Bei der Bleibatterie gibt es verschiedene Technologien, wie die Batteriesäure in der Batterie aufbewahrt wird. Weiter gibt es auch bei den Batterieplatten unterschiedliche Arten.
Verschiedene Gebinde der Batteriesäure (Elektrolyt)
Die offene Batterie wie z.B. die GIS-Batterie, ist noch immer oft anzutreffen. Sie besteht aus fast frei hängenden Platten, die gegeneinander isoliert sind, indem meist die negative Platte durch einen kleinen Behälter aus Polyäthylen abgetrennt ist. Dass diese Konstruktion überwiegt, beruht vor allem auf ihrem Preis.
Auch wenn eine normale Autobatterie aus 130 Einzelteilen besteht, ist die Produktionstechnik verbessert worden und das Material kann recht einfach sein. Im Ergebnis erhält man eine Batterie, die billig ist und deren Leistung für viele ausreichend ist. Eine wartungsfreie MF-Batterie (Maintenance Free), MF, ist normalerweise eine offene Batterie, deren Konstruktion die Gasentwicklung hemmt und deren Batteriegehäuse so dicht ist, dass eventuelle Gase nicht entweichen können.
Durch die große Säuremenge reicht die Flüssigkeit ohne Nachfüllen für die gesamte Lebensdauer aus. Die Entwicklung erfolgte in drei Schritten. Vor zwanzig Jahren überwogen so genannte Antimon-Batterien, bei denen sich der Grundstoff Antimon im Gitter befand, vor allem, um die Herstellung zu vereinfachen. Mit der Verbesserung der Produktion wurden so genannte Hybridbatterien eingeführt, bei denen das Antimon der negativen Platte durch eine Kalzium-Legierung ersetzt wurde. Die Gasentwicklung und damit der Wasserverbrauch wurden erheblich reduziert.
Der nächste Entwicklungsschritt fand in den letzten Jahren statt, das Ergebnis wird Kalzium/Kalzium-Technologie genannt.
Hier wurde das Antimon in der negativen und der positiven Platte durch Kalzium-Legierungen ersetzt. Die Vorteile sind offensichtlich. Der Flüssigkeitsverlust der Batterie ist etwa 80% niedriger als in Antimon-Batterien und ihre Selbstentladungszeit ist kürzer, d. h. sie kann länger unbenutzt bleiben, ohne viel Ladung einzubüßen.
Der Nachteil ist, dass sie nach einer Tiefentladung höhere Ansprüche an den Ladevorgang stellt. Die Gasentwicklung, die man möglichst vermeiden wollte, hatte nämlich auch einen positiven Effekt. Die Blasen bewegten die Säure, sodass sie beim Laden gut gemischt wurde. Ohne diese Blasen kann eine Säureschichtung mit Schichten unterschiedlicher Dichte – Säuregewichten – entstehen. Dieses Phänomen wird Stratifikation genannt und ist nicht ungewöhnlich. Bei einem Säuregewicht von 1,35 oder mehr am Grund und vielleicht 1,17 am oberen Ende, wenn ein gleichmäßiges Säuregewicht von 1,28 gewünscht wird, kann die Batterie durch Sulfatierung und erhöhte Netzkorrosion beschädigt werden, obwohl sie scheinbar vollständig geladen ist.
Eine ganz andere Art der Kontrolle von Flüssigkeitsverlusten ist unter der Sammelbezeichnung VRLA, Valve Regulated Lead Acid, bekannt, d. h. ventilregulierte Bleisäure. Diese Bleibatterien werden auch Trockenbatterien genannt. Hier wird das Batteriegehäuse zu einem kleinen Druckgefäß mit Sicherheitsventilen. Wenn Sauerstoff- und Wasserstoffgas eingekapselt werden, können sie miteinander reagieren und wieder Wasser bilden. Dies nennt man Rekombination und ist hervorragend dazu geeignet, Flüssigkeitsverluste fast vollständig zu verhindern. Die Einkapselung und Rückgewinnung ist zwar nicht vollständig, aber der Flüssigkeitsverlust wird um ein Vielfaches verringert.
VRLA existiert in zwei Hauptversionen, VRLA-GEL und VRLA-AGM (Vlies), die völlig unterschiedlich gebaut sind.
