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martin_53

Akku-Meister

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1

16.02.2014, 07:12

Kapazitätserhöhung durch zyklisches Entladen - Laden/Desulfatieren

Da der Zweck des vorherigen Versuchsaufbaues und Threads, nämlich die Möglichkeit des Desulfatierens überhaupt, sowie die Wirksamkeit von Pulsern nachzuweisen, erfüllt ist, habe ich mir eine neue Spielwiese gesucht. :D
Ich besitze 4 Bleiakkus in Parallellschaltung, zusammen nominell 220 Ah; die eine ausgemessene Restkapazität von noch 50% haben.
Mich interessiert, ob und wie weit eine Kapazitätserhöhung durch mehrmaliges Entladen bis auf 11,8V Klemmenspannung und anschließendes " Bepulsen " bis zum Erreichen von 14,4V - Klemmenspannung möglich ist.
Nun mag der Einwand kommen, dass so etwas die Akkus sehr strapaziert.
Die Industrie empfiehlt einen Austausch eines Starter-Akkus bereits bei Erreichen einer Kapazitätsgrenze von 80%.
Was also soll an meinen Akkus noch kaputt gehen? :rolleyes: :D
Im anderen Thread hatte ich vom "nichtöffentlichen Merkzettel im stillen Kämmerlein" geschrieben.
Das Mitteilungsbedürfnis war jetzt größer - aber ich werde es vorerst bei dieser Ankündigung belassen und es durchaus so halten. ;)
Es entsteht eine Excel-Tabelle mit Diagramm der Ladeverläufe und der Entwicklung der Restkapazität, die ich hier anfügen werde.
Vorgestellt habe ich mir eine Messreihe mit 10 Messungen. Hier wird also vorerst einmal über mehrere Wochen Ruhe einziehen. 8) :D


Grüße, Martin
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Tom

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2

16.02.2014, 08:10

Ich habe mich mit diesem Thema auch mal vonr etwa 10 Jahren beschäftigt und meiner Erfahrung nach lässt sich bei sulfatierten Bleiakkus die Kapazität zunächst durch Desulfatieren erhöhen. Anders als bei NiCd-Akkus sind aber darüber hinaus keine kapazitätssteigernden Effekte beim mehrfachen Entladen und Laden erkennbar. Im Gegenteil: Die Kapazität vermindert sich bei jedem Zyklus um einen kleinen Betrag, den man Verschleiß nennt.

Allerdings kann man den Innenwiderstand merklich vermindern, in dem man hohe Anfangsladeströme anwendet.

Weil es an anderer Stelle für Verwirung sorgte: Ein Bleiakku hat zwar auch einen ohmschen Widerstandsanteil, aber in den meisten Messungen dominiert die EMK (Elektromotorische Kraft).

Im übrigen halte die ich im Video gemachte Äußerung für Quatsch, nach der "die erheblichen Ladestrom- und Klemmenspannungssprünge, die beim Ausheben der hartnäckigen Sulfatkristallnester entstehen" in dem Zeigerzucken erkennbar seien. Da rennt ja kein Hund durch ein Hühnerlabyrinth und zerreisst dort vorgefundene einzelne Hühner... :whistling: Man sieht dass der Zeige springt - OK. Aber die Schlussfolgerung klingt m.E. doch etwas hergeholt. Solche Sprünge im Ladestrom habe ich jedenfalls noch nie gesehen und mir leuchtet auch nicht ein, weshalb es sich bei der Desulfatierung nicht um einen im weitesten Sinne kontinuierlicher Prozess handeln sollte, so wie es bei elektrolytischen Prozessen normal ist.

Grüße, Tom

martin_53

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3

16.02.2014, 11:46

...die beim Ausheben der hartnäckigen Sulfatkristallnester entstehen" in dem Zeigerzucken erkennbar seien. Da rennt ja kein Hund durch ein Hühnerlabyrinth und zerreisst dort vorgefundene einzelne Hühner...
Hab´s mal geändert in den "Zerfall größerer Kristallansammlungen". :) das klingt nicht so nach Hühnerjagd. :D
Die Schlussfolgerung sollte schon stimmen - der Effekt tratt ja mit dem Absaar (nicht so ausgeprägt, aber immerhin so deutlich, dass er mich auf die Spur der Desulfatierung gebracht hatte) - ebenfalls auf. Am Gerät liegt es also definitiv nicht. Eher an der größeren Impulsenergie. :)

