Erhaltensladung bei Bleiakkus

  • Hallo und danke, dann man eine Frage per E-Mail stellen kann.


    Ich habe mir Ihre Bateriee-Infos durchgelesen und fand das sehr interessant. Leider konnte ich auch damit meine Frage nicht wirklich beantworten.


    Ich habe eine 24 AH Starterbatterie für ein Motorrad, welche ich mit einem Erhaltungsladegerät (Konstantspannung) puffere, da das Motorrad nur sehr wenig gefahren wird (Oldtimer). Wasserverlust ist minimal, 1 x pro Jahr etwas nachfüllen reicht völlig.


    Nach jetzt 2 1/2 Jahren ist die Leistung des Akkus plötzlich fast komplett weg. Vorher war immer alles I O.


    Erstaunicherweist kommt die Leistung langsam und teilweise wieder zurück, seitdem ich die Baterie mit dem Anlasser leere und danach mit einem normalen Ladegerät von C-TEK wieder voll auflade.


    Ich verstehe nur den technischen Hintergrund nicht. Was habe ich falsch gemacht?

  • Hallo,


    Erhaltensladung bei Bleiakkus ist eine immer wieder gestellte Frage, worüber in der Tat weitgehend Unwissen besteht, weil Erhaltensladung fälschlicherweise als besonders lebensdauerförderlich für Bleiakkus beschrieben wird. Gleichzeitig ist die ständige Vollladungs-Bereitschaft als wünschenswerter Zustand ebenfalls ein oft gelesenes Argument für Erhaltensladung. Wer allerdings schon einmal unterbrechungsfreie-Notstromversorgungen (USV) am Computer oder Alarmanlage betrieben hat, wird aus eigener (meist bitterer) Erfahrung wissen, dass mit Dauer-Erhaltensladung zwar eine ständige Vollladung gewährleistet wird, jedoch die Lebensdauer des Akkus überraschend kurz ausfällt (meist nur zwei bis vier Jahre). Aber warum ist das so?


    Die Ursache liegt im dauerhaft hohen Spannungspotential der Akkuzellen begründet. Ohne jetzt zu tief in die chemisch-physikalischen Zusammenhänge einzusteigen kann man bei einer Untersuchung ausgefallener USV-Akkus die Defektursache leicht als Korrosionserscheinung erkennen: Die Bleigitter sind regelrecht zerfallen. Dies ähnelt in der Wirkung stark der bekannten Korrosion bei Eisen und Stahl, die ganz ähnlich zur Umwandlung von mechanisch stabilem Eisen in mechanisch instabilen Rost und damit zu mechanischen Defekten führt. Bei Bleiakkus tritt dieses Problem durch hohes Spannungspotential auf, welches dazu führt, dass sich Blei in Bleidioxid umwandelt. Bleidioxid ist aber mechanisch instabil, genauso wie Eisenrost. Je höher das Spannungspotential ist, desto schneller läuft dieser Vorgang ab. Aus diesem Grund ist es wichtig, die Erhaltensladespannung nicht zu hoch auszulegen, da sonst die Akkus nur unnötig schnell wegen Korrosion ausfallen.


    Die besten Erfahrungen mit der Lebensdauer von Bleiakkus habe ich stets bei gut geladenen Akkus gemacht, welche ohne jeden Stromfluss kühl gelagert wurden. Auch diese Weise sind problemlos bis zu 20 Jahren Lebensdauer erreichbar. Da Bleiakkus sich aber stets durch unvermeidliche innere Vorgänge selbst Entladen, kommt man nicht umhin, sie regelmäßig wieder aufzuladen. Bei guten und kühl gelagerten Starterbatterien hat es sich bewährt, sie einmal jährlich aufzuladen, aber sonst auf jegliche Ladung oder Entladung zu verzichten. So erreicht die Lebensdauer ihr Maximum. Dabei sollen die Batterien aber möglichst vom Bordnetz getrennt sein, denn zumeist fließt ja doch immer ein kleiner Entladestrom, welcher die Aufladung häufiger erforderlich macht und zugleich den Ladungsdurchsatz des Akkus erhöht (Verschleiß).