In einer Gelbatterie sind der Säure einige Stoffe, meist Kieselverbindungen, zugesetzt, so dass sie geliert. Dadurch bleibt keine freie Säure über, die auslaufen kann. Das Sauerstoffgas „bohrt“ Kanäle in das Gelee von der positiven zur negativen Platte, wo es auf das Wasserstoffgas trifft und Wasser bildet. Sie haben eine gute Kapazität, aber wegen des etwas höheren Widerstands in der Säure können sie als Startbatterien an ihre Grenzen stoßen. Tiefentladungen verkraften sie sehr gut, d. h. ein Entladen der Batterie auf bis zu 20% des Ladezustands. Gelbatterien sind sehr robust und werden z.B. oft in Bodenpflegemaschinen und Golffahrzeugen eingesetzt.
AGM, Absorbed Glass Mat, (Vlies) hält die Säure dadurch an Ort und Stelle, dass das Trennpapier, das aus einer Glasfasermatte besteht, wie ein Schwamm wirkt. Die Kapillarkräfte im Separator verrichten die Arbeit. Die Batterien können mit sehr dünnen Separatoren gebaut werden, was den Innenwiderstand gering hält. Dadurch erzielt man aus einem kleinen Volumen eine hohe Leistung, was sie zur idealen Startbatterie macht.
Der Nachteil der AGM-Batterie liegt in der Begrenzung der Säuremenge. Die gesamte Säure muss vom Trennpapier aufgesaugt werden, und wenn die kleine Säuremenge in Bleisulfat umgewandelt ist, ist der „Benzintank“ leer. Um dieses Problem zu beheben, haben AGM-Batterien oft ein etwas höheres Säuregewicht. Daher kann eine AGM-Batterie bei etwas höherer Spannung aufgeladen werden, was oft sogar notwendig ist.
Die AGM (Vlies) Batterien haben den grossen Vorteil, dass sie in nahezu allen Lagen eingesetzt werden können, weil die Säure in der Glasmatte gebunden ist. Sie sollten nur nicht über Kopf geladen werden, da im Falle einer starken Überladung die Ventile nicht richtig funktionieren könnten.
Ausnahmen zur Lageunabhängigkeit sind bei Starterbatterien für Motorräder anzutreffen. Dort gibt es trocken vorgeladene AGM-Batterien, bei welchen die Säure nachträglich eingefüllt wird. Die Glasfasermatte saugt sich dann mit der Säure voll. Wird die Batterie abgelegt, läuft die Säure zu einem grossen Teil wieder aus der Matte heraus.
Mehr und mehr wird die Gel-Batterie von der AGM-Batterie verdrängt. Bei Zyklen mit geringen Strömen macht es nach wie vor Sinn, Gel-Batterien einzusetzen. Auch wird der GEL-Batterie eine bessere Tiefentladefestigkeit nachgesagt.
AGM-Batterien sind nicht komplett gasdicht
Im Gegensatz zu den GEL-Batterien sind die AGM-Batterien nicht komplett gasdicht. Beim Laden an der oberen Endladespannung (z.B. 14,8V bei einer 12V Batterie) kann ein leichter Gasaustritt festgestellt werden. Das bedeutet, dass eine AGM-Batterie bei jedem Ladezyklus etwas an Wasser verliert. Eine AGM-Batterie altert also auch beim Laden und sollte bei nur sehr kurzem Einsatz nicht jedes Mal wieder nachgeladen werden.
Dieser Effekt ist auch für die Serienschaltung von AGM-Batterien äusserst nachteilig. Da die Batterien immer etwas unterschiedlich sind, besteht die Gefahr, dass eine Batterie beim Laden eine höhere Ladeendspannung hat als die andere und deshalb schon früh zu gasen beginnt. Die Lebensdauer wird so stark eingeschränkt.
Abhilfe bietet da ein Ladungsausgleicher (auch Lade-Equalizer oder Batterieausgleicher genannt).
Dieses Gerät lässt einen Ausgangsstrom fliessen, damit beide Batterien nach Möglichkeit immer dieselbe Ladespannung haben. So wird das Ausgasen auf ein Minimum reduziert.
Unterschiedliche Plattenformen
Bei den Elektroden gibt es verschiedene Arten der Platten und der Legierung.
Bezüglich Platten Arten hört man Wörter wie Gitterplatten, Röhrchenplatten oder Panzerplatten
Röhrchenplatten und Panzerplatten sind das Selbe. Die Platte besteht aus einzelnen Bleistäben, welche mit dem Aktivmaterial umgeben werden. Das Aktivmaterial wird mit einem Gewebe fixiert. Panzerplatten werden nur bei der positiven Platte eingesetzt. Die negative Platte ist immer eine Gitterplatte.
