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Kundenanfrage

Akku-Gott

  • »Kundenanfrage« ist der Autor dieses Themas

Beiträge: 343

Registrierungsdatum: 15.04.2010

Über mich: Unter diesem Konto werden viele technischen Kundenanfragen und gegebenen Antworten zu Akkus, Installationen und MicroCharge-Produkten, die mich per eMail erreichen, in (anonymisierter) Kopie gepostet. So ist es möglich, einerseits die per eMail ankommenden Kundenanfragen direkt per eMail zu beantworten und andererseits die Forenuser an dem gegebenen Lösungsvorschlägen teilhaben zu lassen.

Thomas Rücker

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1

27.09.2018, 10:19

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?

Tom

Moderator

Beiträge: 2 033

Registrierungsdatum: 27.02.2010

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2

27.09.2018, 10:20

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
»Tom« hat folgendes Bild angehängt:
  • gitterkorosion.jpg

Ewald

Akku-Meister

Beiträge: 107

Registrierungsdatum: 11.02.2011

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3

29.09.2018, 12:39

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.

Torsten

Akku-Versteher

Beiträge: 41

Registrierungsdatum: 25.04.2019

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4

28.05.2019, 21:25

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 ?(

Tom

Moderator

Beiträge: 2 033

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5

28.05.2019, 21:52

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