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Inhalt:
 Grundlagen
 Allgemeines / Aufbau
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 Ladestand von Bleiakkus
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 Weitere Themen:
 Nickelcadmiumakkus (NiCd)
 Nickelmetallhydridakkus (NiMH)
 Lithiumionenakkus (LiIon)


Grundlagen

Für Bleiakkus (umgangssprachlich auch Bleibatterie oder im Zusammenhang mit Autos Starterbatterie oder Autobatterie) gelten die gleichen Grundlagen wie für alle Akkumulatoren. Sofern Sie mit dem grundsätzlichen Aufbau und der Wirkungsweise von Akkus nicht vertraut sind, sei Ihnen die Lektüre der Seite  Akkumulatoren nahegelegt, auf der grundlegende Infos zum  Aufbau von Akkus enthalten sind. Weiterhin können Sie dort eine Erklärung von  Fachbegriffen rund um die Akkutechnik sowie eine Übersicht über die verschiedenen  Akkutypen finden.


Allgemeines / Aufbau

DerStarterakkuAutobatterie/Starterbatterie Bleiakkumulator gehört zur Standardausrüstung eines jeden Autos mit Verbrennungsmotor. Oft wird er auch als Batterie, Autobatterie, Motorradbatterie, Starterbatterie oder Bleibatterie bezeichnet. Die korrekte und eindeutige Bezeichnung Bleiakkumulator oder kurz Bleiakku rührt daher, daß beide Elektroden aus Blei bzw. aus einer Bleilegierung bestehen und daß er wiederaufladbar ist. Als Elektrolyt dient Schwefelsäure. Im geladenen Zustand besteht die positive Polplatte aus Bleidioxid (PbO2) und die negative aus blankem Blei (Pb). Beim Entladen bildet sich an beiden Platten feinverteiltes Bleisulfat (PbSO4), welches beim Laden wieder in Bleidioxid bzw. in Blei zurückverwandelt wird.

Bleiakkumulatoren sind aufgrund des stark ätzenden Elektrolyts im Falle eines Defekts potentiell gefährlich und bei nicht fachgerechter Entsorgung alles andere als umweltfreundlich, da Blei ein giftiges Schwermetall ist. Sie müssen daher unbedingt dem Recycling zugeführt werden, was in Deutschland für Autobatterien schon längere Zeit Pflicht ist. Bleiakkus sind vergleichsweise schwer, voluminös und besitzen eine im Vergleich zu anderen Akkumulatortypen gleicher Baugröße geringe Strombelastbarkeit. Zudem ist die Selbstentladung eines Starterakkus bei Raumtemperatur mit 5 bis 10% pro Monat relativ hoch (Bleigelakkus ungefähr die Hälfte oder noch geringer). Bei einer Selbstentladungsrate von 10% beträgt nach Volladung die Restladung nach 6 Monaten 50% und nach 12 Monaten nur noch 30% der Kapazität. Allerdings sind Bleiakkus vergleichsweise billig, robust, sehr einfach zu laden und vor allem auch bei deutlichen Minusgraden verwendbar, weshalb sie trotz ihrer zahlreichen Nachteile im Automobilbereich als Starterakku nach wie vor ausschließlich eingesetzt werden. Bei Hybridfahrzeugen werden aus Gewichts- und Platzgründen als Antriebsakkumulatoren vorzugsweise andere Akkutypen eingesetzt.

Im Automobilbereich benutzte Starterbatterien besitzen Bleielektroden, die mit Absicht extrem porös ausgeführt sind, um eine große Oberfläche pro Volumen zu erreichen, um den für Bleiakkus typischen hohen Innenwiderstand zu verringern. Dies wird dadurch erreicht, daß die Elektrodenplatte im Grunde keine Platte ist, sondern eher aussieht wie ein Gitter. Dieses Bleigitter wird bei der Herstellung mit einer Paste aus Bleipartikeln (negative Elektrode) bzw. Bleidioxidpartikeln (positive Elektrode) bestrichen, die das eigentliche Elektrodenmaterial bilden. Durch die große Oberfläche der extrem vielen kleinen Partikel, die wirken wie ein Schwamm, kann die Autobatterie viel mehr Strom liefern als mit einem simplen Blech als Elektrode, was eine Grundvoraussetzung für einen erfolgreichen Kaltstart ist. Zudem wird so eine vergleichsweise große Kapazität bei kleinem Volumen erreicht. Sie hat aber auch einen ganz entscheidenden Nachteil: Da die Bleielektrode einem Schwamm nicht unähnlich ist, bröckeln bei jedem Lade-/Entladevorgang winzige Teile der Elektrode ab, weil die chemische Umwandlung der Elektroden zu mechanischen Spannungen führt. Die Ursache liegt darin, daß Bleisulfat mehr Platz braucht als Blei oder Bleioxid. Das Volumen der Partikel der Elektrode nimmt daher beim Entladen zu und beim Laden wieder ab. Einerseits verringert sich durch das Abbröckeln die wirksame Oberfläche, was zu einem höheren Innenwiderstand und einer verminderten Kapazität führt. Andererseits bildet sich sogenannter Batterieschlamm, der sich am Boden absetzt. Beim Autoakku reichen daher die Elektroden nicht bis ganz unten an den Boden, damit sich der teilweise leitfähige Batterieschlamm gefahrlos unten absetzen kann. Erreicht er aber die Elektroden, kann es zu einem Kurzschluß kommen, wodurch die betroffene Zelle und damit der gesamte Akku unbrauchbar wird. Wenn man den Akku stark entlädt (im schlimmsten Fall bis zur Kapazitätsgrenze) und wieder auflädt, bröckelt ziemlich viel Material ab, was seine Lebensdauer extrem verkürzt.

Starterakkus sind durch die Elektrodenstruktur daraufhin ausgelegt, für sehr kurze Zeit hohe Ströme zu liefern. Der typische Wert des Starterstroms ("Anlasser") liegt bei einem mittelprächtigen 4-Zylinder-Ottomotor bei 150 bis 200 A, wobei bei deutlichen Minusgraden ein Vielfaches benötigt wird. Bei Dieselmotoren liegt er infolge der höheren Kompression des Motors und damit notwendigen höheren Antriebsleistung generell darüber. Wie schon oben angedeutet mögen es Starterakkus generell nicht, wenn man ihnen viel Ladung entnimmt, weil dann die Elektroden schnell wegbröckeln. Bei regulärem Betrieb ist das auch nicht der Fall: Der Strom ist zwar sehr hoch, aber in den wenigen Sekunden zum Starten des Motors wird dem Akku nur wenig Ladung entnommen (bei 2 Sekunden und 200 A sind es lediglich 0,1 Ah), und nach dem Motorstart wird er sofort wieder geladen. Im Normalfall sollte man einer Starterbatterie nicht mehr als 3% ihrer Nennkapazität als Ladung entnehmen, wobei das empfohlene Maximum bei 10% liegt. Alles, was darüber hinausgeht, ist höchst ungesund für den Akku und sollte tunlichst unterbleiben. Der Fahrzeughersteller orientiert sich bei der Akkuauswahl aus diesem Grund nicht an der Kapazität sondern vielmehr am sogenannten Kälteprüfstrom, der zwar immer auf dem Akku angegeben ist, es aber im Gegensatz zur im Grunde sinnlosen Kapazitätsangabe (man kann die Kapazität nicht ausnutzen, ohne den Akku zügig zu zerstören) leider noch nicht ins Bewußtsein der Autofahrer geschafft hat. Der Kälteprüfstrom besagt, wieviel Strom der Starterakku im Neuzustand bei einer Akkutemperatur von -18°C für eine Zeit von 30 s liefern kann, ohne daß die Spannung unter 9 V sinkt. Das ist das Kriterium, das bei Starterakkus wirklich zählt.

