Batterietypen und Pulsladespannung

Hallo,

die Ruhespannung der Batterien darf man in ihrer Aussagekraft keinesfalls überschätzen, die sagt nämlich fast nichts aus. Sie lässt sich nur so schön einfach messen, weshalb auch immer wieder versucht wird, aus der so gemessenen Spannung irgendetwas herzuleiten. Besonders die Analogie 'hohe Ruhespannung = viel gut' ist immer wieder äußerst beliebt - aber dennoch unsinnig. Denn die Ruhespannung steigt zum Ende der Lebensdauer sogar noch deutlich an.

Einzig aussagekräftig sind drei, bzw. vier Messungen:

• Kapazitätsmessung: Akku über wenigstens 12 Stunden vollständig aufladen, dann bis etwa 11V Klemmenspannung mit 1/10 der Nennkapazität (also 6,6A Entlade-Konstantstrom bei 66Ah Nennkapazität) entladen. Die so ermittelte Kapazität entspricht der aktuellen Batteriekapazität. Nachteil: Messung dauert lange und kostet wegen der hohen Entladetiefe zwangsläufig etwas Lebensdauer.
• Messung des Innenwiderstandes: Leider ein ziemlich kompliziertes Messverfahren, besonders bei hochstromfähigen Batterien, setzt darüber hinaus entsprechende Geräte voraus, die mehrere zehn bis hundert Ampere über einen definierten Zeitraum aufnehmen können. Diese Geräte hat man meist nicht zur Verfügung, weshalb diese Messung nur selten durchgeführt werden kann.
• Messung der Selbstentladerate: Batterie mit bekannter Kapazität voll aufladen und über wenigstens vier Wochen (günstiger wären drei bis sechs Monate) nicht zu warm stehen lassen. Dann eine Kapazitätsmessung zur Ermittlung der verbliebenen Kapazität durchführen. Die besonders lange Dauer dieser Messung führt dazu, dass sie kaum je "geplant" durchgeführt wird. Da sich einzelne Zellendefekte aber meist durch eine deutlich erhöhte Selbstentladerate verraten, kann diese Messung viele Informationen über den Akku zutage fördern. Da man aber die Spannungen der einzelnen Zellen bei gekapselten Batteriegehäuse kaum messen kann, erübrigt sich diese Mühe im Grunde. Ich hab aber auch schon Löcher in Gehäusedeckel gebohrt, um mit Nadeln die Zellenverbinder abzugreifen...
• Elektrolytdichte messen. Geht natürlich nur bei Nass-Batterien mit Zellenstopfen, leider eine aussterbende Spezies.

Was bleibt bei den genannten Optimas von diesen Punkte übrig? Wohl nur Punkt 1. Also in den sauren Apfel beißen und entweder ein Ladegerät mit Kapazitäts-Messprogramm beschaffen, oder mittels passenden 12V-Glühlampen entladen und dabei den Spannungsverlauf am Messgerät beobachten. Dabei dann die Zeit bis zum Erreichen von 11V stoppen. Das geht eigentlich immer.
Was nun tun, wenn die so ermittelte Kapazität überraschend niedrig liegt? Ein Desulfatierer bringt nur die Kapazität zurück, welche in übergroßen Sulfatkristallen steckt, die sich noch in den Ableitgittern befinden. Alle anderen Ursachen von Kapazitätsverlust können auch die besten Pulser nicht beheben. Eine Abschätzung ob Bepulsung etwas bringt, ist also möglich, indem man sich die Batterievergangenheit anschaut: Sind lange Verweilzeiten in teilweise oder ganz entladenen Zustand darunter, wird passiviertes Sulfat vorhanden sein. Wurde die Batterie dagegen immer gut geladen gehalten, wird ein Pulser vermutlich nicht viel bringen. Mit den Optimas habe ich selbst einige Erfahrungen mit im Neuzustand deutlich zu geringer Kapazität sammeln müssen, weshalb ich annehme, dass der Hersteller die Optimas "überzeichnet", also eine höhere Nennkapazität draufschreibt, als sie tatsächlich speichern können. Dagegen ist natürlich kein Kraut gewachsen.

