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Auha,

na dann wollen wir mal...

Zitat von »Kundenanfrage«

AGM-Ladung - nur durch LiMa möglich? Die AGM Batterie wird durch die Lichtmaschine geladen, jedoch nur auf ca. 75%.Ladung - nur durch LiMa möglich? Die AGM Batterie wird durch die Lichtmaschine geladen, jedoch nur auf ca. 75%.

Das ist falsch. Ob der Elektrolyt flüssig, in Glasvlies aufgesogen (AGM) oder mit Kieselgur angedickt (Gel) wurde, spielt bei der Höhe der vom Akku benötigten Ladespannung überhaupt keine Rolle. Wenn überhaupt, müsste man hier eher das Lade-/Entladeschema (Stand-By oder zyklisch) beachten, bzw. die Akkutemperatur. Wenn dagegen die Bleilegierung besonders "exotisch" ist (was aber fast nie der Fall ist), kann eine abweichende Ladespannung sinnvoll sein. Nur würde man nicht ausgerechnet solche Akkus im PKW einsetzen, weil sich andernfalls unnötige Kompatibilitätsprobleme mit dem Rest der Bordelektrik ergeben.

Zitat

Es wird nicht die endgültige Ladeschlussspannung erreicht, die für den chemischen Umwandlungsprozess in der Batterie nötig ist (Bleisulfat -> Bleioxid).

Falsch, siehe oben.

Zitat

Dadurch altert die Batterie schneller, weil sich Bleisulfatkristalle bilden können die die aktive Bleifläche im Inneren verkleineren und somit Kapazität und Widerstand verschlechtern.

Da wie dargestellt keine andere Ladespannung für AGM-Akkus notwendig ist, ist auch diese Aussage falsch.

Zitat

Mit einem modernen Ladegerät mit 14,7V Schlusspannung und AGM-tauglicher Ladekurve lässt sich dem entgegenwirken. (Ich dachte auch ein AGM Akku ist mit 14,2-14,4V zufrieden)

Ist er auch. Ausnahme: Niedrige Temperatur und/oder zyklisches Lade-Entladeschema. Dann muss die Ladespannung deutlich höher liegen.

Zitat

Ich empfehle jedem Carhifi-User mit Zusatzbatterie die Anschaffung eines solchen Ladegerätes!! Bevorzugt ein CTEK.

Quatsch. Natürlich bevorzugt Microcharge, bzw. "modified bei t.e.s."...

Zitat

Sulfatkristalle lassen sich durch Vollladung...

Erst mal sulfatierte Akkus irgendwie voll kriegen - das ist ja gerade das Problem bei Sulfatierung.

Zitat

...mit anschließend möglichst hohem Entladestrom (Kurzschluss, Anlasser) wieder auflösen. (Gerade das sehe ich als falsch an)

Das ist nun aber total aus dem Zusammenhang gerissen: Beseitigen kann man bestehende Sulfatierung durch eine wie auch immer geartete Entladung natürlich nicht,
denn zur Umwandlung von Bleisulfat in Blei und Bleidioxid muss zwingend
Energie in den Akku hineingebracht werden. Geht also generell nur über
eine Aufladung!

Man kann Bleiakkus jedoch durch eine kurzzeitige Hochstromentladung nach erfolgter (!) Vollladung "Impfen". Dabei werden großen Mengen winzig kleiner Bleisulfatkristalle gebildet, die bei einer folgenden, ggf. nur mit geringem Strom stattfindenden Entladung als Kristallisationskeime wirken und dann dazu führen, dass sich kaum noch schädliche, übergroße Sulfatkristalle bilden. Das Impfen hilft also zukünftiger Sulfatierung vorzubeugen, bzw. ihr entgegen zu wirken.

Zitat

Ladezustand von 12V Batterien
Diese Werte gelten als Ruhespannungen einige Stunden nach den Laden:

Wenn ein 12V-Bleiakku nach dem (10%igen An-)Laden nur 11,3V aufweist, dann ist er entweder noch immer total(!) leer, oder hat einen Zellenschluss. Die gezeigte Tabelle ist sicher gut gemeint, aber - ich mag es kaum erwähnen - leider falsch. Ich habe so eine ähnliche Grafik und die sieht so aus: (dass meine Grafik von der obigen Tabelle inhaltlich abweicht liegt aber nicht daran, dass die nun nicht für AGM-Akkus geeignet wäre. Diese Grafik gilt gleichermaßen für alle sechszelligen Bleiakkus am Markt)



Wenn die Leerlaufspannung Ihres Akkus 12V unterschritten hat, gehen Sie am besten davon aus, dass er nun leer ist. Sicher: Ein paar Prozent könnte man noch entladen, aber der Akkuverschleiß steigt dadurch extrem an. Also besser ab diesem Punkt wieder aufladen.