Update 17.2.14 Ich gebe Dir aber Recht - ich habe die Weisheit nicht für mich gepachtet. Das Kind hat also einen korrekten Nemen bekommen. :)
Jetzt steht unter dem Video: "Hier geht´s zur Diskussion. Versuchsaufbau und Hypothese
Hypothese: Die Desulfatierung ist ein diskontinuierlicher, in Schüben ablaufender Vorgang, die durch das längere Einwirken einer Überspannung initiiert wird.
Die Zellenspannung darf dabei nicht die Gasungsspannung (2,4V) erreichen/überschreiten, um Korrosion zu vermeiden.
Deshalb werden hier gern Pulser benutzt.
Im Video sind deutlich die erheblichen Ladestrom- und Klemmenspannungssprünge, die beim Zerfall größerer Kristallansammlungen entstehen, erkennbar.
In einem vorangegangenen Versuch brach die Klemmenspannung einer bis 14,4V voll aufgeladenen, sulfatierten 220 Ah Akkugruppe unter Ladeimpulsen von 4A (effektiv) markant für mehrere Stunden bis auf 11,76 V ein.
Das gezeigte Gerät desulfatiert den Akku thyristorgesteuert mit asymmetrischem Wechselstrom im Tastverhältnis ca. 1:5 und ist etwa. 40 Jahre alt."

Grüße, Martin
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martin_53

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17.02.2014, 15:02

Ich habe mich mit diesem Thema auch mal vonr etwa 10 Jahren beschäftigt und meiner Erfahrung nach lässt sich bei sulfatierten Bleiakkus die Kapazität zunächst durch Desulfatieren erhöhen. Anders als bei NiCd-Akkus sind aber darüber hinaus keine kapazitätssteigernden Effekte beim mehrfachen Entladen und Laden erkennbar. Im Gegenteil: Die Kapazität vermindert sich bei jedem Zyklus um einen kleinen Betrag, den man Verschleiß nennt.
Da gebe ich Dir voll Recht. Bei mir schwingt allerdings die Hoffnung mit, dass meine Akkus noch immer nicht voll desulfatisiert sind. Das Zeugs hält sich hartnäckig. ;( Ich habe immer noch an 2 Akkus voll aufgeladen Säuredichten von 1,25 g/cm³. :huh: (nicht gerechnet, der "wartungsfreie" - möchte nicht wissen, wie´darum steht. ?( ;(
Deshalb habe ich diese Brücke gewählt- um nicht immer mit einem vollgeladenen Akku zu arbeiten und die positive Platte in Mitleidenschaft zu ziehen (das sind ja Impulse im 10A-Bereich), dachte ich mir: "desulfatierst Du eben einfach "nebenher" beim Wiederaufladen." :) :D
Hier schon mal das heutige Ergebnis: P.S. Ich musste gerade wieder die Batterie im Vielfachmesser wechseln. Möglich, dass schon wieder mal das gesamte Spannungsniveau zu hoch angezeigt wurde. (mich wundert das lange Verharren auf den hohen Anfangsspannungen. Dann hätte ich also schon wieder tiefentladen... :huh: Mehr weiß ich beim nächsten Versuch. :rolleyes: )
Grüße, Martin
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martin_53

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17.02.2014, 21:21

Das wird jetzt ein wenig dauern. (Geschätzt 3 Tage) Ich lade mit eff. 4A und kein Zeiger zuckt - nur das Voltmeter spielt ein wenig Kabolz.
(Beim Laden sollte die Klemmenspannung ja schließlich ausschließlich "rauf" gehen? :rolleyes: )
Den nächsten Test - und die Gewissheit, dass hier nicht vielleicht doch "ein Volt Schummel" zuviel im Spiel war, gibt´s also frühestens am kommenden WE. (Das wäre aber dann auch kein wirklicher Beinbruch - höchstens für die armen Akkus... :huh: )
Die Mehrkapazität lässt sich ja recht einfach aufklären - wenn die Messung stimmt - liegt sie ausschließlich im Bereich oberhalb 12,61V.
Unterhalb dieser Grenze haben beide Entladeversuche (einmal 57, einmal 58 Ah) den gleichen Wert ergeben. :rolleyes: Aber weshalb brach die Klemmenspannung nicht sofort mit Beginn der Entladung ein? 4,5A sind eine Menge Holz. :D Und theoretisch hätte die Entladung in 2 Gruppen am 13. und am 14.2. 10% Minderleistung ergeben sollen, da die Zeit zu kurz (oder auch der Strom zu hoch) geraten war. :)