Bei sehr extremem Kurzstreckenbetrieb oder bei Defekten am Generator ("Lichtmaschine") wird der Akku nicht genügend aufgeladen und befindet sich mehr oder weniger ständig im halb- bis nahezu ganz entladenen Zustand. Nahezu leere Starterakkus "ziehen" bei laufendem Motor sehr viel Strom aus dem Bordnetz, was zur Folge hat, daß der Ladestrom viel zu hoch ist und dadurch beim Ladevorgang viel mehr Teile der Elektroden abbröckeln als beim schonenden Laden. Wenn ein Akku in stark entladenem Zustand tagelang verharren muß, bilden sich aus den vielen, feinverteilten Bleisulfatkristallen große Bleisulfatkristalle an den Elektroden, die aufgrund ihrer schlechten elektrischen Leitfähigkeit nur sehr schwer rückzubilden sind (siehe  Sulfatierung). Dies ist daher gleichbedeutend mit einer Kapazitätsverringerung, die nicht mehr vollständig rückgängig gemacht werden kann. Zusammen mit dem Batterieschlamm sind dies die Hauptgründe, warum Bleiakkus in extremen Kurzstreckenautos meistens nicht sehr lange überleben. Dies kann man abmildern, indem man bei häufigem Kurzstreckenbetrieb den Akku regelmäßig mit einem Ladegerät vollädt, idealerweise jeden Abend. Das gleiche Problem tritt bei Fahrzeugen mit Stopp-/Start-System auf, da hier im Stadtverkehr automatisch sehr oft der Motor abgestellt und neu gestartet wird. Dem Problem einer nicht ausreichenden Ladung begegnet man hier üblicherweise durch Einsatz eines Batteriesensors, der bei zu geringer Ladung des Akkus das automatische Abstellen des Motor verhindert. Dem Problem der durch die sehr häufigen Motorstarts und damit sehr vielen Zyklen abbröckelnden Elektroden begegnet man durch Einsatz von deutlich zyklenfesteren Akkus wie z.B. Akkus in EFB- (=Enhanced Flooded Battery) oder AGM-Technologie (=Absorbent Glass Mat). Ziel ist es hierbei immer, die abbröckelnden Teilchen mechanisch an Ort und Stelle zu halten.

Ganz schlimm ist es, wenn man eine konventionelle Autobatterie zweckentfremdet (z.B. als vermeintlich preisgünstige Alternative zu speziell für Solaranlagen oder elektrische Antriebe konstruierten Akkus) und weit außerhalb seiner Spezifikation betreibt, beispielsweise durch mehrfaches Entladen über die max. spezifizierte Entladetiefe von meistens 10% hinaus. Hierbei ist die Schlammbildung sehr hoch, was sich sehr ungünstig auf seine Lebensdauer auswirkt. Ein Entladen bis zur Kapazitätsgrenze überlebt er nur wenige Male. Für Solaranlagen gibt es aus genau diesem Grund spezielle Solarakkumulatoren ("Solarbatterien"), bei denen konstruktiv sichergestellt wird, daß sie starke Entladungszyklen deutlich besser wegstecken und auch eine geringere Selbstentladung besitzen. Erkauft werden die Vorteile der Solarakkus mit einem größeren Bauraum, mehr Elektrodenmaterial, zusätzlichen Maßnahmen wie Glasfaservlies etc. und damit einem deutlich höheren Preis, der nicht zuletzt auch durch die im Vergleich zu den Millionen Autoakkus sehr geringe Stückzahl vergleichsweise hoch ist. Aber auch zyklenfeste Solarakkus sollte man möglichst nie vollständig entladen. Ähnliches gilt für sogenannte Antriebsakkus, die ebenfalls auf Zyklenfestigkeit bei vergleichsweise hoher Entladetiefe optimiert sind.

Da Autobatterien schnell altern, wenn sie prozentual viel Ladung abgeben müssen, ist es-wie früher empfohlen- auch nicht unsinnig, nach Möglichkeit einen Akku mit größerer Kapazität zu verwenden, wenn man in sein Fahrzeug eine Standheizung, Funkgeräte (z.B. in Taxis), Musikanlagen oder andere Zusatzverbraucher einbaut, die bei stehendem Motor genutzt werden. Die höhere Kapazität braucht man dabei keineswegs, um den Strombedarf der Standheizung oder anderer Zusatzverbraucher zu stillen, denn mit ungefähr 5 A für die Standheizung und noch einmal 5 A für den Lüfter (um die warme Luft in den Innenraum zu befördern) bräuchte man selbst bei einer Heizdauer von einer ganzen Stunde nur 10 Ah (notwendig sind dagegen bei einer ausreichend leistungsstarken Standheizung nur 1/4 bis 1/2 Stunde). Dies würde selbst den im Automobilbereich kleinsten üblichen Akku mit 36 Ah vor keine großen Probleme stellen. Allerdings würde er incl. des nachfolgenden Motorstarts zu gut einem Viertel entladen, was nicht gut für seine Lebensdauer ist. Ein deutlich größerer Akku wird prozentual weniger entladen und dankt dies dadurch, daß er nicht ganz so schnell kaputtgeht. Als angenehmen Nebeneffekt hat man dann auch mehr Reserven, wenn der Akku am Ende seiner Lebensdauer deutlich an Kapazität verliert. Unsinnig ist übrigens in diesem Zusammenhang die weitverbreitete Behauptung, ein kleiner Generator ("Lichtmaschine") habe mit einer "dicken Autobatterie" Probleme oder nähme sogar Schaden. In heutigen Fahrzeugen serienmäßig verbaute Generatoren haben eine Leistung von 1500 W und oft noch mehr. Dies entspricht einer Stromstärke von mehr als 100 A. Ein handelsüblicher PKW-Akku kann einen solch hohen Ladestrom überhaupt nicht aufnehmen, sofern er nicht sehr stark entladen ist; das Problem bei der Ladung von Bleiakkus ist ja eher, bei Kurzstreckenverkehr ausreichend Strom und damit Ladung in den Akku hineinzubekommen, um eine vertretbar kurze Ladezeit hinzubekommen. Viel mehr als 10 A beträgt der Ladestrom auch bei einem dicken 100-Ah-Akku nur selten. Schaden nehmen kann der Generator ohnehin nicht, denn die Spannung sinkt automatisch ab, wenn der Generator nicht genug Strom liefern kann. Das kann übrigens im Fahrbetrieb oft vorkommen, denn bei Leerlaufdrehzahl ist die maximale Stromabgabe eines Generators sehr gering. Falls viele Verbraucher (Heckscheiben- und Sitzheizung, Beleuchtung, Nebellampen, Lüftung auf höchster Stufe etc.) eingeschaltet sind, gibt bei Leerlaufdrehzahl der Akku sogar Strom ab anstatt geladen zu werden. Wer aufmerksam ist, kann dies bei Fahrzeugen mit konventioneller Halogenbeleuchtung an geringen Schwankungen von Farbe und Intensität des Fahrlichts erkennen. Besser als einen größeren Starterakku zu verwenden, ist aber auf jeden Fall, Standheizung und Lüfter bzw. andere Zusatzverbraucher über einen zusätzlichen zyklenfesten Akku mit Strom zu versorgen; dann muß der Starterakku wie in Autos ohne Standheizung nur den Anlasserstrom liefern und dankt dies mit einer deutlich längeren Lebensdauer. Leider ist die Verkabelung für diese Betriebsart einigermaßen aufwendig, und auch der Zusatzakku muß irgendwo untergebracht werden, weshalb dies leider nur selten gemacht wird. Wenn Sie diesen Aufwand scheuen, sollten Sie beim Starterakku wenigstens nicht zum billigsten NoName-Produkt greifen, sondern einen zyklenfesten Akku in EFB- (=Enhanced Flooded Battery) oder besser AGM-Technologie (=Absorbent Glass Mat) kaufen, wie er für Fahrzeuge mit Stopp-/Start-System üblich ist. Die Kosten für einen EFB- oder AGM-Akku sind zwar ein gutes Stück höher als für normale Starterakkus, aber unter dem Strich lohnt es sich über die deutlich längere Lebensdauer in diesem Betriebsmodus. Eine -wie früher empfohlen- höhere Kapazität des Starterakkus ist dann natürlich nicht notwendig.

