Darüber hinaus sollten Sie sich registrieren, um alle Funktionen dieser Seite nutzen zu können. Benutzen Sie das Registrierungsformular, um sich zu registrieren oder informieren Sie sich ausführlich über den Registrierungsvorgang. Falls Sie sich bereits zu einem früheren Zeitpunkt registriert haben, können Sie sich hier anmelden.

Tom

Moderator

  • »Tom« ist der Autor dieses Themas

Beiträge: 1 665

Registrierungsdatum: 27.02.2010

  • Nachricht senden

1

02.12.2014, 15:29

Battery-Mythbusters No.2: AGM-Akkus brauchen eine deutlich höhere Ladespannung, sonst werden sie nicht voll




Man liest es immer wieder und inzwischen auch immer öfter:

Zitat

AGM-Akkus brauchen eine höhere Ladespannung! Sogar viele Ladegeräte besitzen inzwischen eine Umschaltung für "AGM", bei der die Ladespannung erhöht ist.

Frage: Machen also alle, die AGM-Akkus mit normaler Ladespannung laden etwas falsch?

Überlegung: Das Bleisystem (positive Elektrode: Bleidioxid, negative Elektrode: Blei, gemeinsames Entladeprodukt: Bleisulfat, Elektrolyt: verdünnte Schwefelsäure) weist bestimmte Spannungsschwellen für Ladung und Entladung auf. Diese sind in erster Linie abhängig von den verwendeten Bleilegierungen, der Elektrolytkonzentration und der Temperatur. Daran ist nichts geheimnisvolles, denn die Bleiakkutechnik ist inzwischen schon 160 Jahre alt. Die zugrunde liegenden Prinzipien sind bekannt und so ändert sich am Grundprinzip des Bleiakkus seit Jahrzehnten schon nichts mehr. Man könnte sagen, das System ist ziemlich durchoptimiert. Dennoch gab es in den letzten Jahrzehnten einige Ideen, die zu neuartigen Bleiakkus geführt haben. So z.B. die Rundzellentechnologie, die Gel- und die AGM-Akku-Technologie. "Technologie" ist dabei aber ein ziemlich hochtrabendes Wort, denn so besonders viel brauchte es nicht, um diese Technologien zu entwickeln. Man musste einfach nur darauf kommen und etwas experimentieren.

Ohne jetzt zu sehr ins Detail zu gehen, kann man feststellen, dass bei Bleiakkus mit flüssigem Elektrolyten die verdünnte Schwefelsäure in physikalisch flüssigem Zustand um die Bleiplatten schwappt. Dieses Prinzip wird bei fast allen Starterbatterien noch heute mit Erfolg verwendet. Es ist aber bei vielen Anwendungen von Vorteil, wenn der Elektrolyt nicht flüssig, sondern fest ist und nicht aus der Batterie auslaufen kann. So hat man zunächst durch Zugabe von Kieselgur zum Elektrolyten eine Paste erzeugt, welche zwischen den Bleiplatten haften bleibt und nicht mehr flüssig ist. Die Funktion des Akkus wird dadurch aber kaum beeinträchtigt, sodass diese Technik die vielen kleinen und lageunabhängig zu betreibenden Gel-Akkus erst möglich gemacht hat.

Später ist man dazu übergegangen, den ursprünglich flüssigen Elektrolyten in fein gewobenem Glasvlies (AGM = absorbed-glas-mat) zu speichern. Das Prinzip ist dasselbe wie beim Waschlappen: Ein feines Vlies ist in der Lage in Verbindung mit Flüssigkeiten Adhäsionskräfte aufzubauen, durch welche diese Flüssigkeiten quasi aufgesogen und festgehalten werden. Die Flüssigkeit ist noch vorhanden, aber sie läuft nicht mehr aus dem Vlies heraus. Genau dieses Prinzip wird bei AGM-Akkus angewandt.

Durch die geänderte Art der Elektrolytbindung (Flüssig/Gel/AGM) ändern sich allerdings die oben erwähnten Spannungsschwellen des Bleisystems in keiner Weise, so dass die Ansprüche an die Ladespannung bei Bleiakkus mit flüssigem Elektrolyten, mit in Gel gebundenem Elektrolyten und mit im Glasvlies gebundenem Elektrolyten letztlich identisch sind.