Grüße, Martin
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Bandit1973

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18.02.2014, 06:12

4,5A sind eine Menge Holz.

nicht wirklich....... :D :D
eine Batterie dieser Grössenordnung (selbst wenn ich die verringerte Kapazität rechne),
darf so ein "Startstrom" nicht jucken!!!!!
natürlich könntest die Kapazitäts"Angaben" hinaufdrücken, wenn du mit weniger Strom entlädst.
Genau das machen die Akku Hersteller ja auch ;(

HIER
noch was zum Lesen :rolleyes: :rolleyes:

martin_53

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21.02.2014, 05:24

Update 21.2.14

Die Säuredichte der "kritischen" Zelle 4 an Akku #3 hat einen Wert von 1,28 erreicht. :) Auch der "Starting Bull" liegt inzwischen um 1,27. Ich bin wirklich gespannt darauf, wie lange an diesem WE "das Licht brennt". 8)
Einfach Säure "nachzukippen" ist übrigens keine gute Idee: Ich hatte der Zelle 4, da ich Shedding vermutet hatte, kürzlich 0,25 l Säure mit der Dichte 1,25 entnommen und gegen 50% ige ausgetauscht. Nach 1 x Entladen und Wiederaufladen war die Wirkung einfach verpufft. :cursing: Da müssen Liter im Spiel sein.
Nun habe ich das Problem, den überschüssigen Säurerest über die spezifische Dichte auszurechnen und das Ganze dann "rückwärts" gegen die entsprechende Menge AquaDest zu tauschen, damit er mir bei weiterem Desulfatieren nicht sauer wird. (War doch kein Shedding, sondern immer noch Sulfatierung einer einzelnen Zelle) :huh:
Um 10:00 Uhr Start des 2. Entladeversuches.
Grüße, Martin
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21.02.2014, 12:55

2. Entladeversuch

Um 10:00 Uhr Start des 2. Entladeversuches.
Hier schon mal vorab die Tendenz nach 11 Std. Entladung. Es scheint sich um einen Kapazitätsgewinn von 4Ah (oder 5% Nutzleistung) zu handeln.
(Rote Werte sind noch Hochrechnungen) :) Das "Häschen aus der Fernsehwerbung" trommelt also mit dieser Batterie eine ganze Stunde länger. :thumbsup:

Grüße, Martin
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22.02.2014, 02:28

22.02.14 02:20 Uhr - Entladeversuch bei 10, 49 V abgebrochen!
gemessene Kapazität: 69Ah :cursing:
(Wer misst, misst Mist...)
Grüße, Martin
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22.02.2014, 09:44

Mit einer Kapazitätsmessung in der Gruppe komme ich hier nicht weiter. Ich vermute, dass einer der Akkus (der Wartungsfreie??- der mir vielleicht "Überspannung vorgaukelt" ? ) abweichende Parameter hat und mich belügt. D.h. Halogenlampe passee´, ich brauche passende Entladewiderstände für die Messung der einzelnen Akkus/20 Std. :)
Mein Säureexperiment an Zelle 4 - tut nichts zur Sache - ich habe gerade ausgerechnet, dass hier, um wieder auf Originalzustand zu kommen, 12 ml dest. Wasser ausreichen würden. ;) Kein Wunder, dass die dichteanhebende Wirkung von 200 ml 50% iger -Säure sofort nach einem Ladezyklus "verpufft" war. :) Ich werde also hier garnichts tun. :D
Daraus gelernt: Man kann Akkus nicht einfach wie Widerstände parallellschalten und erwarten, dass sie sich genauso verhalten. Es gibt zu viele unbekannte individuelle Parameter, wie Innenwiderstand, Säuredichte und daraus resultierende EMK, die dafür sorgen, dass der Maschensatz hier nicht unumschränkt gilt. 8)

Grüße, Martin
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22.02.2014, 13:14

Irgendwo hab ich das hier mal gelesen:

§1. Ein Bleiakku ist kein Eimer!