NebenBleivliesakku AGM-Akku Bleigelakku EFB-Akku den Starterakkus für Fahrzeuge aller Art mit Verbrennungsmotor gibt noch weitere Sorten von Bleiakkus. Die oben erwähnte EFB- oder AGM-Technologie hält durch ein Gewebe aus z.B. Polyester (EFB) oder ein Glasvlies (AGM) das Material der Platte mechanisch an Ort und Stelle fest und verhindert so weitgehend ein Abbröckeln der Platten bei größerer Entladetiefe. Das Glasvlies der AGM-Akkus bindet zusätzlich die Säure und hält sie sozusagen durch Kapillarwirkung an Ort und Stelle, was durch  Säureschichtung verursachte Probleme vermeidet. Zusätzlich kann man einen solchen Akku weitgehend lageunabhängig betreiben. Bei sogenannten Bleigelakkus ist die verdünnte Schwefelsäure in einem Gel festgelegt. Dadurch, daß der Elektrolyt nicht flüssig ist, kann man Bleigelakkus in beliebiger Lage betreiben - im Gegensatz zu AGM-Akkus auch über Kopf, was bei Bleiakkus mit flüssigem Elektrolyten völlig undenkbar ist. Allen diesen Akkus ist gemein, daß durch die jeweiligen konstruktiven Maßnahmen sowohl die maximale Entladetiefe als auch die Zyklenfestigkeit gegenüber Starterakkus deutlich erhöht wird. Aufgrund dieser verbesserten Eigenschaften werden sie oft als Notstromversorgung für Alarmanlagen, medizinische Geräte oder unterbrechungsfreie Stromversorgungsanlagen (USV) verwendet. Weitere Anwendungsgebiete sind beispielsweise die Solartechnik zur Überbrückung der sonnenlosen Zeit ("Solarakku"), Wohnmobile oder Boote zwecks Stromversorgung bei stehendem Motor, elektrische Antriebe und viele mehr. Leider sind solche Akkus aufgrund des höheren Materialbedarfs und der geringeren Stückzahlen deutlich teurer als Starterakkus gleicher Kapazität. Bei bestimmungsgemäßem Gebrauch besitzen sie eine ganz erheblich längere Lebensdauer, als wenn man Starterakkus für solche Anwendungen mißbraucht.


Laden von Bleiakkus

BleiakkusEinfaches Ladegerät für BleiakkusStarterakku sind empfindlich gegenüber Tiefentladung. Bereits eine einmalige Tiefentladung kann den Akku unbrauchbar machen, selbst wenn man ihn sofort wieder auflädt. Das Laden selbst ist sehr einfach: Man versorgt ihn mit einem nicht zu hohem Strom (üblicherweise 1/20 bis 1/10 der Kapazitätsangabe) und schaltet bei Erreichen von ca. 2,4 V pro Zelle (also knapp unterhalb der Gasungsspannung, die allerdings stark temperaturabhängig ist) in eine Nachladephase mit einer Konstantspannung von beispielsweise 13,8 V, bei der der Akkus noch einige Stunden (z.B. über Nacht) voll geladen wird. Der Wert von ungefähr 13,8 V ist diejenige Spannung, bei der ein vollgeladener Akku nicht weiter geladen sondern nur die Selbstentladung ausgeglichen wird. Mit dieser Spannung kann er daher sehr lange geladen werden, ohne Schaden anzurichten. Ein anderes Verfahren ist, eine Spannung knapp unter der Gasungsspannung anzulegen (bei nicht temperaturkompensierten Ladegeräten üblicherweise 14,4 V) und die Ladung abzubrechen,wenn der Ladestrom auf unter 2% der Kapazitätsangabe abgesunken ist. Beispiel für einen 60-Ah-Akku mit 12 V Nennspannung: Ladestrom zwischen 3 und 6 A mit Abschaltung bei einem Ladestrom unter 1,2 A. Es gibt noch etliche weitere Ladeverfahren, die aber z.T. nur für sehr spezielle Akkutypen geeignet sind: Bei stationären Akkus, bei denen man Wasser nachfüllen kann, wird beispielsweise absichtlich für beschränkte Zeit der Akku zum Gasen gebracht, damit der Elektrolyt durch die Gasentwicklung gut durchmischt wird, um die unerwünschte  Säureschichtung zu vermeiden. Akkus ohne Möglichkeit der Wassernachfüllung kann man mit einem solchen Ladeverfahren jedoch sehr schnell unbrauchbar machen.

Die Gasungsspannung ist diejenige Spannung, ab der der Akku so gut wie nicht mehr weiter geladen wird, sondern nahezu der gesamte Strom das Wasser des Elektrolyten in Wasserstoff und Sauerstoff aufspaltet und damit zersetzt. Dieses Gasgemisch explodiert selbst in nur geringen Mengen beim geringsten Funken heftig, weshalb man nur im Freien oder in gut durchlüfteten Räumen laden darf. Billige Ladegeräte besitzen nicht nur keine automatische Abschaltung bei Erreichen der Gasungsspannung, sondern lassen einen Akku durch pulsierende Gleichspannung mit hohem Scheitelwert immer gasen. Nicht zu starkes Überladen richtet zwar bei Akkus, bei denen man Zugang zu den einzelnen Zellen hat, keinen allzu großen Schaden an, jedoch geht Wasser verloren. Hat man den Akku überladen, muß man daher den alten Flüssigkeitspegel durch Nachfüllen von destilliertem Wasser wiederherstellen, sofern das überhaupt möglich ist - die verbreiteten als wartungsfrei vermarkteten "Calcium-Batterien" besitzen normalerweise keine Wartungsöffnungen mehr, über die man Wasser nachfüllen könnte. Keinesfalls dürfen Sie zum Nachfüllen im Handel erhältliche "Batteriesäure" nehmen; diese ist ausschließlich zum Befüllen von sogenannten "trocken vorgeladenen" Bleiakkus (d.h. Akkus, die aus versandtechnischen Gründen ohne Säure ausgeliefert werden) gedacht. Da beim Überladen nur Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespaltet wurde, die Säure aber unbeeinflußt blieb und auch nicht verbraucht wurde, muß lediglich destilliertes Wasser nachgefüllt werden. Wird mit "Batteriesäure" aufgefüllt, ist zuviel Schwefelsäure in der Akkuflüssigkeit, die erstens die Leitfähigkeit und damit das Stromliefervermögen reduziert, und zweitens die Bildung großer Sulfatkristalle fördert (siehe  Sulfatierung), die die Kapazität vermindern.

Die Bordnetzspannung und damit die Ladespannung des Akkus ist in vielen Fahrzeugen auch heute noch nicht temperaturkompensiert. Das hat zur Folge, daß bei hoher Akkutemperatur (dabei ist die Gasungsspannung geringer als bei niedriger Temperatur) die Bordnetzspannung höher als die Gasungsspannung sein kann. Dann wird das Wasser im Akku in Sauerstoff und Wasserstoff zersetzt und dabei verbraucht. Das Gasen ist nicht ganz so schlimm, aber dabei sinkt der Flüssigkeitsstand. Liegt der Flüssigkeitsstand längere Zeit so niedrig, daß die Platten nicht mehr komplett von Säure umgeben sind, verlieren die trockenen Plattenteile ihre Stromspeicherfähigkeit, sodaß auch nach dem Nachfüllen von Wasser die Kapazität verringert bleibt. Probleme im Winter werden daher meistens durch nachlässige Pflege im Sommer gelegt. Es ist also anzuraten, vor allem im Sommer öfter den Säurestand des Akkus zu überprüfen und ggf. Wasser nachzufüllen. Dieses Problem tritt jedoch ausschließlich dann auf, wenn die Akkutemperatur sehr hoch ist und der Akku gleichzeitig geladen wird, was eher selten der Fall ist. Während des Fahrens sorgt nämlich die Kühlluft dafür, daß der Akku nicht allzu warm wird. Wirklich hohe Akkutemperaturen treten nur dann auf, wenn man ein längere Zeit mit hoher Last und hoher Drehzahl heißgefahrenes Auto bei hoher Außentemperatur parkt, weil dann die Motorwärme nicht durch Fahrtwind bzw. den Lüfter effizient abgeführt wird, sondern sich die heiße Luft unter der Motorhaube staut und dann den Akku aufheizt. Zunächst ist das noch unkritisch, weil der Akku bei stehendem Motor nicht geladen wird. Der aus Akkusicht ungünstigste Fall ist derjenige, wenn nach ca. einer halben oder ganzen Stunde, also wenn die Akkutemperatur ihr Maximum erreicht hat, eine neue Fahrt beginnt und der Akku dann geladen sprich überladen wird. Die Kühlluft kann den warmen Akku nur sehr langsam abkühlen, weshalb das Überladen recht lange andauert. Fahrzeuge, bei denen sich der Akku nicht im Motorraum sondern z.B. im Kofferraum befindet, haben dieses Problem natürlich grundsätzlich nicht.