    Jetzt schreiben Sie, ein nach Dauerladung praktisch defekter Akku hätte sich durch wiederholtes Laden und Entladen wieder gefangen. Dies lässt sich durch Materialveränderungen an den Bleigittern durch den Anlasserstrom begründen: Gitterunterbrechungen bedingen einen stark erhöhten elektrischen Widerstand an der Unterbrechungsstelle. Bei Belastung mit hohem Spannungspotential zwischen(!) den Gitterübergängen verändert sich das Material an den Bruchstellen, wodurch Bruchstellen häufig zumindest teilweise wieder geschlossen werden. So kann eine elektrisch vom restlichen Plattenverbund abgetrennte Plattenpartie durchaus wieder Kontakt zur elektrisch aktiven Platte bekommen, was sich in einem Anstieg der Kapazität und der Abnahme der Innenwiderstands bemerkbar macht. Leider ist das aber kein dauerhafter bleibender Zustand, sondern nur ein kurzfristig wirkender Effekt. Ein solcher Akku bleibt unberechenbar in seiner Leistungsfähigkeit und nur das Recycling verhilft wieder zu wirklich frischem Leben.


    An dieser Stelle noch ein Tipp: Muss ein Bleiakku unbedingt erhaltensgeladen werden, sollte peinlich genau darauf geachtet werden, dass die Erhaltensladespannung 2,25V pro Zelle keinesfalls übersteigt. Gleichzeitig darf der Akku nicht zu warm gelagert werden. Als optimalen Kompromiss bei Dauerladung würde ich 2,2V pro Zelle und 10°C Lagertemperatur ansehen.


    Meine Oldtimer überwintern stets mit zuvor voll geladenen und dann abgeklemmten Batterien.


    Grüße, Tom

  • So wie Tom die Problematik mit zu hohen Betriebsspannungen bereits ausführlich schilderte, sollte man bei handelsüblichen Ladegeräten mit Erhaltungsladefunktionen allgemein damit rechnen, dass erhaltend geladene Bleiakkus damit nicht wirklich alt werden!


    An zahlreichen unterschiedlichen moderneren Ladeautomaten habe ich bei diversen Analysen, üppige Erhaltungsladespannungen von durchschnitlich 13,8 Volt gemessen, was leider viel zu hoch ist. In diesem Zusammenhang veröffentlichte ich auch schon vor längerer Zeit "eine umfangreiche technische Abhandlung" mit meinen persönlichen Langzeiterfahrungen, welche ich auch öfter aktualisierte und ergänzte.


    Bei Schönwetterfahrzeugen (vor allem Motorräder und mehrspurige KFZ mit zusätzlichen stillen elektrischen Verbrauchern), führen längere Pausen häufig zu stark beschädigten bis völlig unbrauchbaren Starterbatterien. Will man sich regelmäßiges Abklemmen der Energiespeicher dauerhaft sparen, sind naturgemäß Netzladegeräte mit geeigneten Ausgangsspannungen optimale Alternativen. Die von Tom empfohlenen 13,2 Volt Konstantspannung für 6 zellige Bleiakkus, sind sehr gute Kompromisse für lange Zeiträume, wenn die dauerhafte Umgebungstemperatur nicht zu hoch ist.


    Ich rüste handelsübliche 12 Volt Tischnetzteile (in Form von energiesparenden "Green Mode" Sperrwandlern) überwiegend auf max. 13,4 Volt Ausgangsspannung um. Diese Option ist sehr praktisch, wenn man zusätzliche Schottkydioden mit kleinen Flußspannungen in Reihe nachschalten will. Folgender Klassiker hat sich bei mehreren befreundeten KFZ Werkstätten sehr gut bewährt, welche zahlreiche Starterbatterien aus Unfall und Gebrauchtfahrzeugen für längere Zeiträume lagern und diese manchmal erst einige Jahre später wiederverwenden.