Diese Einsicht klingt zwar unspektakulär, räumt aber mit dem weit
verbreiteten Irrtum auf, man könne einfach Strom in Akkus füllen und
wieder entnehmen, so wie man Wasser in einen Eimer oder Benzin in einen
Tank füllt und wieder entnimmt...

Grüße, Tom
Es kommt noch härter:
Ganz offensichtlich haben sich die Akkus trotz Parallellschaltung bei der vorangegangenen Volladung auf unterschiedliche, trotz gleicher Ladespannung individuell ihrem Suflatierungsgrad und Elektrolytzustand entsprechende Gegenspannungen aufgeladen.
Hätte ich nach Volladung die Verbindungsleitungen zwischen den Akkus aufgetrennt, hätte ich diese unterschiedlichen Spannungen auch als Ruhespasnnungen messen können. :huh:
So aber habe ich immer nur die höchste Ladeschlusspannung - und beim Entladen die höchste Klemmenspannung gesehen.
Es hat also keinen Ausgleich innerhalb der Gruppe gegeben - es sind keine Ausgleichsströme geflossen!
Was ich hier Parallelschalten von gleichartigen Batterien geschrieben hatte, war falsch! :cursing:
Das Einzige, was sich die Akkus anteilig teilten, war der Entladestrom. :huh: Ansonsten behielt jeder während des gesamten Vorganges offensichtlich seine eigene "interne Klemmenspannung", die eben zu ihm und seinem jeweiligen Entladezustand passte.
Das "Absacken" der Spannung ganz zum Schluss zeigte nur an, dass jetzt der Akku mit der höchsten Klemmenspannung "auch leer" war. 8)

Grüße, Martin
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22.02.2014, 13:42

Ansonsten behielt jeder während des gesamten Vorganges offensichtlich seine eigene Klemmenspannung, die eben zu ihm und seinem jeweiligen Entladezustand passte.

nö, kann nicht sein..... bei einer Parallelschaltung MUSS die Klemmenspannung bei allen gleich sein.
unterschiedliche Spannungen können sich erst nach auftrennen zeigen!!!!!!

martin_53

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22.02.2014, 14:01

klar muss sie gleich sein. (Man wird sie ja auch so messen.) Da hatte ich mich etwas unglücklich ausgedrückt: Ich meinte die "interne Klemmenspannung", die durch die EMK des Elektrolyten bereitgestellt wird. Eine von außen angelegte höhere Spannung in der Größenordnung von ein paar 100 mV mehr wirkt aber in diesem Moment nicht als Ladespannung - sondern bewirkt einfach im Akku überhaupt nichts. :)
Grüße, Martin
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23.02.2014, 10:00

Messgenauigkeit

Ich verwende 2 Messinstrumente. Das "gelbe" BEHA ist mir das Liebste - es war früher einmal geeicht (lang ist´s her) und schaltet sich nicht selbsttätig ab.
(Dafür ist aber dann auch schon mal die Batterie alle, wenn´s wirklich darauf ankommt :thumbsup: )
Das Andere ist ein"Mc Voice" (China???) - irgendwann mal von Conrad. Relevante Werte messe ich seit der Erfahrung mit der schwachen Batterie prinzipiell mit dem zweiten Gerät gegen. Es kommt dabei nicht darauf an, dass zwischen den beiden Anzeigen immer ein paar Millivolt liegen - es geht um die richtige Größenordnung und die richtige Tendenz. :)
Ich habe trotzdem jetzt das BEHA nochmal überprüft - und es ist mir nicht so ganz geheuer. Hab deshalb auch die Videos mit dem Gerät erst mal wieder zurückgezogen. :)
Grüße, Martin



P.S. ... übrigens hat Akku #3 die höchste Klemmenspannung. ;) (Das Foto ist natürlich vom Aufladen)
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martin_53