Sofern es sich bei Ihrem Auto-Akku nicht um einen "wartungsfreien" Typ handelt, haben Sie meistens durch Entfernen von 6 Schraubstöpseln oder einer Kunststoffleiste Zugang zum Elektrolyten und können im Bedarfsfall problemlos destilliertes Wasser nachfüllen. Sie sollten alle 1 bis 2 Monate (wenn Sie viel fahren öfter) überprüfen, ob der Flüssigkeitsstand noch ausreichend hoch ist. Tragen Sie dabei unbedingt Sorge, daß keine elektrisch leitfähigen Teile in den Akku fallen können; ein Kurzschluß innerhalb der Zelle mit gigantischen Strömen würde seinem Leben ein spektakulärs Ende setzen. Zusätzlich würde durch die schlagartige Wärmeentwicklung bedingt heiße Säure herausspritzen, die zu massiven Verätzungen und Erblindung führen kann. Bei durchsichtigen Akkus ist der Sollfüllstand meistens durch eine Markierung auf der Seite des Akkus gekennzeichnet. Falls eine solche fehlt, sollte der Flüssigkeitsstand ca. 1 cm über der Oberkante der Platten liegen. Wenn er niedriger ist, sollten Sie im Interesse einer langen Lebensdauer schnellstmöglichst destilliertes bzw. demineralisiertes Wasser nachfüllen.

Falls Sie Ihren Akku z.B. durch vergessenes Ausschalten der Beleuchtung stark entladen oder sogar tiefentladen haben, sollten Sie ihn keinesfalls mit einem Schnelladegerät aufladen. Das Tiefentladen ist schon schlimm genug, und durch den hohen Ladestrom würde er noch mehr Schaden nehmen. Er muß vielmehr mit einem geringen Ladestrom langsam wieder aufgepäppelt werden. Auch wenn es lange dauert, sollten Sie ihn daher lediglich mit einem geringen Strom aufladen. Das mag er auch im Normalbetrieb am liebsten. Als Faustregel sollte der Strom ein Zehntel der Akkukapazität nicht überschreiten, darf allerdings gerne geringer sein. Bei einem Akku mit einer Kapazität von beispielsweise 60 Ah sollte der Ladestrom daher 6 A oder weniger betragen. Falls Sie für alle Fälle gewappnet sein wollen und daher an die Anschaffung eines Ladegeräts denken, sollten Sie aus den genannten Gründen leistungsstarke Geräte im Regal stehen lassen und lieber eines mit geringem Strom aber automatischer Abschaltung ("elektronische Laderegelung" bzw. "mikroprozessorgesteuert") kaufen. Moderne Ladegeräte brauchen keinen großen Transformator wie das in Bild 1 abgebildete Gerät, sondern sind mit einem sogenannten Schaltregler ausgestattet, bei dem aufgrund der hohen Schaltfrequenz bei gleichem Strom der Trafo erheblich kleiner sein kann. Sie kennen diese Technologie z.B. als Netzteil von Notebooks. Solche Ladegeräte besitzen normalerweise dank Mikroprozessorsteuerung eine elektronische Ladereglung und sind wegen des viel kleineren und damit preisgünstigeren Trafos trotzdem kaum teurer als die altertümlichen dicken Kisten in Einfachstbauart, die nach wie vor noch verkauft werden.

Innenleben eines einfachen Ladegeräts
Bild 1: Einfaches Ladegerät für Bleiakkus

Wie Sie in Bild 1 sehen können, sind die normalen Ladegeräte, die man für wenig Geld im Zubehörhandel kaufen kann, extrem einfach aufgebaut. Sie bestehen lediglich aus einem Stahlblechgehäuse, einem Transformator, einem Gleichrichter, einem einfachsten Meßgerät und einem Sicherungshalter. Der Gleichrichter liefert an seinem Ausgang keineswegs eine Gleichspannung, wie sie zum schonenden Laden sinnvoll wäre, sondern lediglich eine gleichgerichtete Wechselspannung, wie dies in Bild 2 dargestellt ist:


Bild 2: Gleichgerichtete Wechselspannung

Der Spitzenwert der Spannung US beträgt bei nur geringem Strom üblicherweise ca. 20 V, wodurch der rot dargestellte Effektivwert Ueff im Bereich um 13,5 bis 14 V liegt. Durch das periodische Überschreiten der Gasungsspannung des Akkus, gast ein Akku bei Verwendung solcher Ladegeräte. Dies ist immer dann der Fall, wenn die Ladespannung die rote Gerade überschreitet. Dank seines relativ niedrigen Innenwiderstands belastet ein leerer Akku zwar das Ladegerät so stark, daß die Spannung des Ladegeräts unter der Gasungsspannung bleibt, aber schon weit vor Volladung nimmt der Ladestrom ab, wodurch auch die Belastung des Ladegeräts abnimmt. Dadurch überschreitet die Ladespannung periodisch die Gasungsspannung. Dies ist für den Akku nicht sonderlich gut, auch wenn man nach dem Laden das in Wasser- und Sauerstoff aufgespaltete Wasser durch Einfüllen von destilliertem Wasser ersetzt. Da der Akku bei solchen Ladegeräten nahezu immer gast, kann man nur sehr schwer feststellen, wann der Akku wirklich vollgeladen ist. Wenn Sie ein Ladegerät kaufen, sollten Sie daher unbedingt eines mit einer sogenannten elektronischen Laderegelung kaufen. Wenn Sie sich gut mit Elektronik auskennen, können Sie übrigens auch ein sehr preiswertes kaufen und mit ein wenig Elektronik nachrüsten, die die Spannung auf die gewünschte Ladeschlußspannung begrenzt. Das oben abgebildete Gerät habe ich für sehr wenig Geld mit einem Elektrolytkondensator zur Spannungsglättung sowie einem strombegrenzten Spannungsregler ausgestattet, der max. 4 A und max. 14,8 V liefert. Da ein Akku bei dieser Spannung schon zwischen 80% und 90% Ladestand beginnt, ganz leicht zu gasen (das tut er immer, es ist normal und zur Vermeidung einer Säureschichtung sogar nützlich, siehe Sulfatierung), darf man einen Akku mit einem solchen Ladegerät nicht unbegrenzt lange laden, sondern muß es abschalten, sobald der Ladestrom unter 2% der Kapazitätsangabe abgesunken ist. Ansonsten lautet die Empfehlung, ein Ladegerät in Schaltnetzteiltechnologie zu kaufen, das klein, leicht, preiswert und mit einer elektronischen Ladereglung ausgestattet ist. Dieses reduziert nicht nur das leichte Gasen kurz vor Volladung auf ein Minimum, sondern kann auch beliebig lange angeschlossen bleiben, d.h. man muß es nicht überwachen.

Wenn Sie tatsächlich einmal den Akku sehr weit entladen haben, reicht das Laden über Nacht auch bei geringem Strom locker aus, um Ihr Fahrzeug morgens wieder starten zu können. Selbst bei einem hohen angenommenem Anlasserstrom von 500 A und einer sehr langen Startdauer von 10 s wird nur eine Ladung von 1,4 Ah benötigt, während bei niedrigen 2 A Ladestrom und einer Ladedauer von 8 h immerhin 16 Ah in den Akku eingeladen werden können. Dabei empfiehlt es sich wärmstens, das Laden bei nächster Gelegenheit so lange fortzusetzen, bis der Akku vollgeladen ist.