Bei den preiswerten Batterien sind die positiven wie negativen Platten als Gitterplatten ausgebildet.
Hochwertige Traktionsbatterien oder spezielle Batterien für Ortsfeste Anwendungen wie die OPzS oder OPzV (GEL) haben die positive Platte in Röhrchentechnologie.
Unterschiedliche Plattenlegierungen
Da reines Blei ein sehr weicher Stoff ist und die normale Elektrodenplatten damit nicht stabil genug hergestellt werden könnten, wird das Blei meistens mit anderen Stoffen legiert.
Folgende Gittermaterialien kommen zum Einsatz:
– Blei- Antimon
– Reinblei
– Reinblei-Zinn
– Blei-Calcium-Zinn
Blei-Antimon
Diese Legierung wurde vor allem in den Anfängen der Bleibatterie eingesetzt. Da Antimon ein eher teures Metall ist, wurde später vermehrt Calcium verwendet.
Gegenüber von Calcium-Batterien konnte man Blei-Antimon-Batterien auch mit tieferer Ladeendspannung (z.B. 2,3V/Zelle) schon voll laden. Deshalb ist die Ladeendspannung bei Alternatoren (Lichtmaschinen) von Oldtimern oftmals für eine gebräuchliche Batterie zu tief eingestellt. In diesem Fall empfiehlt sich, die Starter-Batterie hin und da mit einem handelsüblichen Ladegerät wieder richtig voll zu laden.
Reinblei Elektroden
Klassische Gitter- oder Panzerplatten können nicht aus reinem Blei produziert werden, da die mechanische Festigkeit des Bleies zu gering ist.
Reinblei-Batterien werden deshalb vorwiegend als Wickelzellen (Spiralzellen) ähnlich der Optima angeboten.
Reinblei-Zinn Batterien
GenesisDiese meist als AGM-Batterien gebaut, zeichnen sich durch einen geringen Innenwiederstand aus. Somit ist der Spannungseinbruch bei grossen Strömen geringer als bei den klassischen Blei-Calcium Batterien. Die Reinblei-Zinn-Batterien werden deshalb oft in professionellen Startbooster eingesetzt. Da diese Batterie auch erheblich teurer ist, als die ’standard‘ Blei-Batterien besteht auch ein deutlicher Preisunterschied zwischen den Start-Boostern von Jumbo und Co und den professionellen Boostern.
Auf Grund des hohen Preises hat sich die Reinblei-Zinn-Batterie auch nicht als reine Starterbatterie in Autos durchgesetzt, obwohl diese bei gleicher Startleistung leichter gebaut werden könnte.
Oftmals werden diese Batterien mit verstärktem Gitter ausgeführt und eignen sich deshalb für den Einsatz als Starter- und Verbraucherbatterien
Carbon Bleibatterien
Neu (2018) auf dem Markt sind AGM-Batterien erhältlich, bei welchen an der negativen Elektrode Graphit und sog. Graphen platziert werden.
Blei-Carbon Batterie
Folgende Eigenschaften der Batterie werden dadurch verbessert:
Die Zyklenfestigkeit der Bleibatterie wird massiv erhöht. Es können 2000 Zyklen (bei 80% Ladungsentnahme) erwartet werden. (500 Zyklen bei der klassischen AGM)
Höhere Stromfestigkeit: Die Batterie zeigt auch Eigenschaften ähnlich den Suppercaps und kann auch kurzzeitig viel Strom abgeben und aufnehmen.
Bessere Eigenschaften im Teilladungsbereich. Die Batterie ist weniger anfällig auf Sulfatierung, welche sich vor allem bildet, wenn die Batterie nicht ganz voll geladen ist. Es muss jedoch beachtet werden, dass diese Batterien meistens eine tiefere Ladeendspannung haben. (z.B. 13,8 bis 14V). Wenn die Ladung nicht entsprechend angepasst wird, entsteht eine Überladung und die Batterie nimmt Schaden.
Dank der hohen Zyklenzahl und der guten Stromfestigkeit kann diese Batterie für einige Anwendungen als preiswerte Alternative zu Li-Ion-Batterien oder OPzV-Batterien eingesetzt werden.
Anwendung der Bleibatterie
Beim Einsatz der Bleibatterie wird grösstenteils zwischen Zyklenbetrieb und Floatbetrieb unterschieden. Natürlich gibt es auch Mischformen.
Zyklenbetrieb
Beim Zyklenbetrieb wird die Batterie nahezu ganz entladen und möglichst rasch wieder geladen. Typische Anwendungen sind: Elektrostappler, Golftrolleys, Elektro-Rollstühle, Elektro-byke, Elektro-Skooter, usw.
