11111111111111111111111 1111111 1·2013 - Index of

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Bild 3: Verlauf von Ladestrom und Ladespan­
nung beim Laden eines Bleigel-Akkumula­
tors mit lU-Kenniinie nach [2]
Zusätzlich ist die Temperatur des Akku­
mulators während der Ladung zu überwa­
chen. Bei einem bereits geschädigten Blei­
gel-Akkumulator kann unter ungünstigen
Umständen eine sich selbst beschleunigende
Erhitzung (engl.: thermal runaway)
einsetzen. Das ist gefährlich, weil dabei
heißer Schwefelsäuredampf entstehen und
auch das Gehäuse zerstört werden kann.
Eine solche Reaktion setzt aber erst bei
Temperaturen oberhalb etwa 60 oc ein. Da
die Schmerzgrenze der menschlichen
Haut bei etwa 50 oc liegt, gilt als Faustre­
gel: Solange sich der Akkumulator noch
anfassen lässt, ist alles in Ordnung. Eine
leichte Erwärmung während der Ladung
ist im Übrigen normal und unvermeidbar.
• Regeneration
in mehreren Zyklen
Ob sich ein Akkumulator durch das be­
schriebene Verfahren wieder in einen
brauchbaren Zustand versetzen lässt,
hängt vom Einzelfall ab. Es ist erfolgver­
sprechend, nach der ersten Ladung meh­
rere Zyklen folgen zu lassen, wobei der
Akkumulator zwischendurch vollständig
zu entladen ist.
In der Literatur wird ein Experiment be­
schrieben, das an einem Bleigel-Akkumu­
lator durchgeführt wurde, der nach fünf
Jahren Lagerung keinerlei Kapazität mehr
aufwies. Dieser Akkumulator konnte
durch insgesamt 21 Zyklen regeneriert
werden und hatte schließlich wieder die
volle Nennkapazität Bild 2 zeigt das an­
gewendete Verfahren. Ob sich dieser Auf­
wand im Einzelfall tatsächlich lohnt, ist ei­
ne andere Frage.
• Automatische Entsulfatierung
Außerdem finden sich Geräte auf dem
Markt, die Bleiakkumulatoren durch Impulsladung
zu regenerieren versprechen.
Dabei erhält der Akkumulator sehr kurze,
aber extrem hohe Stromimpulse, mit denen
die Sulfatkristalle aufgebrochen werden
sollen. Die Wirkung dieser Verfahren gilt
als wissenschaftlich umstritten [7]. Die
oben beschriebene stellenweise Isolierung
der Elektroden ließe sich damit vielleicht
beheben, das Bleisulfat stellt aber das che­
misch aktive Material dar. Um es wieder
vollständig in den beim Laden und Entla­
den ablaufenden Kreislauf einzubinden, ist
eine angepasste Ladung erforderlich. Diese
kann aufgrund der verringerten Oberfläche
aber nur langsam und daher mit niedrigem
Ladestrom erfolgen.
• Schäden durch Tiefentladung
Bei Bleiakkumulatoren beträgt die Entla­
deschlussspannung bei Entladung mit dem
Nennstrom 1,75 V pro Zelle, was bei ei­
nem 12-V-Akkumulator einer Spannung
von 10,5 V entspricht. Eine Entladung bis
zu einer noch niedrigeren Spannung be­
zeichnet man als Tiefentladung. Sie scha­
det jedem Akkumulator. Bleigel-Akkumu­
latoren sind aber besonders empfindlich
gegen Tiefentladungen.
Der Grund dafür ist, dass der Elektrolyt in
einem Bleigel-Akkumulator knapp be­
messen ist. Bei einer Tiefentladung kön­
nen so viele Sulfat-Ionen aus dem Elektro­
lyt in Form von Bleisulfat an den Platten
abgeschieden werden, dass der Elektrolyt
an Ladungsträgern verarmt und der Innen­
widerstand des Akkumulators stark an­
steigt. Bei dem Versuch einer normalen
Ladung nimmt ein solcher Akkumulator
keinen nennenswerten Ladestrom mehr
an.