Wenn Ihnen das Malheur eines entladenen Akkus über Nacht passiert ist, sie morgens zügig zur Arbeit fahren müssen und keine Starthilfe durch ein anderes Fahrzeug möglich ist, müssen Sie natürlich nicht den Akku ganz aufladen. Es reicht aus, ihn soweit zu laden, daß Sie den Motor starten können. Solange der Akku nicht eingefroren ist (siehe unten) und Ihr Auto normalerweise sofort anspringt, können Sie bei einem Ladestrom von 4 A schon nach 5 Minuten einen Versuch starten; aber wirklich echte 5 Minuten warten und keine "gefühlten 5 Minuten", die in der Realität doch nur 30 Sekunden sind! Schalten Sie während des Ladens und während des Startversuchs unbedingt alle Stromverbraucher (Licht, Heckscheibenheizung, Lüftung, Sitzheizung, Klimaanlage bzw. Standheizung, Musikanlage etc.) aus, ziehen Sie den Zündschlüssel aus dem Zündschloß und schließen Sie sämtliche Türen, damit die Innenbeleuchtung nicht brennt. Wenn der Motor nach spätestens 2 Sekunden nicht angesprungen ist oder wenn Sie merken, daß der Anlasser mangels Strom schlappmacht, schalten Sie die Zündung sofort aus und laden weiter, und zwar dann mindestens 10 Minuten bis zu einem neuen Versuch. Vermeiden Sie unbedingt langes "Herumorgeln", denn das entlädt nur unnötig den Akku, was die Ladezeit verlängert, und sorgt zusätzlich für nasse Zündkerzen, wodurch im schlimmsten Fall der Motor ohne spezielle Maßnahmen überhaupt nicht mehr anspringt. Vergessen Sie nicht, vor jedem Startversuch das Ladegerät abzuklemmen, denn vor allem einfache Ladegeräte sind nicht kurzschlußfest, und der hohe Anlasserstrom kommt einem Kurzschluß schon recht nahe.

Nach erfolgtem Start sollten Sie nur die wirklich notwendigen Stromverbraucher einschalten (also keine Heckscheibenheizung, keine Sitzheizung, keine Nebelleuchten etc.) und sofort losfahren, wobei Sie ausnahmsweise eine übertrieben niedertourige Fahrweise vermeiden sollten. Wenn Sie an Ampeln o.ä. anhalten müssen, ist es empfehlenswert, mit dem Fuß soviel Gas zu geben, daß der Motor mit mindestens 1500 Umdrehungen pro Minute dreht, auch wenn der Neben- oder Hintermann sich deswegen aufregt. Ansonsten besteht die Gefahr, daß der Generator weniger Strom liefert als verbraucht wird. Als Folge würde der Akku nicht geladen sondern entladen, weswegen der Motor bei einer längeren Rotphase auszugehen droht. Durch die beschriebene Vorgehensweise sollte der Akku auch bei relativ kurzer Fahrstrecke genügend geladen sein, um den Motor für den Rückweg zu starten, sofern die (erneute?) Tiefentladung für ihn nicht der Todesstoß war. Wieder zu Hause gönnen Sie ihm dann mit einem Ladegerät am besten eine sanfte Volladung oder fahren Sie auf dem Rückweg wenigstens eine längere Strecke mit nicht zu niedriger Drehzahl über Land mit möglichst wenigen eingeschalteten elektrischen Verbrauchern, um ihn wenigstens teilweise aufzuladen, und informieren Sie sich dann, wo Sie ihn baldmöglichst vollständig aufladen lassen können (Werkstatt, Tankstelle, ausgeliehenes Ladegerät o.ä.) und verzichten Sie, sofern vorhanden, bis zum vollständigen Aufladen auf die Verwendung der Standheizung und anderer Großverbraucher wie Sitzheizung, Nebelleuchten oder Heckscheibenheizung (letztere, falls unbedingt nötig, nur ganz kurz und nur während der Fahrt benutzen). Sollte der Akku trotz dieser Sonderbehandlung am nächsten Morgen wieder schlapp machen, können Sie mit ziemlicher Gewißheit davon ausgehen, daß er das Ende seines Lebens erreicht hat. Eine Messung der Säuredichte im vollgeladenen Zustand (siehe nächstes Kapitel) bringt diesbezüglich endgültige Gewißheit.

Wenn Sie ihr Fahrzeug über Winter stillegen, ist es ratsam, dem Akku während dieser Zeit im Interesse einer langen Lebensdauer ein bißchen Aufmerksamkeit zu gönnen. Wenn möglich, sollten Sie den Akku ausbauen und an einem frostfreien, trockenen Ort überwintern. Bei nicht uralten Fahrzeugen mit Vergaser kann das Abklemmen allerdings zu Problemen führen (Verlust der Adaptionswerte der Motorsteuerung, Eintippen des Sicherheitscodes des Radios erforderlich etc.), weshalb das Ausbauen nicht immer praktikabel ist und daher der Akku besser im Fahrzeug verbleibt. Ideal ist es in beiden Fällen, wenn der Akku von einem speziellen kleinen Ladegerät mit einem geringen Strom vollgeladen gehalten wird. Dagegen spricht, daß ein solches Ladegerät dann 24 Stunden am Tag Strom verbraucht, und zwar deutlich mehr, als der Akku zum Ladeerhalt benötigt. In der Praxis sinnvoll ist es, rund alle 2-4 Wochen den Akku nachzuladen und dann das Ladegerät wieder abzuklemmen. Seit einigen Jahren werden Geräte angeboten, die die Akkus zyklisch ein wenig entladen und dann wieder volladen. Was bei NiCd-Akkus noch beschränkt Sinn macht, ist bei Auto- und Motorradakkus wegen des dabei erhöhten Anfalls an Batterieschlamm kontraproduktiv, weshalb man sich besser darauf beschränken sollte, den Akku regelmäßig nur vollzuladen.


Ladestand von Bleiakkus

MitAräometer (Säureheber)Starterakku Hilfe eines im Volksmund Batteriesäureheber genannten Aräometers, das Sie für wenig Geld im Fachhandel erwerben können, können Sie die Dichte des Elektrolyten sprich der "Batteriesäure" messen, sofern der Elektrolyt bei Ihrem Akku zugänglich ist, was leider immer seltener der Fall ist. Dabei muß man aufpassen, daß man weder zuviel noch zu wenig Säure ansaugt. Der kleine Schwimmer muß frei und unbehindert schwimmen können, d.h. er darf weder durch zuviel Säure im Säureheber oben anschlagen (und dadurch eine zu geringe Dichte anzeigt) noch durch zu wenig Säure unten aufliegen (wodurch er eine zu hohe Dichte anzeigt). Am Aräometer können Sie bei einem neuen Bleiakku direkt ablesen, ob der Akku ganz geladen (1,28 kg/l), ganz leer (1,12 kg/l) oder zu einem bestimmten Prozentsatz geladen ist. Diese Werte sind nur gültig, wenn der Soll-Flüssigkeitsstand eingehalten wird (ggf. destilliertes Wasser nachfüllen) und der Akku neu ist. Wichtig ist, daß die Dichte in allen Zellen gemessen wird und daß sie in allen Zellen mit geringer Toleranz gleich ist. Bei einem Bleiakku, der schon einige Zeit in Gebrauch war, wird man trotz Volladung die angegebenen 1,28 kg/l nicht mehr erreichen. Dies ist völlig normal, denn mit zunehmender Alterung kann ein immer größerer Anteil des Bleisulfats beim Laden nicht mehr in reines Blei (negative Platte) bzw. Bleidioxid (positive Platte) plus Schwefelsäure zurückverwandelt werden. Da ein Teil der Schwefelsäure als Bleisulfat gebunden bleibt, enthält das "Batteriewasser" dementsprechend weniger Schwefelsäure. Und da Schwefelsäure eine höhere Dichte besitzt als Wasser, sinkt die Dichte der Lösung, wenn man aus ihr einen Teil der Schwefelsäure entfernt. Bei einem Test mit einem 1 Jahr alten Akku konnte ich trotz Volladung mit einem elektronischen Ladegerät lediglich noch 1,26 kg/l messen, siehe Bild links. Bei einem vollgeladenen Akku ist daher die Säuredichte ein Indikator für sein Leistungsvermögen. Durch nachträgliches Erhöhen der Säuredichte wie beispielsweise durch Zugabe von konzentrierter Schwefelsäure kann man den Akku aber nicht regenerieren, denn die verminderte Säuredichte ist nur ein Symptom und keineswegs die Ursache für die abnehmende Kapazität. Bei Zugabe von Säure würde die Leitfähigkeit des Elektrolyten abnehmen, so daß der Maximalstrom abnimmt und der Motor speziell bei Kälte möglicherweise nicht mehr anspringt.