Auch für ein Ferienhaus oder eine Alphütte empfiehlt sich eher eine grosse zyklenfeste Batterie für das Kleinstkraftwerk, da z.B. beim Ferienhaus übers Wochenende eher entladen wird und unter der Woche geladen wird, sei es mit einem Windgenerator, einem Solarmodul oder einer Wasserturbine.
Die Entladung wie auch die Ladung erfolgen in der Regel mit hohem Strom und die Batterien werden meistens zu nahezu 100% entladen. Da die Batterie mit hohem Strom geladen wird, ist die Ladeendspannung auch höher angesetzt. Bei zyklenfesten Batterien kann mit etwa 400 Zyklen gerechnet werden, d.h. die Batterien können in etwa 400 mal geladen und entladen werden, bis sie ausgetauscht werden müssen. Natürlich hängt die Zyklenzahl von der Anwendung ab, denn die Batterien verlieren schon viel früher an Kapazität. So kann es durchaus sein, dass der elektrische Golf-Caddy schon nach einem halben Jahr nicht mehr 18 Loch durchhält, wenn Sie täglich Golf spielen und die Batterie schon zu anfangs eher knapp ausgelegt war.
Floatbetrieb
Im Floatbetrieb hängt die Batterie die meiste Zeit am Ladegerät, welches eine so genannte Erhaltungsladung ausführen muss. Meistens geht es darum, die ausfallende Netzspannung zu überbrücken. Typische Anwendungen sind:
Notbeleuchtung, Telekommunikationsanlagen, Unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV), usw.
Da die Ladung der Batterie über eine Längere Zeit und mit kleinerem Strom vonstatten geht, wird die Ladeendspannung tiefer angesetzt, z.B. auf 13,65V pro 12V-Batterie. Normalerweise halten die Batterien im Floatbetrieb erheblich länger als im Zyklenbetrieb. Fünf Jahre sollte eher das Minimum sein. Wir empfehlen eher, eine 10-Jahresbatterie einzusetzen, sofern die erwartete Lebensdauer des USV-Gerätes auch so hoch ist. Zu beachten ist, dass die Lebensdauer der Batterie im Floatbetrieb stark temperaturabhängig ist. Je wärmer die Batterie, desto kürzer ist die Lebensdauer. Wenige Grade können die Lebensdauer der Batterie halbieren!
Zyklenfeste Bleibatterien können ohne Einschränkung auch für Floatanwendungen eingesetzt werden.
19ZollRackBatterieDa Notstromversorgungen und Telekommunikationsanlagen oft auch im 19 Zoll Schrank untergebracht werden, wurden Batterien speziell zu diesem Zweck entwickelt. Die Breite ist so ausgelegt, dass 4 Stück nebeneinander im 19“ Rack montiert werden können. Je nach gewünschter Kapazität sind dann diese 19 Zoll Rack Batterien etwas höher.
Die Anschlüsse sind Stirnseitig, so dass die Batterien auch im eingebauten Zustand von der Türseite verdrahtet werden können.
Hochstrombatterie
Eine weitere Spezialanwendung sind Hochleistungsbatterien, welche auf einen sehr hohen Entladestrom optimiert sind. Solche Batterien werden z.B. in Autostarthilfen eingesetzt, wo über nur kurze Zeit ein sehr grosser Strom benötigt wird.
Auch USV-Anlagen im IT-Bereich setzen eher Hochstrombatterien ein, weil dort eine relativ hohe Leistung über kurze Zeit benötigt wird (z.B. Den Server geordnet herunter fahren bei Netzausfall). Oftmals sind diese Batterien nicht mit der Kapazität spezifiziert sondern es wird die Leistung pro Zelle über eine gewisse Zeit (meistens 15min) angegeben.
Autobatterie
Maurelma StarterDie meisten aller Bleibatterien werden im Auto als Starterbatterie eingesetzt. Wobei der Name Starterbatterie bei modernen Autos nicht mehr ausreicht, werden doch die Batterien nicht nur zum Starten verwendet, denn sonst würde eine Batterie mit geringerer Ladekapazität völlig ausreichen. Mittlerweile sind im Fahrzeug so viele Verbraucher an der Batterie angeschlossen, dass man eher von einer Batterie für das Bordnetz als von einer Starterbatterie sprechen kann.