Frage: Nanu? Aber warum behaupten so viele Internetforen und sogar Ladegerätehersteller etwas anderes?

Antwort: AGM-Akkus werden gern für sogenannte zyklische Anwendungen verwendet. Das sind Anwendungen, bei denen die Akkus erst geladen, dann weitgehend entladen und dann wieder geladen werden (cyclic). Die bei zyklischer Verwendung auf die Bleiplatten wirkende mechanische Belastung ist dabei erheblich, weil das Entladeprodukt Bleisulfat mehr Volumen benötigt als die Ursprungsmaterialien Blei und Bleidioxid. Dadurch "pumpen" die metallischen Platten unter zyklischer Verwendung, was für das gesamte System großen Stress bedeutet. Weil AGM-Akkus durch die Vlieszwischenlagen die Platten quasi zusammenpressen, widerstehen diese diesem Stress aber im Vergleich mit anderen Bleisystemen besonders gut. Sie sind also besonders geeignet für zyklische Anwendungen.

Allerdings gelten bei zyklischen Anwendungen andere Ladespannungsvorschriften als bei normalem, oder gar Stand-By-Betrieb. Normalerweise wird für Bleiakkus bei 15°C eine Ladespannung von 2,3 bis 2,35V (13,8 bis 14,1V beim 12V-Akku) pro Zelle empfohlen. Bei zyklischem Nutzungsschema steigt dagegen der Bedarf an Ladespannung an, um Sulfatierung zu verhindern, weshalb man bei zyklischer Nutzung mit etwa 2,45V/Zelle (14,7V beim 12V-Akku) lädt. Betreibt man Bleiakkus dagegen im Stand-By-Betrieb (z.B. bei unterbrechungsfreien Stromversorgungen - USV), sind deutlich niedrigere Ladespannung angeraten, um übermäßige Gitterkorrosion zu vermeiden: 2,25V/Zelle (13,5V beim 12V-Akku).

Diese Werte sind Erfahrungswerte aus jahrzehntelangem Betrieb. Letztlich sind die Spannungsschwellen aber immer nur ein Kompromiss zwischen der gewünschten Wirkung (möglichst schnelle und vollständige Aufladung) und der Vermeidnung unerwünschter Nebenwirkungen (Sulfatierung bei zyklischem Betrieb, bzw. Gitterkorrosion bei StandBy-Betrieb). Da zyklische Anwendungen die Sulfatierung stark begünstigen, fährt man hier deutlich höhere Ladespannungen, um Sulfatierung entgegen zu wirken. Und da die lange Einwirkungszeit der Ladespannung bei Dauerladungen beim Stand-By-Betrieb die Gitterkorrosion stark begünstigt, senkt man hier die Ladespannung ab, um eben diese Gitterkorrosion so gering wie möglich zu halten. 8o :!:

So handelt es sich also einfach um ein Missverständnis: Nicht die AGM-Technologie selbst benötigt höhere Ladespannungen, sondern deren überwiegend zyklische Anwendung! Da dieselben AGM-Akkus aber auch in USVs bei deutlich verminderter Ladespannung verwendet werden, kann keine Rede mehr davon sein, dass AGM-Akkus stets eine höhere Ladespannung benötigen würden.

Fazit: Nicht die Elektrolyt-Technologie (flüssig/Gel/AGM) schreibt die Laderspannung vor, sondern das Nutzungsschema (cyclic/normal/stand-by)!




Edit 06.12.2014: Heute liegt mir doch tatsächlich ein Bleiakku-Ladegerät vor, welches gleich VIER Umschaltmöglichkeiten für "GEL, AGM, Nass und Calcium-Akkus" bietet! Ich schätze mal, die nächste Serie des Herstellers bringt auch noch Umschaltmöglichkeiten für rote, grüne und gelbe Akkus mit. Yippiii... :whistling: Eine Umschaltung des Nutzungsschemas (standby/cyclic) hat dagegen noch keiner im Angebot. :| Wieso eigentlich nicht? Halten die alle ihre Kunden für zu dämlich, um den Hintergrund zu verstehen?