Seien Sie beim Überprüfen der Säuredichte bitte sehr vorsichtig und tragen unbedingt eine Schutzbrille sowie möglichst auch alte Kleidung. Denn bereits ein kleiner Spritzer Schwefelsäure kann ein Loch in die Kleidung bzw. die Haut brennen und schlimmstenfalls zur Erblindung führen, falls er in die Augen gerät. Spülen Sie betroffene Stellen im Falle des Falles sofort mit viel Wasser ab. Ist Säure in die Augen gekommen, müssen Sie sie sofort mit viel Wasser ausspülen und unbedingt direkt nach dem Ausspülen einen Augenarzt aufsuchen. Falls Sie diesen nicht schnellstmöglichst aus eigener Kraft aufsuchen können, verständigen Sie sofort den Rettungsdienst, denn Ihr Augenlicht steht auf dem Spiel. Erinnern Sie sich an den Fall der Iranerien, die von einem verschmähten Verehrer mit Schwefelsäure geblendet sowie entstellt wurde und sich im Jahr 2011 vor einem iranischen Gericht das Recht erstritt, ihren Peiniger mit Schwefelsäure blenden zu dürfen, dann aber auf die Vollstreckung verzichtete? Das traurige Beispiel dieser Frau zeigt, daß selbst kleine Mengen Schwefelsäure immense gesundheitliche Schäden verursachen können. Beim Umgang mit Schwefelsäure sind daher Vorsichtsmaßnahmen kein Luxus sondern absolut notwendig. Aufgrund dieser Gefahren sollten Sie die Dichte der Akkusäure nur dann bestimmen, wenn es unbedingt notwendig ist. Spülen Sie den Aräometer nach Gebrauch unter reichlich fließendem Wasser ab und spülen Sie auch das Innere gut aus, damit der Aufbewahrungsort nicht infolge von Säureresten Schaden nimmt.


Sulfatierung von Bleiakkus

Wie schon weiter oben erläutert bildet sich bei Entladung eines Bleiakkus an beiden Platten Bleisulfat. Demnach findet bei Entladung immer eine Sulfatierung statt, denn das ist schlicht und ergreifend die Art und Weise, wie ein Bleiakku funktioniert. Das Schlagwort Sulfatierung, das Anbieter windiger Geräte (dazu gleich noch mehr) gern als Schreckgespenst und Synonym für einen frühen "Batterietod" verwenden, ist also völlig falsch gewählt, denn profan gesagt gibt's ohne Sulfatierung keinen Strom. Richtig ist hingegen, daß die Bildung von relativ großen Bleisulfatkristallen einhergeht mit einer Kapazitätsverminderung. Denn an diese kommt man platt gesprochen elektrisch nicht mehr heran, weil sie elektrischen Strom nur sehr schlecht leiten. Man kann sie daher auch mit speziellen Lade- oder Entladeverfahren nicht mehr beseitigen, und auch nicht durch chemische Zusätze. Durch die großen Bleisulfatkristalle steht ein immer größer werdender Flächenanteil der Bleiplatten nicht mehr für die Energiespeicherung zur Verfügung. Gleichzeitig sinkt durch die in den Kristallen gebundene Schwefelsäure die Säurekonzentration und damit die Säuredichte, denn durch die Sulfatbildung wird ein Teil der Batteriesäure an den Platten gebunden, so daß die Säuredichte mit zunehmender Sulfatierung abnimmt.

Was kann man gegen die sogenannte Sulfatierung tun? Im Grunde ist wie bereits erwähnt die Sulfatbildung ein völlig normaler Vorgang: Auch im Idealfall bildet sich beim Entladen an beiden Platten Bleisulfat. Beim Laden wird dieses wieder vollständig in Bleidioxid (positive Platte) und Blei (negative Platte) zurückverwandelt. In der Realität klappt die Rückverwandlung nicht mehr, wenn sich relativ große Bleisulfatkristalle gebildet haben. Ziel ist also, nicht die Bleisulfatbildung an sich zu verhindern (wie fälschlich oft zu lesen ist) sondern die Bildung großer Kristalle. Beim Entladen bilden sich vorzugsweise winzige, feinverteilte Kristalle, die sich leicht rückbilden lassen, speziell wenn ein hoher Entladestrom fließt. Große Kristalle bilden sich vorzugsweise beim Rumstehen, weil Kristalle Zeit zum Wachsen brauchen. Andererseits bilden sich große Kristalle bevorzugt, wenn ohnehin schon viel Bleisulfat vorhanden ist sprich bei stark entladenem Akku. Das kennen Sie sicher von Zuckerkristallen: Große Kristalle scheiden sich aus einer Zuckerlösung nur dann ab, wenn man sie ganz langsam und behutsam wachsen läßt. Wenn man permanent für Turbulenz in der Zuckerlösung sorgt, bilden sich nur viele kleine Kristalle, und wenn man die Zuckerkonzentration in der Lösung absenkt, bilden sich fast gar keine Kristalle. Im Akku sorgt ein hoher Entladestrom für eine hohe Mikroturbulenz dort, wo das Bleisulfat gebildet wird, wodurch nur schwer große Kristalle entstehen können. Fließt aber kein äußerer Strom, können große Kristalle entstehen, weil dann akkuintern nur der im Vergleich zu üblichen Lade- und Entladeströmen sehr geringe Selbstentladungsstrom fließt.

Die besagten Sulfatschichten kann man auch nicht mehr mit irgendwelchen Wundergeräten beseitigen, die den Akku mit speziellen Strompulsen beaufschlagen. Die Behauptung, daß man damit die Sulfatkristalle "aufsprengen" und so "die Sulfatierung rückgängig machen" könne, ist weder in der Theorie noch in der Praxis haltbar. Bleisulfat leitet den Strom nämlich nur sehr schlecht, weshalb man mit Strom das Blei vom Sulfat nicht mehr trennen kann. Dies ist völlig unabhängig davon, mit welcher Stromstärke oder mit welcher Impulsform bzw. Frequenz man arbeitet. Zudem wird der Akku bei jedem Motorstart mit einem deutlich stärkeren und längeren Strompuls als bei solchen Geräten belastet. Beim sommerlichen Start von Motoren mittleren Hubraums fließt über Sekunden ein Strom von größenordnungsmäßig 150 bis 200 A und im Winter noch deutlich mehr. Zudem ist, wenn man nicht zu viele Verbraucher eingeschaltet hat, der Ladestrom kurz nach dem Motorstart recht hoch und liegt je nach Ladestand des Akkus in den ersten paar Sekunden oft im Bereich von 50 bis 100 A. Wenn schon beim Motorstart bzw. kurz danach die Sulfatierung nicht rückgängig gemacht werden kann, wie sollte es mit extrem kurzen Impulsen von nur wenigen Mikrosekunden Dauer (1 μs = 0,00001 s) und vergleichsweise geringem Strom funktionieren, mit dem diese Wundergeräte arbeiten? Von unabhängiger Stelle (d.h. bezahlte Jubelperser nicht mitgezählt) konnte ein kapazitätssteigernder Effekt jedenfalls noch nie nachgewiesen werden. Davon abgesehen sollte man sich überlegen, wieviel ein solches Wundergerät kostet und wieviel ein neuer Akku, um dessen Kauf man langfristig ohnehin nicht herumkommt.