Weitere Informationen zu den Starterbatterien finden Sie unter https://www.hoeisi.ch/autobatterien.htm
Motorradbatterie
AGM_MotorradbatterieÄhnlich wie die Autobatterie wird die Motorradbatterie vorwiegend zum Starten des Motorrades oder Motorrollers benötigt. Sie ist deshalb auf hohe Ströme ausgelegt und eignet sich nicht als Antriebsbatterie oder Solarbatterie.
Motorradbatterien werden in unterschiedlichen Technologien angeboten:
Klassische Säurebatterie
Wohl am häufigsten wird das Motorrad noch mit einer normalen offenen Blei-Säure-Batterie ausgeliefert, weil dieser Batterietyp der günstigste ist.
Der Nachteil ist, dass die Batterie nicht wartungsfrei ist. Gegebenenfalls muss demineralisiertes (destilliertes) Wasser nachgegeben werden. Diese Batterieart ist auch nicht auslaufsicher und der Gasaustritt bei der Ladung kann auch zu vermehrter Korrosion am Fahrzeug führen.
Die klassischen Motorradbatterien werden oftmals trocken und vorgeladen, zusammen mit dem passenden Säurepaket geliefert. So wird sichergestellt, dass die Batterien nicht schon bei der Lagerung Schaden nehmen.
AGM-Motorradbatterien
Mehr und mehr setzt sich bei den Motorrädern auch der AGM-Akku durch. Die Batteriesäure wird in einer Glasfasermatte (Vlies) aufgesaugt, welche zwischen den Platten montiert wird.
Dank kompakterer Bauweise ist die Startkraft eher höher als bei der klassischen Motorradbatterie. Dank der wartungsfreien und verschlossener Ausführung kann auch bei einer vertikalen Lage keine Säure auslaufen.
Auch diese Motorradbatterien werden oftmals trocken und vorgeladen, zusammen mit dem passenden Säurepaket geliefert. Im Gegensatz zu den üblichen AGM-Batterien dürfen die trocken-vorgeladenen AGM-Akkus dann nicht in jeder Lage montiert werden.
GEL-Motorradbatterien
IntactGelDas Elektrolyt ist zu einem Gel eingedickt, sodass die Batterie in jeder beliebigen Lage eingesetzt werden kann. Um auch eine höhere Rüttelfestigkeit zu erreichen, wird bei einigen Herstellern das Gel mit einem Vlies (wie bei der AGM-Batterie) kombiniert.
Diese Batterien haben eine geringe Selbstentladung und eine grosse Stromfestigkeit. Diese Gel-Motorradbatterien werden oft bei Motorräder mit ABS eingesetzt.
Li-Ion-Motorradbatterien
Wenn das Gewicht ein Thema ist, wie z.B. im Rennsport, werden auch Li-Ion-Motorradbatterien eingesetzt. Es ist enorm wichtig, dass die Batterie über ein Batteriemanagementsystem (BMS) verfügt, welches jede Batteriezelle einzeln überwacht und auch die Ladungen ausgleichen kann.
Li-Ion-Batterien sind in der Regel einiges teurer als Bleibatterien. Im Vergleich zu Bleibatterien haben die Li-Ion Motorradbatterien eine sehr geringe Kapazität. Schon kleine Verbraucher wie z.B. Licht leeren die Batterie innert kürzester Zeit.
Solarbatterie
OPzS-BatterienDie Solarbatterie, auch Solarakku genannt, ist eine Zyklenbatterie, welche meistens noch in Blei ausgeführt ist. Sie wird in Inselanlagen eingesetzt und von Solarmodulen über Solarladeregler geladen. Die Batterie wird stationär betrieben. Es können Nasszellen oder ‚Trockenbatterien‘ verwendet werden. Beim Einsatz von Nasszellen ist darauf zu achten, dass das Elektrolyt von Zeit zu Zeit wieder mal durch Gasen durchmischt wird. Bei ‚Trockenbatterien‘ (AGM, GEL) darf dies nicht geschehen.
Gerade bei Wochenendbetrieb sollte die Kapazität der Batterie gross gewählt werden, damit die gesamte Sonnenenergie, welche über die Woche anfällt, auch genutzt werden kann. Die Batterie darf aber auch nicht zu gross gewählt werden, damit sie auch wirklich gefüllt wird, denn wenn eine Bleibatterie nicht von Zeit zu Zeit voll geladen wird, bilden sich schädliche Sulfatschichten. Wird ein Wechselrichter an der Batterie angeschlossen, sollte die Kapazität der Batterie in etwa dem fünffachem Nennstrom des Wechselrichters entsprechen. 12V-Bleibatterien sind bis zu einer Kapazität von ca. 260Ah erhältlich. Bei grösseren Kapazitäten werden 2V-Elemente eingesetzt.