Achso, da wäre noch die Frage: Sulfatieren die Zellen einer Batterie unterschiedlich stark? Ich sag mal so: Die Zellen laufen mit der Zeit in ihren Daten auseinander. Erfahrungsgemäß ist eine Zelle die schwächste und die wird nun im Betrieb immer "relativ" stärker belastet als die anderen, wodurch deren Verschleiß auch noch am stärksten ist. Diese Zelle wird also mit großer Wahrscheinlichkeit diejenige sein, die als erste die Grätsche macht. Das zeigt sich anfangs durch einen gegenüber den anderen Zellen verringerten Ladezustand und später dann in der weiter oben erwähnten angestiegenen Selbstentladerate. Noch später treten dort dann die ersten kapitalen Defekte auf, die schließlich zum Ausfall der gesamten Batterie führen. Um auf die eingangs gestellte Frage zurück zu kommen: Zu Anfang eher nicht, später dann aber um so mehr, je älter und verschlissener die Batterie ist.
Um die Zellen einer gealterten Batterie wieder anzugleichen, muss man nur deutlich überladen, also schon mal deutlich länger laden als 12 Stunden. Erst werden nur einzelne Zellen zu gasen beginnen, später werden dann alle gleichmäßig gasen. Damit es hierbei nicht zu Schäden kommt, sollte die Batteriespannung keinesfalls über 15,5V bei max. 25°C ansteigen und der Ladestrom sollte auf 5 bis höchstens 10% der Batteriekapazität begrenzt werden, sonst erhitzt sich die Batterie zu stark und es könnte zum "thermal runaway" kommen. Eine Austrocknung ist noch nicht zu befürchten, solange man nicht gerade über Wochen überlädt.
Man kann dieses Angleichen auch sehr elegant mit einem Ladestrompulser wie dem Power-Pulsar vornehmen. Vorteil: Es gibt keine negativen Erscheinungen wie Gasung oder Zellenkorrosion. Nachteil: Es dauert wegen des geringen mittleren Ladestrom ziemlich lange. Am besten also erst mit einem normalen Ladegerät so weit es geht aufladen und dann wenigstens zwei Wochen lang bepulsen. Das gibt meist eine wunderbar ausgeglichene Batterie. Wenn man diese Prozedur regelmäßig durchführt, wird man kaum je Ärger mit seinen Batterien haben.
Bei auf Lithium-Technik basierenden Akkus sind die Spannungen immer kritisch, weil die Aktivmaterialien bei auch nur geringfügig oberhalb der Herstellerspezifikation liegenden Spannungen zersetzt werden. Aus diesem Grund möchte ich eher von solchen Versuchen abraten. Allerdings habe ich selbst das auch noch nie ausprobiert.

Grüße, Tom

Einen wirksamen Verpolungsschutz kann man leider nicht mit einer einzigen Diode aufbauen, da braucht es doch deutlich mehr. Ich hatte ja weiter vorn schon darauf hingewiesen, dass für einen wirksamen Verpolungsschutz entweder die Einsatzbandbreite des Geräte eingeengt, oder die Desulfatierungleistung sinken würde. Zudem würde der Herstellungsaufwand deutlich steigen und gerade da liegt ja leider mein größtes Problem, weil alle meine Geräte (mit Ausnahme der Industrie-Ladegeräte) zu 100% von Hand hergestellt werden. Anders sind Ministückzahlen von wenigen Hundert Stück innerhalb von einigen Jahren auch gar nicht produzierbar, wenn man nicht gerade hauptberuflich bei einem Gerätehersteller arbeitet und dann dort nach Feierabend Bestückungs- und Lötautomaten kostenlos mitbenutzen darf (wie es manche meiner (Klein-)Wettbewerber tatsächlich tun).