Zitat

Folglich kann es sein, dass AGM-Ruhespannungen durch den LiMa-Betrieb im Auto etwas niedriger sind (75%).

Die 75% hat sich hier aber jemand aus den Fingern gesogen.

Zitat

Allerdings hat die moderne Blei-Batterie trotzdem mehr Reserven und höhere Startströme als eine Säure-Batterie mit gleicher Kapazität.

Was ist eine "Säure-Batterie" denn anderes als eine "Blei-Batterie". Aaaargh...

Zitat

11,9V Ruhespannung ist der Grenzwert wo man die Batterie wieder aufladen sollte und sicher gehen kann, dass keine Beschädigungen entstehen. Vollständige Entladung liegt bei 10,5V vor. Alles darunter beschädigt die Batterie pauschal gesagt - diesen kritischen Spannungsbereich >sollte man tunlichst vermeiden.

Naja, die Schädlichkeit beginnt m.E. nicht erst bei 10,5V Entladeschlussspannung. Jede Form der Entladung stresst einen Bleiakku. Je tiefer man entlädt, desto stärker wird der Stress und desto eher zeigen sich Schäden. Im tiefen Entladebereich verläuft die Schädigung dann natürlich exponentiell. Wo man genau die Schwelle zur Schädlichkeit der Betriebsbedingungen festlegt, wird sicher jeder selbst und für sich zu entscheiden haben.

Zitat

(Ent-)Sulfatierung
Um die Sulfatierung aufzulösen muss die Batterie lediglich ganz voll(!) geladen werden.

Das hatten wir doch schon weiter oben. Das "lediglich" wird nur dadurch relativiert, dass ein sulfatierter Akku keine Ladung mehr annimmt, sich also gar nicht mehr voll aufladen lässt. Ätsch!

Zitat

Wenn sich jedoch erstmal eine Sulfatschicht gebildet besitzt die Batterie nicht mehr ihre volle Kapazität - was tut man um wieder die volle Kapazität (Ah) "reinzuprügeln"?
Erstmal mit 14,4V oder 14,7V laden bis die Batt keinen Strom mehr annimmt.

Soweit der Akku überhaupt noch Ladung annimmt, ist das in der Tat schon mal ein Anfang.

Zitat

Nun müsste man ein intelligentes Ladegerät haben, welches den gesamten aufgenommenen Strom während des normalen Ladevorgangs gemessen hat und somit die hineingeladenen Ah berechnet.

Da hat er schon wieder den grünen Tisch aufgestellt: Wenn man einen (leeren!) sulfatierten 100Ah-Akku auflädt und es gehen nur 30Ah rein, dann bedeutet das keinesfalls zwingend, dass Aktivmaterial für 70Ah wegen Sulfatierung gerade Pause macht. In der Regel ist Sulfatierung eher ein seltener auftretendes Problem und der festgestellte Kapazitätsverlust rührt meist von ganz normalem Verschleiss her. Da kann man dann machen was man will, aber durch Verschleiss verlorene Kapazität kommt durch nichts und niemanden mehr zurück.

Zitat

Nun schließt man eine Stromquelle mit "I/100" an. Das bedeutet bei 10Ah -> 0,1A oder bei 50Ah I/100 der Stromquelle = 0,5A. Jetzt wird die Restkapazität, die beim normalen Laden nicht eingespeißt wurde "hineingeprügelt" (das Ladegerät muss natürlich wissen wieviel Ah verlorene Kapazität benötigt wird). Dabei kann die Batteriespannung auch mal auf 18V steigen, das macht der Batterie aber nichts, wegen dem kleinen Strom. (Eine ähnliche Methode wird auf der oben verlinkten CTEK Seite angerissen)

Auf diese Weise kriegt man einen sulfatierten Akku garantiert kaputt - also falsch!