    Wenn man viele gerauchte Bleiakkus unter klassischen Bedingungen lagert, werden diese Erfahrungsgemäß gar nicht so selten vor dem einlagern einmal fachgerecht aufgeladen, aber später wird meistens zum vorsorglichen nachladen vergessen, wenn die eingelagerten Energiespeicher nicht innerhalb kurzer Zeit auch tatsächlich benötigt werden. So etwas ähnliches erlebte ich vor mehreren Jahren bei einem Hochregallager einer befreundeten Landmaschinen Werkstatt. Dort wurde auf ca 20 verschiedene Traktor und auch kleinere gelagerte Starterbatterien über 2 Jahre vergessen, welche anschließend weitgehend unbrauchbar waren.


    Weiters muss man auch bei einfachen Motorrädern zwischen den jeweils installierten Ladereglern unterscheiden! Denn es gibt Drehstromgleichrichter mit nur insgesamt fünf Anschlüssen, wo die Energieversorgung für die Thyristorsteuerung intern abgegriffen wird.



    Dieses abgebildete Billigexemplar ist besonders heimtückisch, weil das zusätzlich eingegossene 6. Kabel (Sense) erst gar nicht angeschlosse wurde und deshalb völlig funktionslos ist. Bei Thyristorgeregelten Drehstromgleichrichtern mit nur insgesamt 5 Anschlüssen, sollte man allgemein mit durchschnittlich 1 mA Ruhestrom bei ca. 12,7 Volt Klemmenspannung am Akku rechnen. Das entspricht ungefähr 4,5 Ah schleichender Entladung in 6 Monaten. Rechnet man dann noch die natürliche Selbstentladung und den Umstand dass die meisten Motorradbatterien vor der Winterpause eher selten vollgeladen werden dazu, überleben das erfahrungsgemäß nur wenige richtig gesunde Motorradbatterien.


    Bei 6 poligen Drehstromgleichrichern wo die Versorgungs bzw. "Sense" Leitung über das Zündschloß geschaltet wird, gibt es in optimalen Fällen überhaupt keine stillen elektrischen Verbraucher. Aber darauf sollte man sich niemals verlassen, sondern entweder den Energiespeicher vorsorglich abklemmen, oder wirklich geeignete Erhaltungslader verwenden.

  • Immer wieder lese ich, dass eine Erhaltungsladespannung von 13,2 Volt für 12 Volt Blei-Starterbatterien bzw. pauschal 2,2 Volt/Zelle als optimal gilt.
    Wenn nun Gitterkorrosion bei permanent voll geladenen gehaltenen Batterien das größte Problem ist: Was ist denn der Grund, dass man diesen Wert nicht noch weiter absenkt, um diese Erscheinung zu minimieren? Ich meine, die Ruhespannung eines voll geladenen Bleiakkus liegt je nach Art und Alter bei ca. 12,65 bis 12,85 Volt. Warum also nicht noch weiter runtergehen, wenn man die Möglichkeit dazu hat ?(

    Jahr für Jahr werden noch gebrauchsfähige (Auto)-Batterien&Akkus unnötig aussortiert. Das muss nicht sein - einige davon sind noch verwendbar!

  • Meiner Erfahrung nach sind es bei 20°C eher 13,5V bzw. 2,25V/Zelle. Wenn man weiter runtergeht nimmt die Sulfatierung wieder zu. Dauerladung ist deshalb problematisch, weil in einer Bleiakku-Zelle kaum jemals ein gleichmäßiges Säuregewicht herrscht. Immer ist die Elektrolytkonzentration nach einer gewissen Gebrauchsdauer oben geringer als unten (Säureschichtung). Man müsste also an den Gittern oben eine höhere Spannung anlegen also unten, was natürlich nicht möglich ist. Aus diesem Grund kann es auch passieren, dass bei stärkerer Säureschichtung die Gitter trotz geringer Dauerladung oben unter Sulfatierung leiden, unten jedoch schon Korrosion einsetzt. Man sieht: Ist alles nicht so einfach. Die beste Möglichkeit, um Bleibatterien längere Zeit verschleißarm zu lagern ist daher, sie erst mit deutlich erhöhter Ladespannung gründlich aufzuladen (14,7 - 15,5V, um die Zellen eine Weile lang gasen zu lassen und so die Säureschichtung nach Möglichkeit aufzuheben und gleichzeitig vorhandene Sulfatierung so weit wie möglich abzubauen), dann kurz mit hohem Strom ein paar Sekunden lang Stoßzuentladen, um Kristallisationskeime gegen erneute Sulfatierung anzulegen und dann komplett abzuklemmen und kühl zu lagern.