Bei Solarinselanlagen sollte unbedingt ein Gerät vorhanden sein, welches verlässliche Informationen über den Ladezustand der Batterie anzeigt.
Wenn dies nicht schon der Solarladeregler macht, weil grössere Verbraucher nicht über diesen Regler geschaltet werden können, empfehlen wir, einen separaten Batteriemonitor einzusetzen.
Da in Schlechtwetterperioden die Batterie oftmals nicht voll geladen wird und sich deshalb über längere Zeit in einem tieferen Ladezustand befindet, besteht gerade bei Solaranlagen die Gefahr der Sulfatierung. Auf den Batterie-Platten lagert sich Sulfat was die Kapazität enorm verringern kann. Ein Bleiakku-Refrescher, auch Megapulse genannt, kann dem entgegenwirken.
Solaranlagen, welche professionell betrieben werden, oder bei welchen das Austauschen der Batterien mit erheblichen zusätzlichen Kosten verbunden ist (z.B. mit Helikopterflug) sollten Batterien mit Panzerplatten (Röhrchenplatten, OPzS oder OPzV) verwendet werden. Diese haben eine deutlich höhere Zyklenzahl. Wenn die Anlage täglich im Betrieb ist, d.h. die Batterie täglich geladen und wieder entladen wird, macht es sogar Sinn, eine Li-Ion Batterie einzusetzen. Diese sollte dann vom Typ LiFePO4 sein.
Batterieanschluss
Etliche wartungsfreie Bleibatterien (AGM- oder Gelbatterien) können bei gleichen Abmassen mit unterschiedlichen Anschlüssen geliefert werden. Es lohnt sich deshalb, sich nicht nur auf das Bild zu verlassen sondern auch in der Beschreibung die Anschlussart zu kontrollieren.
Einen Überblick über die verschiedenen Anschlüsse findet man im Dokument ‚Ritar Battery Terminal Illustration‘
Geometrische Grösse der Batterien
260Ah-BatterieBleibatterien sind vorwiegend als 12V (6 Zellen), 6V (3 Zellen) oder als 2V (eine Zelle) Blöcke erhältlich. Dabei entscheidet vor allem das Gewicht der Blöcke, welche Spannung gewählt wird. Die Blöcke sollten noch ohne spezielle Hebezeuge eingesetzt werde können.
Deshalb sind 12V-Blöcke nur bis zu einer Kapazität von ca. 260Ah erhältlich.
Grössere Kapazitäten werden dann vorwiegend mit 6V-Elementen oder mit 2V-Elementen realisiert. Parallelschalten von Zellen oder Blöcken ist nicht zu empfehlen.
Wenn der Platz für die Batterie knapp ist, kann auch auf eine Li-Ion Batterie zuück gegriffen werden. Nicht nur das Gewicht ist geringer auch der Platzbedarf konnte bei modernen Li-Ion Akkus massiv verringert werden.
Temperaturverhalten
Da in der Bleibatterie chemische Prozesse ablaufen, hat die Temperatur einen Einfluss auf das Verhalten der Batterie. Es lohnt sich deshalb, den Einsatztemperaturbereich zu kontrollieren. Viele Bleibatterien können unter 0°C nicht mehr seriös geladen werden. Li-Ion Akkus können sogar Schaden nehmen, wenn diese unter 0°C geladen werden.
Intelligente Laderegler wie die SmartSolar MPPT oder der Outback MPPT-Laderegler bieten die Option eines Temperatursensors mit welchem die Ladeendspannung der Temperatur angepasst werden kann.
Wenn die Batterie in einem grossen Temperaturbereich geladen werden muss, sollte auf die Temperaturkompensation nicht verzichtet werden. So ist z.B. in Wohnmobilen die Batterie erheblichen Temperaturschwankungen unterworfen. Deshalb empfehlen wir für diese Anwendung den Einsatz von Multifunktionalen Wechselrichtern. Bei den meisten Geräten kann das integrierte Ladegerät die Batterie temperaturkompensiert laden.
In der Regel wird pro Zelle 0.005V / °C kompensiert, ausgehend von 25°C. Bei einigen Ladereglern kann diese Kompensation angepasst und in den Enden limitiert werden.