Durch diese starke Überspannung wird der Akku als erstes mal fürchterlich zu gasen beginnen. Das allein führt schon mal dazu, dass die Stromaufnahme deutlich steigt (die Zersetzung von Wasser zu Knallgas benötigt Energie und die wird natürlich dem Ladestrom entnommen) und der Akku innerlich stark korrodiert. Darüber hinaus steigt auch noch die Akkutemperatur, wodurch der Ladestrom noch weiter steigt. Ab diesem Punkt entwickelt sich dann ein sogenannter "termal runaway": Der Akku erhitzt sich, dadurch steigt der Ladestrom, wodurch sich der Akku noch weiter erhitzt usw. Es hat schon seinen Grund, weshalb es erheblicher technischer Klimmzüge bedarf, eine einmal vorhandene Sulfatierung zu beseitigen. Nicht umsonst werden hierfür recht aufwändige (Ladestrom-)Pulser verwendet. Nur durch äußerst kurzzeitige Hochstromimpulse können die unerwünschten Nebenwirkungen einer Behandlung mit Überspannung - und ohne Überspannung kriegt man das aktionsträge großkristalline Bleisulfat nicht aufgelöst - überhaupt vermieden werden.

Wie trällerten schon Die Fantastischen Vier: Es könnte alles so einfach sein (isses aber nicht...).

Grüße, Tom

Zitat von »Tom«

Nur durch äußerst kurzzeitige Hochstromimpulse können die unerwünschten Nebenwirkungen einer Behandlung mit Überspannung - und ohne Überspannung kriegt man das aktionsträge großkristalline Bleisulfat nicht aufgelöst - überhaupt vermieden werden.

Hallo Tom,

das paßt grade zu meinen aktuellen Überlegungen.

Ich habe ein spannungsbegrenztes Trafo-Thyristorladegerät, das Batterien bei Klemmenspannungen unter ca. 14,3V mit ca. 10A eff lädt. Ab 14,3V wird der Effektivstrom nach dem Phasenanschnittprinzip verringert. Die kürzesten sinusähnlichen Ladepulse (gemessen per Oszi als Spannungsabfall über der Schmelzsicherung des Ladegerätes) haben noch Maximalströme von ca. 6 Ampere. Das weitere Runterregeln des Effektiv-Ladestroms in Richtung Null erfolgt, indem während einer oder mehrerer Trafospannungs-Halbwellen der Thyristor nicht eingeschaltet wird.
D.h. mein Ladegerät arbeitet aufgrund des primitiven Schaltungsprinzips nicht mit konstanter Gleichspannung, sondern mit Ladestrom-Impulsen und einer Maximalfrequenz von 100 Hz. Begrifflich hochtrabend könnte man es daher (wie auch jedes ungeregelte Baumarktladegerät) als Lade-Pulsar bezeichnen.

Mit wenig zusätzlichem Aufwand kann man die Thyristorsteuerung so umschalten, daß nur noch volle Ladeimpulse mit Maximalströmen um 20 Ampere freigegeben werden. Praktischerweise fällt dabei die Klemmenspannungs-Schwelle auf ca. 14,15V ab, so daß die Batterie keine dauerhaft überhöhte Ladespannung bekommt (die Ladestrompausen werden gegenüber dem Phasenanschnittbetrieb um ein Vielfaches verlängert). Nur während der Impulse könnte die Gasungsschwelle u.U. überschritten werden, wenn / solange der Innenwiderstand der Batterie hoch genug liegt.

Daraus ergibt sich die Frage, ob auch dieses Ladeprinzip eine desulfatierende Nebenwirkung hat?
Du schreibst von nötiger Überspannung: die erzeugt mein Ladegerät nicht zwangsläufig an den Batterieklemmen. Aber elektrochemische Reaktionen erfordern m.E. eher fließende Ströme - und die pumpt mein Gerät sehr wohl als Hochstromimpulse in die Batterie hinein.
Allerdings sind die Ladestromstöße im Vergleich zu eher nadelförmigen Induktionspeaks z.B. Deines Power-Pulsars sicher nicht kurzzeitig. Die unerwünschten Nebenwirkungen einer Behandlung mit Überspannung werden hier durch entsprechend lange Impulspausen vermieden.

Hattest Du diesen Ansatz zur Desulfatierung schon einmal ausprobiert?

Nein, das habe ich so noch nicht probiert. Allerdings glaube ich auch nicht, dass man mit der geringen Überspannung, wie sie ein solches Ladegerät bereitstellt, "Bleisulfat" in der Art, wie ich es als eigentliches Problem ansehe, überhaupt angreifen kann.