Durch Änderungen der Arbeitsfrequenz des Pulsers kann man in der Tat die Leistungsabgabe an den Akku steuern, denn die Menge der Impulse pro Zeiteinheit steuert natürlich analog die abgegebene Energiemenge. Die Frequenz wurde dann auch etwa auf ein Optimum bei der Leistungsanpassung zwischen Netztrafo und Desulfatierungsleistung abgestimmt, um weder den Trafo zu überlasten, noch verfügbare Leistung zu verschenken. Da keine Leistungsregelung existiert, besteht leider auch das Problem, dass kleine Akkus unter 20Ah durchaus nach einer Weile der Bepulsung auf eine nicht besonders gesunde Erhaltensladespannung angehoben werden. Deshalb empfehle ich auch, keine Akkus mit weniger als 20Ah anzuschließen, jedenfalls nicht für längere Zeit. Größere Akkus verdauen die Dauerbepulsung mit dem Power-Pulsar dagegen klaglos und ohne Schäden.

Grüße, Tom

Hallo,

wenn der Power-Pulsar nach längerer Bepulsung von Grün auf Gelb wechselt, dann nimmt der Akku die Nadelimpulse nicht mehr auf. Gerade bei neuen Akkus ist das typischerweise darauf zurückzuführen, dass kein Bleisulfat mehr vorhanden ist. Sind Akkus älter, tritt dieses Umschalten nach Aufbrauchen allen Bleisulfates in der Regel nicht mehr auf, weil die Nadelimpulse dann durch andere elektrochemisch-physikalische Vorgänge absorbiert werden.

Zwei bis vier Wochen kann man den Power-Pulsar in jedem Fall bedenkenlos angeschlossen lassen, bei Akkus über 66Ah auch durchaus ständig. Der Dauerladestrom ist mit etwa 0,1A zu gering, um Schäden zu verursachen. Und wenn sich nach 10 Jahren Dauerbepulsung dann doch mal ein Akku zerlegt hat, dann kann man sich trösten, dass dessen Lebensdauer mit 10 Jahren doch auch nicht schlecht war.

Natürlich kann man vollständig geladene(!) Bleiakkus auch ganz vorzüglich mit dem Anlasserstrom impfen. Man muss danach nur dafür sorgen, dass der Akku danach nicht mehr geladen wird. Also Motor gleich wieder abstellen und zu Fuß zum Bäcker gehen. Ist sowieso viel gesünder...

Das von mir empfohlene Batterie-Testgerät YATO YT-8311 ist kein Kapazitätstestgerät, sondern nur ein Prüfgerät, um den Innenwiderstand des Akkus bei Hochstrombelastung zu überprüfen, also wie stark die Klemmenspannung bei Belastung einbricht. --> Google-Suche

Bitte nicht Ampere (A) und Ampere-Stunden (Ah) durcheinanderwürfeln, mir wird sonst schwindelig. Ampere beschreibt die Menge des fließenden Stroms, Ampere-Stunden dagegen eine strombezogene Ladungsmenge.

Da KFZ-Scheinwerfer-Lampen stets einen Spagat zwischen Lichtausbeute und Lebensdauer versuchen müssen, ist es notwendig, dass sie nicht auf die Batterie-Nennspannung von 12V, sondern auf die Bordnetzspannung bei laufendem Motor von 14V ausgelegt werden. Diese Lampen sollen also bei 14V 55W aufnehmen, was dann einem Strom von 3,92A entspricht. Schließt man dieselbe Lampe statt an 14V an 12V an, vermindert sich der Strom auf etwa 3,8A.

Ich verwende als Ballastwiderstände gern 12V/50W-Halogenlampen für den Hausgebrauch, die im Unterschied zu den KFZ-Lampen stets auf 12V ausgelegt sind. Deren Stromaufnahme beträgt dann bei 12V etwa 4,2A.

Ob sich Batterien durch Bepulsung verbessern lassen, kann nicht pauschal vorhergesagt werden. Soweit grobes Bleisulfat vorhanden ist, ja. Wenn nicht, dann nicht.

Grüße, Tom

Hmm.... beim Thema "Impfen mit Hochstromentnahme"
fällt mir gleich wieder die Geschichte mit dem Gabelschlüssel (Maulschlüssel für unsere Nördlichen Nachbarn) zwischen den BAtteriepolen ein