Höhere Temperaturen führen dazu, dass die Batterie schneller altert durch interne Korrosion. Schon 10°C höher als die Nenntemperatur (z.B. 35°C) halbiert die Lebensdauer. Dies ist vor allem in USV-Anlagen extrem wichtig zu wissen.
Überwintern von Bleibatterien
Bleibatterien entladen sich mit der Zeit selber, auch wenn kein Verbraucher angeschlossen ist. Die Batterien sollten jedoch nie tief entladen werden, da sie dabei ihre Kapazität immer mehr verlieren. Deshalb können Bleibatterien auch nicht über längere Zeit gelagert werden, ohne dass diese defekt gehen. Gute AGM oder GEL-Batterien haben zwar eine geringe Selbstentladung von ca. 3% pro Monat.
Wir empfehlen die Batterien alle 4 Monate nachzuladen oder direkt ein qualitativ hochwertiges Schwebeladegerät anzuschliessen.
Blei-Säure-Batterien haben eine grössere Selbstentladung und sollten deshalb monatlich nachgeladen werden.
Je tiefer die Temperatur, desto geringer ist die Selbstentladung. Batterien sollten deshalb ein einem kühlen und trockenen Raum gelagert werden.
Ungeladene Bleibatterien können bei Temperaturen unter 0°C schaden nehmen.
Abkürzungen und Kurzbezeichnungen bei Bleibatterien
Da Bleibatterien schon eine etwas ältere Technologie ist, haben sich schon einig Kurzbezeichnungen und Abkürzungen etabliert.
Diese sollen hier, soweit bekannt, erläutert werden.
Abkürzung Erklärung Bemerkung Anwendung
Blockbatterie Batterie, welche aus mehreren Zellen besteht, welche in einem Gehäuse untergebracht sind
AGM Acid Glas Mate: Bezeichnung für eine Batterie, in welcher das Gemisch aus Säure und Wasser in einer Glasfasermatte gebunden ist. Im deutschen Sprachraum wird die Batterie oft auch Vlies-Batterie genannt. Die Batterie ist geschlossen und komplett wartungsfrei. Sie kann in jeglicher Lage verbaut werden ausser, dass sie nicht über geladen werden darf. Die Anwendungen der AGM-Batterie reichen über Stand-By Batterien in Notstromversorgungen über Traktionsbatterien, Starterbatterien bis zu Solarbatterien.
GEL Säure und Wasser sind bei dieser Batterie in einem GEL gebunden, ähnlich dem GEL, welchen in die Haare gestrichen wird. Komplett Wartungsfrei und geschlossene Batterie. Die Eigenschaften sind ähnlich der AGM-Batterie, wobei die GEL-Batterien eher einen höheren Innenwiederstand hat, dafür Tiefentladungen besser verkraftet. Es können tendenziell auch mehr Zyklen gemacht werden. Oft eingesetzt als Verbraucherbatterie in Wohnmobilen oder Booten. Ideal als Solarbatterie. Sie ist auch für viele Antriebsanwendungen geeignet.
VRLA Valve Regulated Lead Acid: Ventil regulierte Blei-Batterie. Die meisten AGM und GEL-Batterien sind ventilreguliert. Es handelt sich dabei um ein Sicherheitsventil, welches öffnet, wenn in der Batterie einen zu hohen Überdruck entsteht. In der Ladeendphase der Hauptladung (z.B. bei 14,6V einer Bleibatterie) bildet sich Wasserstoff und Sauerstoff, welcher intern wieder zu Wasser kombiniert wird. Erhält nun eine Batteriezelle eine zu hohe Spannung, weil z.B. die Ladeendspannung zu hoch angesetzt wurde oder eine Zelle in Serie einen Kurzschluss hat, bildet sich mehr Gas als kombiniert werden kann. Der Druck in der Zelle steigt an und das Ventil öffnet sich. Die Zelle verliert dann an Wasser, was zu frühzeitigem Ausfall führen kann. Siehe AGM und GEL
OPzS Ortsfeste Blei-Batterie mit verdünnter Schwefelsäure und Röhrenplatten (Panzerplatten) beim positiven Pol.
Ortsfeste Panzerplatten mit Säure
Diese Batterien zeichnen sich durch eine hohen Zyklenzahl aus.
Von den Herstellern werden 1200 Zyklen bei 80% Entladung angegeben. Die Batterien sind nicht komplett werdungsfrei. Z.T. sind Rekombinations-Stopfen verfügbar, damit das Wasserstoff-Sauerstoffgemisch wieder automatisch zu Wasser wird.
