Drei Fragen an Raphael Eckert Richtiger Umgang mit Bleibatterien

Dass verschlossene Blei-Säure-Batterien so vielfältig verwendbar sind, liegt an ihrer einfachen Handhabung, an ausgereifter Technik, hoher Zuverlässigkeit und langer Lebensdauer. Doch nur durch den richtigen Umgang mit der Batterie lassen sich ihre Vorteile bestmöglich ausschöpfen.

DESIGN&ELEKTRONIK: Welche Temperatur ist für eine VRLA-Batterie optimal?

Raphel Eckert: Die richtige Betriebstemperatur ist das A und O für eine lange Lebensdauer. Für Bleibatterien wird eine Betriebstemperatur von idealerweise +20 °C empfohlen. Höhere Temperaturen verkürzen die Lebensdauer der Batterie deutlich. Liegt die Betriebstemperatur lediglich 5 K höher, erreicht die Batterie nur noch 70 Prozent ihrer ursprünglichen Gebrauchsdauer, bei +30 °C nur noch die Hälfte. Zu tiefe Temperaturen hingegen reduzieren die verfügbare Kapazität. Grundlage für diese temperaturabhängigen Vorgänge bildet die Arrhenius-Gleichung, die beschreibt, dass die Geschwindigkeit einer Reaktion von der Temperatur des Reaktionsgemisches abhängt.

Was gibt es bei der Lagerung von VRLA-Batterien zu beachten?

Die empfohlene Temperatur von +20 °C gilt auch für die Lagerung von Bleibatterien: Bei dieser Temperatur lässt sich eine VRLA-Batterie in geladenem Zustand zwischen 12 und 18 Monaten lagern. Eine Batterie sollte komplett verpackt in trockener, sauberer und kühler, aber frostfreier Umgebung gelagert werden. Doch auch wenn sie bis zu 18 Monate lagern kann, ist nach einer Lagerzeit von 6 Monaten oder mehr eine Ergänzungsladung vor Inbetriebnahme nötig. Es gilt zu beachten, dass eine Bleibatterie nie in entladenem oder teilentladenem Zustand gelagert werden darf. Beim Entladen der Batterie wandelt sich das aktive Material der Platten von Bleidioxid in Bleisulfat um. Beim Laden kehrt sich dieser Prozess wieder um. Belässt man die Batterie für längere Zeit in (teil-)entladenem Zustand, bildet sich grobkristallines und irreversibles Bleisulfat und zerstört die Batterie in der Form, dass sie nicht mehr geladen werden kann. Diesen Vorgang nennen Fachleute Sulfatieren.

Wie wird eine VRLA-Batterie richtig geladen?

Baureihenabhängig raten wir bei Yuasa, die Bleibatterie mit einer selbstbegrenzenden Konstant-Strom/Spannungs-Lademethode bei +20 °C zu laden. Dabei sollte der Ladestrom 0,1?C nicht übersteigen und die Ladespannung bei Umschaltung auf Erhaltungsladung 2,275 V pro Zelle nicht überschreiten. Verändert sich die Ausgangstemperatur von +20 °C, ist es wichtig, die im Standby-Betrieb anliegende Ladespannung zu kompensieren - hier empfehlen wir -3 mV pro Zelle und Kelvin Temperaturänderung. Generell stehen für das Laden zwei Verfahren zur Verfügung: Mit einer bestimmten Erhaltungsladung, abhängig von der Baureihe, wird die Batterie versorgt, wenn sie im Standby-Betrieb auf ihren Einsatz wartet. Die empfohlene Ladespannung beträgt bei unseren Baureihen "NP", "NPL" und "SWL" beispielsweise 2,275 V pro Zelle bei +20 °C. Das sogenannte Drei-Phasen-Ladeverfahren ist sinnvoll, wenn sich die Batterie im zyklischen Einsatz befindet. Bei überhöhtem Ladestrom ist allgemein Vorsicht geboten: Wird zu hoher Strom in die Batterie gezwungen und diese Energie in Form von Wärme abgeführt, kann Gas durch das Sicherheitsventil austreten. Dann korrodiert das Material der positiven Platte in kürzester Zeit und verkürzt die Gebrauchsdauer der Batterie. Im Extremfall läuft die Batterie thermisch davon, Fachleute sprechen in diesem Fall von einem "Thermal Runaway": Hier produziert die Batterie aufgrund erhöhter elektrochemischer Reaktionstätigkeit vermehrt Sauerstoff und Wasserstoff. So schwillt die Batterie an und fällt dann irreparabel aus.

Vielen Dank für das Gespräch.

Temperatur in °C +20 +25 +30 +35 +40+45+50
Gebrauchsdauer bei Erhaltungsladung in % 100 71 50 35 251813
Abhängigkeit der Gebrauchsdauer einer VRLA-Batterie von der Umgebungstemperatur