Dazu muss man wissen, dass ich den Power-Pulsar ausdrücklich zur Beseitigung extrem groß gewachsener und dadurch praktisch völlig inaktiver Bleisulfatkristalle entwickelt habe. Wenn man z.B. einen Bleiakku vor sich hat, der "völlig flach" ist, also keinerlei Spannung mehr hält und auch keinen Ladestrom annimmt, dann liegt das in der Regel daran, dass er sehr lange entladen gelagert wurde (oder daran, dass er innerlich zerstört ist (Platten- bzw.- Verbinderbruch), was hier aber nicht das Thema ist). Um solche völlig inaktiven Akkus wieder zu beleben, benötigt man ganz erhebliche Überspannungen bis über 50V (bei sechszelligen Akkus) und genau dafür wurde der Power-Pulsar geschaffen. Es bringt bei solchen Akkus in der Regel keinerlei Effekt, wenn man mit Ladespannungen bis 16V arbeitet, da rührt sich auch nach Wochen noch nichts. Erst die erhebliche Überspannung führt dazu, dass sich auch die größten Bleisulfatkristalle wieder in die ursprünglichen Aktivmaterialien Blei und Bleidioxid zerlegen lassen.

Bei Bleiakkus die im "normalen" Rahmen sulfatiert sind (durch sehr langsame Entladung und regelmäßig nur kurzer Aufladung, wie es heute gerade im Bereich Starterbatterien sehr verbreitet ist) und die durchaus noch Leistung und Kapazität aufweisen, benötigt man natürlich nicht so hohe Spannungen zur Desulfatierung. Hier reichen schon deutlich geringere Spannungen aus, weil die Kristalldimensionen um den Faktor 100 bis 1.000 geringer sind. Daher vermute ich, dass bei solchen Akkus mit dem genannten Thyristor-Lader durchaus gute Erfolge zu erzielen wären. Hier lässt sich aber auch schon durch einen längerfristigen Anschluss des Akkus an ein Netzgerät mit durchaus verträglichen 14,5V Konstantspannung über mehrere Tage das Sulfatproblem beseitigen, so dass über diese Langzeitladung hinaus eigentlich keine Notwendigkeit für besondere Desulfatierungsmaßnahmen besteht.

Es wäre aber interessant zu erfahren, ob sich durch die genannte Funktionsweise des Thyristorladers eventuell die Zeit der benötigten Langzeitladung bei leicht sulfatierten Akkus merklich verkürzen ließe, ohne dass dabei die unerwünschte Nebenwirkung in Form von Gitterkorrosion auftritt.

Grüße, Tom

Zitat von »Tom«

Um solche völlig inaktiven Akkus wieder zu beleben, benötigt man ganz erhebliche Überspannungen bis über 50V (bei sechszelligen Akkus) und genau dafür wurde der Power-Pulsar geschaffen. Es bringt bei solchen Akkus in der Regel keinerlei Effekt, wenn man mit Ladespannungen bis 16V arbeitet, da rührt sich auch nach Wochen noch nichts. Erst die erhebliche Überspannung führt dazu, dass sich auch die größten Bleisulfatkristalle wieder in die ursprünglichen Aktivmaterialien Blei und Bleidioxid zerlegen lassen.

OK, das habe ich verstanden.
Der Vollständigkeit halber: Der Trafo meines Ladegerätes liefert im Leerlauf eine Sekundärspitzenspannung von ca. 24V.
Abzüglich des Verlustes am Thyristor kann das Ding eine hochohmig sulfatierte Batterie also auch mit max. 23V im 100Hz-Takt beschießen.
Intakte Batterien im Kapazitätsbereich um 50Ah saugen die Energie aber so auf, daß die Klemmenspannung während der Ladeimpulse mit max. 20A nur um ca. 0,15V ansteigt.
Je hochohmiger der Akku wäre, umso höher stiege beim Laden auch die Impulsspannung an seinen Klemmen - eben bis max. 23V bei einem extrem sulfatierten Teil.
Um auf die 50V des Pulsars zu kommen, müsste man z.B. noch eine Kaskade hinter den Trafo schalten

Bei Akkus die nur teilweise sulfatiert sind, kommt man erst bei brachialer Überladung auf Akku-Klemmenspannungen von nennenswert über 16V und dabei wird sofort ein hoher Strom fließen, der jedoch nur in geringem Maße zur Sulfatrückbildung führt. Statt dessen wird sofort und eine lebhafte Gasbildung einsetzen und die ist natürlich unerwünscht. Auch mit 100Hz pulsierender Ladestrom ändert an diesem Problem nichts.