    Grüße, Tom

  • Was ist optimaler bei folgender Situation:


    Umgebung:

    Akku wird Betriebsbedingt nie wirklich zu 100% geladen.

    Ich lade mit 14.8V mit bis zu ca. 200A in 2x 220A Bleibatterien Parallel (Optimierter Alternator). Effektive lade Dauer zwischen 1.5h bis 5h. Rest Aufnahme am ende eines Ladezyklus ist Erfahrungsgemäss mit 14.8V bei ca. 20A. Bei 14.2 liegt die Aufnahme bei ca. 5A.

    Säureschichtung sollte relativ wenig vorhanden sein, da die Akkus auf einem Schiff verwendet werden und somit auch mal ein bisschen durchgeschüttelt werden.

    Zusätzlich habe ich ein kleines Solarpanel das ca. 0.25A schafft bei Sonne. Welches ich aktuell dauerhaft angeschlossen habe.


    Das Solar Panel bringt die Bleibatterien während den Sonnenstunden auf ca. 12.9V und es fliessen 0.25A.

    Bringt das Panel etwas (wenn auch wenig) oder schadet es eher, da somit dauerhaft eine erhöhte Spannung anliegt?

  • Innerhalb dieses geringen Spannungsbereichs ist keine Schädigung zu befürchten, deshalb würde ich das Solarpanel schön dranlassen. Allerdings ist Sulfatierung mittelfristig unvermeidlich, wenn ungeladenes Aktivmaterial für längere Zeit in der Batterie zurückbleibt.


    Grüße, Tom

  • Akku wird Betriebsbedingt nie wirklich zu 100% geladen.

    Der Anteil am Blei, der nicht geladen wird verschimmelt und ist nicht mehr nutzbar. Bei 440 Ah wird das aber keine Rolle spielen.


    Ich lade mit 14.8V mit bis zu ca. 200A in 2x 220A Bleibatterien Parallel

    Bleibatterien ladet man mit 10 % ihrer Kapazität, hier also 44 A. Bis zu 200 A sind ungesunde Schnelladungen mit 30-45 %. Das Solarpanel schafft pro Stunde 0,2 Ah die Batterien aufzuladen. Der Ladewutzel schafft dann schon knapp 100 Ah pro Tag.


    Rainer



    Beispiel der Säureschichtung. Grafik: Fa. VARTA.



    Praktisches Beispiel einer durch Säureschichtung verschimmelten (sulfatierten) 12 V 230 Ah - Batterie.

  • AFA-Autobatterien, bis jetzt war die Aussage, dass eine Bleibatterie sich soviel Strom nimmt wie sie braucht. (Bei mir habe ich kurze Zeit (2 Minuten bis zu 200A gemessen) deine aussage würde ja suggerieren, dass wir in jedem Auto eine fehlerhafte Konstruktion haben (Alternator mit bis zu 225A Leistung und Batterien mit ca. 100Ah Kapazität).


    Daher was ist den nun richtig, schadet es dem Akku ihm soviel Strom anzubieten wie er möchte oder schadet das genau nicht, es regelt sich von selbst?