Derart geschädigte Bleigel-Akkumulato­
ren lassen sich aber unter Umständen re­
generieren. Das dazu geeignete Ladever­
fahren ist ähnlich dem zur Behebung der
Sulfatierung geschilderten. Sofern der Ak­
kumulator noch einen messbaren Lade­
strom aufnimmt, ist die Ladung fortzuset­
zen. Der Strom steigt dann zunächst lang­
sam an, bis er den maximal zulässigen
Wert erreicht hat, bei dem die Strombe­
grenzung des Ladegerätes einsetzt. Zu die-
Bild 4: Die Aufschrift eines Bleigel-Akkumu­
lators enthält oft auch die Vorschriften zur
richtigen Ladung. Foto: DJ3TZ
Stromversorgungstechnik
sem Zeitpunkt ist das während der Tief­
entladung verbrauchte Elektrolyt regene­
riert. Anschließend läuft die Ladung nor­
mal weiter.
Wenn der tiefentladene Akkumulator beim
Laden mit normaler Ladespannung keine
Stromaufnahme zeigt, lohnt der Versuch
einer Regeneration des Akkumulators mit
erhöhter Ladespannung. Die Ladespan­
nung ist dafür so hoch zu wählen, dass ein
gewisser Ladestrom fließt. Allerdings sind
hierbei eine schnell und zuverlässig an­
sprechende Strombegrenzung und mög­
lichst auch eine Sicherung erforderlich.
Der Grund dafür ist, dass der einsetzende
Regenerationsvorgang zu einer starken
Zunahme der Ladungsträgeranzahl im
Elektrolyt führt und der Innenwiderstand
des Akkumulators wieder sinkt. Ohne
Strombegrenzung hätte die hohe Lade­
spannung einen zu hohen Ladestrom zur
Folge, der den Akkumulator zerstören
könnte. Auch diese Art der Regeneration
ist immer zu beaufsichtigen.
Außerdem sollte die zur Ladung verwen­
dete Stromquelle den Strom bei Kurz­
schluss nicht nur begrenzen, sondern auch
unterbrechen können. Unter besonders un­
günstigen Bedingungen kann es bei der re­
generierenden Ladung nach einer Tiefent­
ladung zur Abscheidung von metallischem
Blei im Separator zwischen den Elektro­
den kommen, wodurch diese kurzge­
schlossen werden können. Auch bei die­
sem Regenerationsverfahren ist, wie oben
beschrieben, die Temperatur zu überwa­
chen.
• Schäden
durch ungenügende Ladung
Eine Besonderheit der Bleigel-Akkumula­
toren ist deren besondere Empfindlichkeit
gegenüber einer zu niedrigen Ladespan­
nung. Bleigel-Akkumulatoren werden ge­
mäß einer lU-Kennlinie geladen, siehe
Bild 3. Im Prinzip handelt es sich um eine
Ladung mit konstanter Spannung, wobei
aber der zu Beginn fließende Ladestrom
begrenzt wird. Den maximalen Wert des
Ladestromes gibt der Hersteller an. Ver­
breitet sind Werte zwischen 0,25 · 11 und
0,4. 1[.
Die richtige Ladespannung für einen 12-
V-Bleigel-Akkumulator liegt bei 20 oc
zwischen 14,4 V und 14,9 V, was einem
Wert zwischen 2,4 V und etwa 2,5 V pro
Zelle entspricht. Der exakte Wert hängt
von der chemischen Feinabstimmung des
jeweiligen Modells ab. Er ist entweder
aufgedruckt, wie in Bild 4, oder in den
Herstellerunterlagen zu finden. Diese
Spannung liegt deutlich oberhalb des
Werts, der bei nassen Bleiakkumulatoren
als sogenannte Gasungsspannung nicht
überschritten werden soll. Bei Bleigel-Ak-
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