Große Sulfatkristalle zerstören kann man zwar nicht, aber man kann präventiv etwas tun, nämlich die Bildung dieser großen Sulfatkristalle weitgehend vermeiden: Da kleine Kristalle mit der Zeit zu großen heranwachsen, sollte man ab und zu möglichst alles Bleisulfat in Bleidioxid (positive Platte) bzw. Blei (negative Platte) umwandeln sprich es beseitigen, solange es noch geht. Dies erreicht man recht einfach durch simple Volladung des Akkus. Im Auto erreichen Bleiakkus jedoch vor allem im Winter so gut wie nie den Zustand, daß sie voll geladen sind. Ein Grund dafür ist, daß die für eine Volladung notwendige Ladespannung bei Kälte zunimmt, die Bordnetzspannung bei den meisten Autos jedoch konstant ist und so niedrig gewählt wurde, daß der Akku auch im Sommer möglichst nicht überladen wird, um ein Gasen zu vermeiden. Dadurch ist die Spannung im Winter zu niedrig, um den Akku wirklich vollzuladen. Eine temperaturabhängige Spannungsreglung, bei der die Bordnetzspannung bei niedriger Temperatur angehoben wird, besitzen nur wenige Autos. Ein anderer Grund ist, daß der Generator im Winter viele Verbraucher versorgen muß (Beleuchtung, Heckscheibenheizung, Sitzheizung, Lüfter etc.), wodurch zum Laden deutlich weniger Strom übrig bleibt als im Sommer. Im Sommer sieht es besser aus, aber auch dann sind außer bei extremen Langstreckenfahrzeugen die Akkus zwar oft nahezu vollgeladen aber halt nur nahezu. Der Grund ist, daß die Fahrzeit meistens schlicht und ergreifend zu kurz ist, um 100% Ladung zu erreichen. Die fehlenden paar Prozent zur Volladung sind dann genau die kleinen Sulfatkristalle, die ungestört immer weiter wachsen, weil sie nie zurückgebildet werden, und so die Kapazität verringern. Zuerst werden ja aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit beim Laden immer die kleinsten Kristalle zurückgebildet und zuletzt die größeren, wodurch immer die gleichen Kristalle nicht mehr zurückgebildet werden und so weiterwachsen können, bis sie endgültig zu groß geworden sind. Bei verringerter Kapazität wird dann an anderer Stelle das Bleisulfat mangels wirklicher Volladung nie abgebaut, wodurch sich dort weitere große Kristalle bilden usw., bis irgendwann die Restkapazität des Akkus nicht mehr ausreicht, den Motor zu starten.

Daraus folgt: Wenn Sie die Lebensdauer eines Bleiakkus verlängern wollen, sollten Sie ihm regelmäßig mit einem Ladegerät eine wirkliche Volladung gönnen, auch wenn er nahezu vollgeladen ist. Das Ladegerät muß unbedingt eines mit elektronischer Laderegelung sein. Im Winter ist einmal pro Woche und im Sommer einmal pro Monat eine gute Faustregel; häufiger schadet nicht, macht aber mehr Mühe. Aufgrund der Temperaturabhängigkeit der Zellenspannung sollte das Laden möglichst in nicht zu kalter Umgebung erfolgen, da sonst der Ladevorgang zu früh beendet wird, da Ladegeräte nur höchst selten über eine Temperaturkompensation verfügen und damit einen Temperatursensor besitzen, der am Akku angebracht werden muß. Trotzdem ist es natürlich immer noch deutlich besser, selbst bei Eiseskälte nachzuladen, als den Akku halb entladen zu belassen. Bei Bleiakkus, die unkontaktiert gelagert werden, wird kein Strom extern entnommen, sondern sie entladen sich nur durch die unvermeidliche Selbstentladung, was vergleichsweise langsam vor sich geht. Daher ist es ausreichend, wenn solche Akkus nur ca. einmal im Monat vollgeladen werden.

Wichtig zu wissen ist, daß diese Vorgehensweise nur hilft, wenn sie von Anfang an, d.h. wenn sich der Akku noch im Neuzustand befindet, konsequent durchgeführt wird. Wenn der Akku schon schwächelt, hat sie kaum noch einen Effekt. Dann kann man lediglich durch externes Laden seine Gebrauchsdauer noch um ein paar Tage verlängern, um genügend Zeit zu haben, damit man eine preisgünstige Bezugsquelle für einen (hoffentlich) qualitativ hochwertigen Ersatzakku ausfindig machen kann. Der Kauf an der nächsten Tanke dürfte preislich und der Kauf im nächsten Baumarkt qualitativ den ungünstigsten Fall darstellen. Da ein Akku durchs bloße Rumstehen am meisten altert, sollten Sie beim Kauf unbedingt darauf achten, daß das Herstelldatum auf gar keinen Fall weiter als 6 Monate zurückliegt (besser deutlich kürzer, das Herstelldatum ist bei Autoakkus leider immer seltener angegeben), denn seit Herstellung regelmäßig aufgeladen wurde er ganz sicher nicht. Besser ist es, bei einem Fachhändler, der meiner Erfahrung nach nicht selten Markenakkus zu einem niedrigeren Preis verkauft als so mancher Baumarkt qualitativ zweifelhafte Ware, einen Akku zu bestellen und ein paar Tage auf die Lieferung eines frischen Akkus zu warten. Alternativ dazu können Sie Markenakkus auch preisgünstig übers Internet bestellen, was u.U. Wege spart.


Säureschichtung

Ein weiteres Übel ist die sogenannte Säureschichtung. Damit ist gemeint, daß die Säurekonzentration und damit die Säuredichte nicht überall im Akku gleich ist, sondern sich stärker konzentrierte Säure aufgrund ihrer höheren Dichte unten sammelt (konzentrierte Schwefelsäure ist bei gleichem Volumen nahezu doppelt so schwer wie Wasser), während weniger konzentrierte Säure oben schwimmt. Die Säureschichtung hat zur Folge, daß der Akku nicht mehr vollständig geladen wird und zusätzlich die Bildung großer Sulfatkristalle gleich durch zwei Mechanismen gefördert wird. Nur ganz wenig betroffen von diesem Effekt sind Bleivliesakkus, bei denen die Säure durch eine Glasfasermatte mehr oder weniger ortsfest gemacht wurde. Bei Bleigelakkus ist Säureschichtung natürlich überhaupt kein Thema, da sich der Elektrolyt hier überhaupt nicht bewegen kann.

Durch die spezielle Betriebsweise von Autoakkus wird dort die Säureschichtung folgendermaßen hervorgerufen: Beim Anlassen des Motors fließt kurzzeitig ein sehr hoher Strom, der speziell im Winter nicht allzuweit unter dem Kurzschlußstrom des Akkus liegt. Bei einem derart hohem Strom spielen auch kleinste ohmsche Widerstände eine Rolle. Die Plattenelektrode besitzt zwischen Ober- und Unterkante einen nennenswerten ohmschen Widerstand, was der Grund dafür ist, daß bei einem hohen Entnahmestrom der obere Teil der Platten einen deutlich höheren Anteil am Gesamtstrom als der untere liefert. Eine direkte Folge ist, daß die Säuredichte im oberen Teil des Akkus stärker als als unten sinkt. Beim Laden ist der Strom aber deutlich geringer, weshalb die Stromverteilung auf der Plattenoberfläche erheblich homogener ist. Da der untere Teil beim Entladen weniger Ladung abgegeben hatte als der obere, ist er auch schneller wieder geladen und treibt die Klemmenspannung des Akkus nach oben. Die Klemmenspannung ist somit höher, als es dem tatsächlichen Gesamtladestand des Akkus entspricht. Durch die höhere Klemmenspannung sinkt der Ladestrom, weshalb durch die beschränkte Ladezeit im Fahrzeug (geladen wird schließlich nur, solange der Motor läuft, und das ist kürzer, als man denkt) der Akku nicht mehr voll aufgeladen werden kann und deshalb eine verminderte Kapazität zeigt. Während im unteren Bereich des Akkus eine hohe Säuredichte vorherrscht, ist sie oben geringer, weil dort beim unvollständigen Aufladen nicht das ganze Sulfat zurückgewandelt werden konnte. Die Säureschichtung wird noch dadurch verstärkt, daß konzentrierte Schwefelsäure, die beim Laden lokal aus dem Sulfat entsteht, durch ihre hohe Dichte ohnehin die Tendenz zeigt, nach Unten abzusinken und sich dort zu sammeln. Die Vibrationen sowie Kipp- und Schaukelbewegungen während des Fahrens tragen zwar dazu bei, die Säureschichtung zu reduzieren, aber normalerweise reichen sie aufgrund der engen Plattenschichtung und der Separatoren nicht aus, um sie ganz zu vermeiden.