  • Ich muß hier mal differenzieren: Im Fahrzeugbetrieb bricht die Batteriespannung während des Starts auf 10 - 9 V ein, steigt nach Ausschalten des Anlassers schnell wieder auf 12 V und wird dann durch Einsetzen der Lichtmaschine mit 14,8 V "gedroschen". Dabei entstehen kurzzeitig hohe Ströme, die der Batterie nichts tun.


    Unter 14 V kann die Batterie höhere Ströme gut ab, darüber sollten sich nicht zu hohe Ströme einstellen, ab Gasung (15,8 V) bis zur Ladeschlußspannung (17 - 17,5 V) sind nur 5 % ratsam.


    Im Fahrzeugbetrieb nimmt sich die Batterie, was sie braucht (vorausgesetzt, man gibt ihr auch die Zeit dazu), das ist richtig. Der Ladestrom stellt sich auf Grund des Ladezustandes (Innenwiderstand) und der angebotenen Spannung ein.

    Ich lade mit 14.8V mit bis zu ca. 200A in 2x 220A Bleibatterien Parallel

    War von mir etwas falsch aufgefaß, hatte mich mehr auf den Strom konzentriert. Bei 14,8 V kann natürlich nichts passieren.


    Rainer.

  • Ich gehe von Naßbatterien aus, keine AGM oder GEL. Die kannst Du mit allen möglichen Spannungen laden. Je höher die Spannung, umso höher der Ladestrom (max. 40 A) und umso kürzer die Ladezeit. Hier bieten sich ungeregelte Ladegeräte an, wie z. B.

    https://www.einhell.de/p/1078121/ oder das Einhell CC-BC22E. Letzteres verkaufe ich sehr gern,weil man Automatikladung ohne Abschaltung und zusätzlich freie Ladung machen kann mit 15 A. Toms Ladewutzel geht ebenso - mußt nur mehr Zeit mitbringen.


    Bei der ungeregelten Stromladung gilt: Die Batterie ist voll, wenn die Spannung in den nächsten 2-4 Stunden nicht mehr ansteigt. Bei der Spannungsladung, also Spannungsbegrenzung, gilt: Die Batterie ist voll, wenn der Ladestrom in den nächsten 2-4 Stunden nicht weiter abfällt.

    Nach der Ladung den Flüssigkeitsstand in den Batterien kontrollieren.


    Korrekte Hinweise zur Ladung lassen sich schlecht geben, da viele Faktoren die Batterie beeinflussen. Werden sie zum Starten oder als Kleintraktion genutzt?


    Rainer


    Steigende Spannung bei der Stromladung und fallender Strom bei der Spannungsladung deuten auf eine Ladungsaufnahme der Batterie hin.

    Konstant bleibende Spannung bei der Stromladung und konstant bleibender Ladestrom bei der Spannungsladung deuten auf die Volladung der Batterie hin.

  • Ich kopiere aus einem Andern Beitrag:


    Optimale Ladespannung für folgende Situation:


    Verbauter Akku:


    Parallel geschaltet 2x Varta Promotive Heavy Duty 720 018 115

    Leistung 2x 220Ah Total 440 Ah


    Ladevorrichtung:

    Erhaltungsladung Solar 0.2A dauerhaft angeschlossen

    Verbauter Alternator:

    Leistung max. 220A

    Ladespannung einfach einstellbar zwischen 13.8V - 15.2V

    Aktuell auf 14.8V eingestellt


    Nutzungsprofil:

    Im Sommer max. 1x Wöchentlich

    Starten eines alten Dieselmotors inkl. Vorwärmen.

    Ladephase mindestens 0.5h maximal 2h.

    Betrieb von diversen Verbrauchern während maximal 30h (Kühlschrank (12A), Kaffeemaschine (kurzzeitig 100A), u.s.w.)

    anschliessend erneute Ladephase mindestens 0.5h maximal 4h.

    Saisonbetrieb, im Winter wird nur das Solar angeschlossen und die Batterien sollen dadurch erhalten bleiben.