Die Batterie wird oft aus 2V-Zellen oder 6V-Blöcken zusammengestellt. OPzS-Batterien werden in grösseren Kommunikationsanlagen, Notbeleuchtungen, EDV-Anlagen oder Solaranlagen eingesetzt.
Vor allem dort, wo die hohe Zyklenzahl vorteilhaft ist.
OPzV Ortsfeste verschlossene Blei-Batterie mit GEL und Röhrenplatten (Panzerplatten) beim positiven Pol.
Ortsfeste Panzerplatten Ventilreguliert Ähnlich wie die OPzS-Batterie kann auch bei der OPzV mit einer hohen Zyklenzahl gerechnet werden. Die Zellen sind komplett geschlossen und Ventilreguliert (VRLA). Somit total wartungsfrei.
Die OPzV ist meistens teurer als die OPzS. Die Anwendung ist ähnlich wie bei der OPzS wenn Wartungsfreiheit und kein Gasaustritt wichtig sind.
OGiV Ortsfeste verschlossene Blei-Batterie mit GEL oder meist AGM. Beide Platten sind Gitterplatten.
Ortsfeste Gitterplatten Ventilreguliert
Die OGiV-Batterien sind auf eine Lange Lebensdauer im Standby (Floatbetrieb) ausgelegt. Die Lebensdauer beträgt ca. 10 bis 12 Jahre. Bei den Zyklen kann man so von 300 ausgehen. Vorwiegend bei Unterbrechungsfreien Stromversorgungen wie Notbeleuchtung, Alarmanlagen, Kommunikationsanlagen, EDV-Anlagen, usw. Überall dort wo normalerweise ein 230VAC-Netz zur Verfügung steht.
GiS Traktionsbatterie (Antriebsbatterie) mit verdünnter Schwefelsäure. Beide Platten sind Gitterplatten.
Gitterplatten Säure Relativ hohe Zyklenzahl von ca. 700 (bei 80% Entladung), jedoch nicht Wartungsfrei. Diese Batterien finden man in elektrischen Kommunalfahrzeugen oder in Elektrofahrzeugen auf Golfplätzen. Dieser Batterietyp wird mehr und mehr durch GEL- oder AGM-Batterien (GiV) ersetzt.
GiV Ventilregulierte Traktionsbatterien mit Gitterplatten. Meist GEL oder AGM-Batterien
Gitterplatten Ventilreguliert Diese Batterien sind komplett wartungsfrei, weisen jedoch oft eine geringere Zyklenzahl auf als die GiS-Batterien. (GEL ca. 700 Zyklen bei 75% Entladung, AGM ca. 500 Zyklen bei 80% Entladung)
Die AGM-Batterien sind dafür einiges günstiger Diese Batterien finden man in elektrischen Kommunalfahrzeugen oder in Elektrofahrzeugen auf Golfplätzen. Bei täglichem Einsatz sind die GEL-Batterien oder GiS-Batterien den AGM-Batterien vorzuziehen,
PzS Offene Traktionsbatterie (Antriebsbatterie) mit Röhrenplatten und verdünnter Schwefelsäure Dank der Röhrenplatten zeichnet sich diese Batterie durch eine hohe Zyklenzahl aus. Sie ist jedoch nicht wartungsfrei. Viele Hersteller bieten jedoch auch ein automatisches Nachfüllsystem ab. Meistens besteht die Batterie aus einzelnen 2V-Zellen, welche in Serie geschaltet sind. Die meisten elektrischen Flurförderfahrzeuge (Stapler) und Elektrofahrzeuge im Kommunalbereich oder Autofreien Orten sind mit dieser Batterie bestückt. Da diese Batterien meistens täglich geladen werden ist die Lebensdauer eher über die Zyklenzahl definiert. Z.B. 1000 Zyklen nach IEC 254-1
PzB Geschlossene Traktionsbatterie (Antriebsbatterie) mit Röhrenplatten und verdünnter Schwefelsäure Ähnlich wie die PzS Ähnlich wie die PzS
PzV Verschlossene Traktionsbatterie (Antriebsbatterie) mit Röhrenplatten. Das Säure-Wassergemisch ist meist in einem GEL gebunden Ähnlich wie die PzS verfügt die PzV auch über Röhrenplatten und eine hohe Zyklenzahl. Diese Traktionsbatterien werden vorwiegend dort eingesetzt wo Wartungsfreiheit ein Vorteil ist oder kein Gasaustritt verlangt wird.
Weitere Informationen über das Laden von Batterien finden Sie auch unter: https://www.hoeisi.ch/batterieladen.htm