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26.02.2014, 19:02

perpeteum mobile - oder der "Novitec"-Effekt

Es fällt sehr schwer, sich zwischen den unterschiedlichen Desulfatierungsverfahren zu entscheiden. Alle funktionieren - soviel steht nun fest. Welches aber ist das Bessere? Ich weiß es wirklich nicht. Die Akkuaufladung mit hoher Spannung und Pulsweitenmodulation mit 14 kHz ist gedanklich aus den Erfahrungen mit dem Thyristorladegerät hervorgegangen und mich fasziniert, dass der beobachtete Effekt einem Dampfhammer gleich kommt.
Der Sperrschwinger, für den ich einen inzwischen erhältlichen integrierten Schaltkreis genutzt habe, (er schwingt mit 400 kHz) verrichtet seine Arbeit leise und elegant.
Beiden getesteten Verfahren ist gemeinsam, dass sie im Bereich von Ampere-Stromstärken zugleich effiziente Ladegeräte darstellen. Schnell ist die Ladeschlusspannung erreicht und es ist Schluß mit dem Desulfatieren, will man nicht den Akku durch Überspannung beschädigen.
Schon geisterte mir der "alte Entladewiderstand" aus den frühen Versuchen mit der asymmetrischen Wechselstromladung wieder im Kopf herum. Die überschüssige Ladung einfach verbrennen... aber einen Teil der Effizienz der Desulfatierungsschaltungen gleich mit. :cursing:
Dann kam mir die teuere (ich habe €1,53 incl. Kühlkörper und Versand gezahlt) , aber marketingtaugliche Novitec-Entwicklung in den Sinn. Warum nicht einfach einen Parasiten nutzen? (Ich bin mir übrigens mir nach 5 Std., die ich das Gerät ohne Ladegerät zuvor "im Kreis" habe arbeiten lassen, garnicht mehr so sicher, dass nicht doch eine Desulfatierung aus dem allmählichen Verzehr der Akkuladung heraus möglich ist... ?( ) Einige Symptome dafür hatte ich beobachtet. :thumbup:
(Einfach ein DC-DC-Wandler ohne Umbau geht nicht!) http://www.microcharge.de/forum/index.php?page=Thread&postID=2449#post2449
Allerdings nutzte ich einen Aufbau, der dabei 2A Stromaufnahme hatte. So lief die Schaltung an einem kleinen, noch nicht fertig desulfatierten "YUASA REW45-12, 45W/Cell, 10 min" - über 5 Stunden lang, bis 11,8V erreicht waren, der zuvor an einer 50 W Halogenlampe keine 5 min geschafft hatte. Ein echtes perpeteum mobile. :thumbsup:
Die Spannungsquelle hat dabei einen so geringen Innenwiderstand, dass ich eine Halogenlampe als Vorwiderstand mit einbauen musste, um wieder zurück in den Messbereich des Amperemeters zu kommen. :huh:
Hier noch ein Foto des "Alchimistenaufbaues". :) (Es geht nur um den Powerbull, rechts im Bild. Ich lade jetzt mit dem PWM bei knapp 1A. (Zuvor war der Akku teilentladen.))
Grüße, Martin
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27.02.2014, 13:47

Update

Der Versuchsaufbau hat bei einer Klemmenspannung von 13,25V, einem Ladestrom von 0,3A und einem Entladestrom von 1,4A einen stabilen Arbeitspunkt gefunden. So lasse ich es erst mal über´s WE laufen.
Gleichzeitig messe ich gerade die Kapazität des anderen Akkus mit Säuredichte 1,25 (GM/Opel) aus, um dann in 8 Tagen, nachdem dieser auch 1 Woche "dran" war, zu einem belastbaren Vorher-Nachher-Ergebnis zu kommen. :)
Beim Powerbull hatte ich dies leider versäumt, aber ich hatte mich über die immer noch zu geringe Säuredichte von 1,25 geärgert, die "einfach nicht weggehen" wollte.
Grüße, Martin
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27.02.2014, 16:41

na, das ging aber diesmal schnell...