    Beobachtetes verhalten aktuell:

    Die Batterien nehmen immer auch im "Voll" zustand mindestens ca. 17A auf bei 14.8V ca. 12A bei 14.4V

    Nach längerem gebrauch (29h) ziehen die Batterien kurzzeitig bis zu ca. 1 Minute 200A reduzieren sich laufend innerhalb von 30 Minuten auf ca. 20A.


    Dass ein grösseres Solar optimaler währe oder andere Batterien ist mal aussen vor, dies ist aktuell so verbaut und ich kann mit der Alternator Spannung noch optimieren.

    Aktuell ist der Wasser verbrauch der Batterien sehr gering, ich kontrolliere regelmässig und fülle natürlich bei bedarf auf.

    Das heisst aus Usability Sicht darf die Batterie Gasen (gut belüftet) die Batterie sollte aber dabei möglichst lange Leben.


    Die Frage ist also 14.8V Optimal oder sollte ich höher gehen?

  • Ich würde auf jeden Fall höher gehen und die maximal 15,2 V einstellen. Eine vollgeladene 230 Ah - Batterie zieht bei 15 V 0,5 A, bei 15,6 V 1 A (Neuzustand). Der noch hohe Ladestrom im "Vollzustand" (wie wird das festgestellt?) deutet darauf hin, daß die Batterien eben doch noch nicht voll sind. Wie alt sind die Batterien?


    Richtig wäre jetzt zwischendurch mal eine stromgeregelte Ladung mit 20 A bis 2-4 Stunden lang die Spannung nicht mehr ansteigt. Dabei kommt die Batterie in die Gasung (ab 15,8 V) und die Säureschichtung wird beseitigt.


    Oder: Den Ladewutzel für 8 Wochen bei 14,8 V laufen lassen. Dabei müssen sich die 14,8 V aber an der Batterie einstellen - nicht einfach am Gerät ablesen und einstellen! Bis 14,8 V stellt sich der früher mal übliche Erhaltungsladestrom ein. Die allseits bekannte Erhaltungsladespannung 13,6 V entspricht der Batterieart aus dem letzten Jahrhundert, ist für die heutige Batterie eigentlich zu wenig, aber trotzdem gut gegen zu lange "Erhaltung".



    Die Grafik zeigt die Stromaufnahme einer 60 Ah - Batterie bei Volladung und weiterer Erhöhung der Ladespannung. Die rechte Kurve gilt für die heutigen Batterien in Ca/Ca - Ausführung, links für die frühere Antimonbatterie. Die Fa. Exide hatte vor Jahren mal ein kleines Programm Antimon und Hybridbatterien im LKW-Sektor angeboten. Für Dich wäre eine Antimonbatterie (blaue Kurve) besser. Sie hat eine bessere Ladungsaufnahme und geringere Probleme mit der Säureschichtung.


    Hilfreich wäre auch ein BMS. Dann kannst Du ablesen, was fehlt.


    Rainer

  • Erstmal danke für eine Informationen, ich messe mit einer Stromzange den Ladestrom.

    Das voll habe ich in "" geschrieben, weil mir bewusst ist, dass wahrscheinlich die Batterie nicht wirklich voll voll ist.

    Ein externes Laden ist nicht so einfach möglich, da die Batterien auf einem Schiff installiert sind wo kein Landstrom vorhanden ist. Daher war die Idee mit dem Solar, welches ein bisschen gar wenig Leistung bringt.


    Batteriealter ca. 6 Jahre sie wurden ursprünglich in einem Lastwagen verwendet.


    Wenn ich dich richtig verstanden habe, mache ich mit den 15.2V / soviel Strom wie die Batterie aufnehmen kann bei meiner Dauer ca. 24h Ladung pro Jahr an der Batterie nichts kaputt, im Gegenteil es ist eigentlich noch Zuwenig Ladung (hauptsächlich die Dauer).

    Zusätzlich das 0.2A Solarpanel mit offener Spannung (stellt sich erfahrungsgemäss 12.6V - 12.8V ein)

    Ich werde dementsprechend dauerhaft auf 15.2V gehen.

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