Das richtige Ladeverfahren Ladetechnik von Bleiakkus

Angepasste Ladetechnik lassen Bleiakkus zuverlässig arbeiten.
Bleiakkus arbeiten mit der passenden Ladetechnik zuverlässig.

Bleiakkus wurden vor über 100 Jahren erfunden – und sind auch heute noch in vielen industriellen Anwendungen der bevorzugte elektrochemische Energiespeicher. Mit der richtigen, an die Einsatzbedingungen angepassten Ladetechnik lassen sich Bleiakkus zuverlässig betreiben.

Vier chemische Elemente dominieren laut Eurobat [1] den Markt für Akkus, die in der Industrie und im Automobil eingesetzt werden: Lithium, Nickel, Natrium und Blei. Bleiakkus, mit über 100 Jahren die älteste der vier dominierenden Akkuarten, werden nach wie vor weltweit eingesetzt – als Starterbatterie in Nutzfahrzeugen, Pkw und Motorrädern, als Energiespeicher in Notstromversorgungen ebenso wie in Förderfahrzeugen, Bewegungshilfen und Freizeitmobilen. Mit der richtigen Ladetechnik, abgestimmt auf die Anwendung, lassen sich Bleiakkus zuverlässig und über viele Jahre einsetzen.

Die Unterschiede bei Bleiakkus

Innerhalb der Bleiakkus selbst wird grundsätzlich zwischen wartungsfreien und wartungspflichtigen Akkus unterschieden. Wobei die als wartungsfrei bezeichneten Akkus doch nicht so ganz wartungsfrei sind, wie die Bezeichnung vermuten lässt, aber dazu später mehr. Die Gruppe der wartungsfreien Akkus wird in Blei-/Gel- und Blei-/Vlies-Zellen unterteilt. Die modernste am Markt befindliche Bauart von Blei-/Vlies-Zellen für industrielle Anwendungen ist die VRLA-Zelle (Valve-Regulated Lead-Acid) mit AGM-Technik (Absorbent Glass Mat), also der ventilgesteuerte Blei-Säure-Akku, bei dem der Elektrolyt in einem Glasfaservlies gebunden ist, das sich als Separator zwischen den negativen und den positiven Bleiplatten befindet. Die komplette Zelle wird in einem verschlossenen Kunststoffgehäuse eingebaut, das an der Oberseite über ein Ventil verfügt, um den in der Zelle entstehenden überschüssigen Wasserstoff entweichen zu lassen. Dies führt zurück zum Thema Wartungsfreiheit: VRLA-Akkus sind fast wartungsfrei. Sie gasen dank eines Rekombinationszyklus im Normalfall nicht. Bei falscher Behandlung jedoch, z.B. falsche Ladetechnik, kann das dennoch passieren. VRLA-Akkus sind also nur dann wartungsfrei, wenn sie richtig geladen und gelagert werden – und nicht im teilentladenen Zustand sich selbst überlassen werden.

Die richtige Ladetechnik stellt neben der Temperatur einen wesentlichen Faktor für die Gebrauchsdauer eines VRLA-Akkus dar. Der Begriff Gebrauchsdauer leitet sich aus den Bestimmungen der Eurobat-Richtlinie [2] ab. Er erlaubt es jedem Akku-Hersteller, seine Akkus nach Gebrauchsdauer zu klassifizieren:

  • 3–5 Jahre: Standard Commercial
  • 6–9 Jahre: General Purpose
  • 10–12 Jahre: Long Life
  • >12 Jahre: Very Long Life

Die Angaben beziehen sich auf den Betrieb des Akkus bei Erhaltungsladung und bei 20 °C. Für die Ladung von VRLA-Akkus auf AGM-Basis, wie sie z.B. von Yuasa hergestellt werden, lässt sich zwischen zwei grundsätzlichen Ladetechniken unterscheiden:

  • Ladeverfahren für den Bereitschaftsbetrieb,
  • Ladeverfahren für den zyklischen Betrieb.

Ladetechnik beeinflusst Gebrauchsdauer

Fehler im Ladevorgang von VRLA-Akkus können die Gebrauchsdauer verkürzen und unter Umständen die Zelle zerstören. Sie lassen sich aber leicht vermeiden. Deshalb geben Hersteller wie Yuasa baureihenabhängig vor, den Akku mit einer selbstbegrenzenden Konstantstrom-/Konstantspannungs-Lademethode (I/U) bei 20 °C zu laden. Der Ladestrom sollte einen Wert von 0,1 C nicht übersteigen, wobei C der Nenn-Kapazitätswert des Akkus ist. Die Ladespannung nach Umschaltung auf Erhaltungsladung sollte 2,275 V pro Zelle nicht überschreiten. Bei Temperaturveränderungen – ausgehend von den empfohlenen 20 °C – ist es notwendig, die im Bereitschaftsbetrieb anliegende Ladespannung zu kompensieren. Yuasa empfiehlt hier, die Ladespannung pro Zelle um –3 mV/K anzupassen.

Bilder: 6

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