:(
Entladestrom 1,74 A
Dauer: 3 Std.
Kapazität: 5,22 Ah (Wieso hat er dann noch so eine hohe Säuredichte ?( )
Schaun wir einfach mal, ob die gestern neugeschaffene "Wundermaschine" da noch etwas zu löten vermag. ?(
Ich trenne mal den Powerbull vom Ladegerät (er ist inzwischen bei einer Säuredichte von 1,27 angekommen!) und versuche hier mein Glück. :)
Grüße, Martin


P.S. Ich hatte vergessen: Man muss den Akku vorher aufladen!
Der "Parasit" stellt seinen Stromfluss nach der Differenz zwischen selbst erzeugter Spannung und Klemmenspannung ein (frei nach dem ohmschen Gesetz). :thumbup: Wenn ich das Teil also an einen entladenen Akku anschließe, geht der Strom wieder "durch die Decke." :D

Update: anscheinend stabiler Arbeitspunkt erreicht bei 13,38V, Ladestrom 1A, Entladestrom 1,5A Das sieht gut aus! :)
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04.03.2014, 15:30

Irgendwo hier im Forum 2 Grundsatzfragen zum Batteriepulsen . . . hatte ich gelesen, dass Starterakkus oftmals erst entsorgt werden, wenn sie nur noch 1/10 ihrer ursprünglichen Kapazität haben.
Hier habe ich nun 2 solcher Exemplare. (Damit ist auch klar, wieso der Entladeversuch in der Gruppe ein solches Fiasko ergeben hatte.) :huh:
Interessant ist, dass die Säuredichte bei dem völlig entladenen GM nach vollständigem Desulfatieren immer noch bei 1,27 liegt. Der Kapazitätsverlust muss also direkt einher gehen mit einem Verlust an aktiver Masse. Das Desulfatieren hat nur einen geringfügigen Kapazitätszuwachs ergeben (man beachte die unterschiedlichen Entladeströme - heute nur mit 0,92 A) Bei einem solchen Akku führt also die Messung der Säuredichte in die Irre.
Auch "schießt" die Klemmenspannung sofort bei Entfernen der Last wieder bis 12,6V in die Höhe.
Einen ähnlichen Effekt hatte ich bei den desulfatierten, tauben Gel-Akkus beobachtet: Nach längerer Desulfatierung bauten sie endlich eine gute Klemmenspannung auf - einer auch gute Kapazität, die beiden anderen jedoch nicht: Der Eine hat eine Teilkapazität, der Andere bricht unter Last sofort zusammen. :S
Hingegen sind die beiden Verbliebenen mit jeweils rund 23 bzw 25Ah nutzbarer Kapazität (11,8V) von nominell 55Ah wieder nutzbare Akkus, auch, wenn immer noch jeweils eine Zelle eine abweichende Dichte hat. (Die bekomme ich auch durch´s Desulfatieren nicht angeglichen).

Man bedenke, dass mein Akku #3, nachdem ihn die Werkstatt im Herbst eine Woche lang mit eingeschalteter Zündung belastet hatte, völlig taub war und entsorgt werden sollte! :)
Grüße, Martin
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Tom

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04.03.2014, 18:30

Genau solche Erfahrungen musste ich auch immer wieder machen. Verschleiß und Sulfatierung sind eben unterschiedlichen Dinger und Verschleiß lässt sich nun mal nur durch Recycling (also schreddern, einschmelzen und neu bauen) beheben.

Der Grund, weshalb die Säuredichte bei verschlissenen Zellen manchmal hoch ist, ist, dass geladenes Aktivmaterial von den elektrochemisch aktiven Platten getrennt wurde. Dabei kann es sich um aus dem Gitterplattenverbund gefallenes Material handeln, oder auch durch Plattenbrüche elektrisch isolierte Plattenteile. Die müssen dabei noch nicht mal entladen sein und deshalb liegt die Säuredichte dann erstaunlich hoch, obwohl die Kapazität sehr gering ist. Erst wenn sich dieses ausgefallene Aktivmaterial durch Selbstentladung entladen hat, sinkt auch die Säuredichte ab und ergibt dann das übliche Bild alter, defekter Akkus.

Welche Software benutzt Du für die Grafiken? Die Graphen kommen mir irgendwie aus Büchern bekannt vor.

Grüße, Tom

martin_53

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04.03.2014, 20:47

Welche Software benutzt Du für die Grafiken?
Das sind MS-Excel-Diagramme. Geht ganz von selbst - wenn man(n) denn damit richtig umgehen könnte. (Ich bin noch am Üben-habe heute aber immerhin die Möglichkeit der Skalierung rausgefunden!) :D
Grüße, Martin
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