Die Säureschichtung hat aber nicht nur den Effekt, daß der Akku nicht mehr voll aufgeladen werden kann. Vielmehr schädigt sie den Akku durch zwei weitere Mechanismen: Durch die zu hohe Säurekonzentration im unteren Bereich des Akkus kommt es zur Korrosion der Elektroden, d.h. es wird trotz erfolgter Volladung im unteren Bereich der Platten in Ruhepausen (Autos stehen normalerweise die meiste Zeit rum) Bleisulfat gebildet, das mit der Zeit zu großen Kristallen heranwächst. Der obere Bereich der Platten wird im Gegensatz dazu nie vollgeladen, sodaß das Bleisulfat die gleichen paradiesischen Zustände vorfindet wie in einem leeren Akku, und dort ebenfalls zu großen Kristallen heranwachsen kann. Im oberen Bereich wird jedoch die Bildung großer Sulfatkristalle dadurch überlagert, daß hier relativ viel Elektrodenmaterial und damit auch die Sulfatkristalle abbröckeln, weil die Stromdichte hier hoch ist und lokal eine starke Entladung stattfindet, was den Elektrodenverschleiß fördert.

Rückgängigmachen kann man die Säureschichtung, indem man für eine gute Durchmischung des Elektrolyten sorgt. Dazu könnte man sie rein theoretisch ein paar Mal für jeweils ein paar Minuten auf den Kopf und wieder auf den Fuß stellen. In der Praxis funktioniert das nicht, weil Bleiakkus mit flüssigem Elektrolyten Entlüftungsöffnungen besitzen, über die ab einer bestimmten Schräglage die Säure auslaufen würde. Übrigens besitzen auch geschlossene Akkus ohne Möglichkeit zum Wassernachfüllen solche Entlüftungsöffnungen. Zudem wäre regelmäßiges Ausbauen des Akkus aus dem Auto nicht wirklich zielführend. Glücklicherweise gibt es eine elektrische Möglichkeit, die Säureschichtung stark zu reduzieren: Man muß hierzu den Akku gezielt ein wenig überladen. Dabei wird erstens im Bereich der unteren Plattenteile das Wasser elektrolytisch zersetzt, wodurch Wasserstoff- und Sauerstoffbläschen entstehen, die nach oben steigen und dabei für eine gute Durchmischung des Elektrolyten sorgen. Gleichzeitig werden die oberen Plattenbereiche dabei voll aufgeladen. Man nennt diesen Vorgang Ausgleichsladung. Dazu wird erst einmal der Akku ganz konventionell vollgeladen. Dann wird die Ladespannung für begrenzte Zeit auf z.B. 15,8 V bis 16,2 V (bei angenommenen 20 ° Akkutemperatur) erhöht und die Ladung beendet, sobald der Ladestrom unter 1/20 des Wertes der Nennkapazität abgesunken ist (also z.B. bei einem 60 Ah-Akku auf 3 A). Bei einem anderen Ausgleichsladeverfahren wird statt einer konstant erhöhten Spannung ein konstanter Strom von 1/20 des Wertes der Nennkapazität eingespeist und die Ladung beendet, wenn die Klemmenspannung den besagten Spannungswert erreicht. Eine Ausgleichsladung kann darüberhinaus auch eine beginnende Sulfatisierung teilweise wieder rückgängig machen und Unterschiede im Ladestand der verschiedenen Akkuzellen egalisieren. Bei Akkus mit Möglichkeit zum Wassernachfüllen ist es empfehlenswert, einmal im Monat eine Ausgleichsladung vorzunehmen. Dabei sollte zuerst der Elektrolytstand kontrolliert und ggf. Wasser nachgefüllt werden und dann erst eine Ausgleichsladung vorgenommen werden, damit der Elektrolyt nach dieser Maßnahme gut durchmischt ist (eine erneute Kontrolle nach dem Laden kann natürlich nicht schaden). Bei modernen, sogenannten "wartungsfreien" Akkus (oft als "Calcium-Akkus" bezeichnet) kann man kein Wasser nachfüllen, weshalb man tunlichst keine Ausgleichsladung vornehmen sollte, weil man sonst den Teufel (Säureschichtung) mit dem Beelzebub (Wasserverbrauch) austreiben würde.


Kälteverhalten von Bleiakkus

Wie schon oben beschrieben ändert sich die Dichte des Elektrolyten (Schwefelsäure) mit dem Ladezustand. Leider ändert sich mit der Säuredichte auch der Gefrierpunkt. Ein vollgeladener Bleiakku mit einer Säuredichte von 1,28 kg/l besitzt einen Gefrierpunkt von satten -68 °C. Bei einem leeren Akku mit einer Säuredichte von 1,12 kg/l sind es jedoch nur noch -11 °C. Gerade im Winter wird viel Strom für Beleuchtung, Heckscheibenheizung, etc. benötigt, so daß vor allem im Kurzstreckenverkehr u.U. mehr Strom verbraucht wird, als der Generator liefern kann; zudem verringert sich bei niedrigen Temperaturen die nutzbare Kapazität. Dadurch sind nicht mehr ganz taufrische Akkus im Winter oft permanent fast leer und damit frostempfindlich. Falls Sie nur Kurzstrecken fahren und Ihr Fahrzeug im Freien parken, sollten Sie bei angekündigtem starkem Frost aus diesen Gründen die Säuredichte im Auge behalten und ggf. den Akku ausbauen bzw. mit niedrigem Strom laden. Denn wenn der Akku gefriert, bilden sich oft Risse im Gehäuse, durch die die Säure ausläuft, sobald sie auftaut. Wenn dies im Fahrzeug passiert, korrodieren alle metallischen Teile, mit denen sie in Kontakt kommt. Sollte der Akku gefroren sein, gibt er absolut keinen Strom mehr ab, und es leuchten beim Einschalten der Zündung noch nicht einmal mehr die Kontrolleuchten. Bauen Sie in diesem Fall den Akku unbedingt schnellstmöglichst im noch gefrorenen Zustand aus und stellen Sie ihn an einem warmen Platz in eine große Plastikschüssel. Wenn keine Flüssigkeit austritt und auch keine Risse sichtbar sind, können Sie nach dem vollständigen Auftauen versuchen, ihn schonend aufzuladen, und dann wieder einbauen. Ansonsten müssen Sie ihn entsorgen (d.h. im Fachhandel abgeben) und einen neuen kaufen. Vorsicht mit der ausgelaufenen Säure!

Wenn die Säuredichte permanent niedrig ist und auch durch Volladung kaum steigt, können Sie zwar damit bis zum Exitus des Akkus weiterfahren, aber es ist sehr sinnvoll, ihn schnellstmöglichst durch einen neuen zu ersetzen. Denn er wird demnächst ohnehin ausfallen, und zwar vorzugsweise dann, wenn Sie es am wenigsten gebrauchen können, nämlich wenn es kalt, dunkel und ungemütlich ist und Sie es zudem eilig haben. Wenn Sie morgens viel Zeit haben, können Sie mit Starthilfe, Nachladen etc. die Gebrauchsdauer zwar noch um ein paar Tage bis Wochen verlängern, aber deutlich sinnvoller ist es, gleich nach einem neuen Akku Ausschau zu halten. Denn solange Ihr Fahrzeug noch relativ problemlos anspringt, haben Sie noch die Chance, mehrere Läden abklappern und so preiswerten und trotzdem qualitativ hochwertigen Ersatz finden zu können (die Preisunterschiede sind teilweise enorm). Ist der Akku endgültig platt, haben Sie diese Chance vertan und müssen u.U. das nächstbeste und damit höchstwahrscheinlich teure und qualitativ trotzdem eher suboptimale Angebot annehmen. Wenn Sie schon den alten Akku unbedingt die paar Tage oder Wochen bis zu dessen Ableben vollständig aufbrauchen wollen, wovon wegen der damit verbundenen Unannehmlichkeiten sowie des Arbeitsaufwands für das andauernde Nachladen abzuraten ist, sollten Sie sich wenigstens rechtzeitig einen neuen Akku kaufen. Diesen sollten Sie im vollgeladenen Zustand im Auto mitführen und auch das passende Werkzeug für den Wechsel (vorher ausprobieren!) und einer funktionierenden Taschenlampe nicht vergessen, um zu vermeiden, daß sie nachts bei Eiseskälte mitten in der Pampa stehen und nicht mehr vom Fleck kommen, weil das Auto infolge endgültig verreckter Batterie nicht anspringt. Wie gesagt: Viel nervenschonender ist es, den neuen Akku rechtzeitig und damit ohne großen Streß einzubauen bzw. einbauen zu lassen.
  

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