Erst bei Impulslängen im niedrigen Mikrosekundenbereich und kürzer kommt es zu einer Verschiebung des Wirkmechanismus weg von den negativen Effekten wie Gasung und Gitterkorrosion und hin zur erwünschten Sulfatspaltung.

Grüße, Tom

Zitat von »Tom«

Erst bei Impulslängen im niedrigen Mikrosekundenbereich und kürzer kommt es zu einer Verschiebung des Wirkmechanismus weg von den negativen Effekten wie Gasung und Gitterkorrosion und hin zur erwünschten Sulfatspaltung.

OK, damit sind einfache Trafoladegeräte größtenteils raus aus dem Desulfatierer-Spiel. Wieder was gelernt

Naja, da gibt's ja noch die Möglichkeit von Schaltnetzteilen, die im höheren Kiloherzbereich arbeiten. Vielleicht wäre ja das ein gangbarer Weg. Ist 'eh kostengünstiger als die großen und teuren 50Hz-Transformatoren. Einige Ladegerätehersteller werben ja sogar mit einer sulfatlösenden Wirkung dieser so genannten "Hochfrequenzlader".

Ich hab da aber noch gewisse Zweifel, besonders deshalb, weil die Steuerung der mir bekannten Lader insgesamt viel zu früh auf Vollladung erkennt und damit eine tatsächliche Desulfatierung gar nicht zulässt.

Grüße, Tom

Also ich hatte jetzt ne Batterie (Starterbatterie 6 Zellen mit nicht gebundener Säure) die hatte noch 3,2V Klemmspannung, ich habe gedacht die müsste ja maximal sulfatiert sein. Da ein normales Ladegerät das Laden verweigert (Low Voltage) habe ich sie einfach mal an nen sehr fettes Netzteil angeschlossen (100A bis 30V, ja das Ding wirft wirklich 3kW). Ich habe erstmal mit 5A geladen, was ohen Probleme ging, nach 1-2 Minuten war die Klemmspannung bei 11,3V während des Ladens mit 5A, ich hatte dann auch gelesen, dass man mit hohen Stromimpulsen Sulfatkristalle lösen kann, das Problem ist aber, dass selbst wenn ich auf 50A aufdrehe die Spannung grad mal auf 13,6V geht, der Akku hat also nen sehr kleinen Innenwiderstand. Da die Leerlaufspannung nach 1 Stunde jetzt 11,5V ist denke ich auch nicht, dass da Zellen kurzgeschlossen sind...

Ich habe jetzt mal 15Ah mit 6A reingeladen (ist ein 63Ah Akku), der Akku wurde dabei nicht warm und gegast hat er auch nicht.

Hat mein Akku diese extreme Tiefentladung (3,2V) jetzt einfach so weggesteckt?
Kurzschlussstrom bringt er jetzt so knappe 200A, aber da denk ich ist hauptsächlich der Widerstand der Kabel die ich verwende der limitierende Faktor...

Theoretisch könnte man ja so sehr kurze sehr starke Stromimpulse erzeugen, indem man einfach einen 1F Kondensator an ne 50V 1A Quelle hängt und den dann über 2 fette Kabel und nen Thyristor an die Batterie hängt. Dann noch nen Mikrocontroller welcher Batteriespannung und Kondensatorspannung überwacht. Wenn diese bei knapp 50V ist und der Akku noch im sicheren Bereich, löst er einfach den Thyristor aus. Das passiert ja dann immer wieder und müsste die Kristalle "weghämmern"

Es ist beim Desulfatieren nicht so, dass viel nun gerade viel hülfe. Das muss sich also schon in einem sinnvollen Rahmen abspielen, sonst macht man nur den Akku endgültig kaputt. Einen sulfatierten Akku mit einem Dauerstrom von 5A zu laden führt mit Sicherheit zu stark asymmetrischer Energieverteilung der einzelnen Zellen. Genau das sollte man aber vermeiden, weshalb man hier behutsam und mit sehr kurzen Impulsen arbeitet. Diese müssen bzgl. ihres Energieinhaltes vom Akku nicht nur aufgenommen, sondern auch noch sinnvoll, d.h. möglichst ausschließlich zur Desulfatierung verwendet werden. Ist die zugeführte Energiemenge aber zu hoch, wird der größte Teil der zugeführten Energie statt dessen für unerwünschte Nebenreaktionen verwendet.

Daher gilt beim Desulfatieren immer: Ruhe bewahren! Wirklich wirkungsvolles Desulfatieren dauert Wochen...

Grüße, Tom