Blei-Akkus richtig laden: Darauf ist zu achten

Blei-Akkus optimal zu laden, stellt viele Besitzer vor eine Herausforderung. Und das, obwohl sie zu den am häufigsten eingesetzten Akkus zählen – ob stationär in Alarmanlagen und Notstromversorgungen oder mobil in Elektrorollstühlen sowie als Starterbatterie in Pkw oder Motorrädern. Um sie über viele Jahre hinweg nutzen zu können, ist es daher umso wichtiger, Blei-Akkus gewissenhaft zu laden. Im Folgenden verraten wir Ihnen, was es dabei zu beachten gilt.

Blei-Akku-Typen unterscheiden

Um Blei-Akkus richtig zu laden, ist zunächst zu klären, um welchen Typ es sich handelt. Grundsätzlich unterscheidet man Blei-Akkus in wartungspflichtige und wartungsfreie Akkus. Zur ersten Kategorie zählen die gewöhnlichen Blei-Säure-Akkus. Die nicht gebundene Blei-Säure kann beispielsweise aus dem geschlossenen Gehäuse austreten. Dieses ist daraufhin mit destilliertem Wasser aufzufüllen. Derartige Wartungen sind bei Blei-Gel- oder Blei-Vlies-Akkus nicht nötig. Hier ist die Bleisäure gebunden und befindet sich in einem verschlossenen Gehäuse. Dennoch ist der Begriff wartungsfrei ein wenig irreführend. Er bedeutet nämlich keineswegs, dass für die Batterien keine Wartung erforderlich ist. Blei-Gel- oder Blei-Vlies-Akkus nicht richtig zu laden, kann ebenfalls zu reparablen oder irreparablen Schäden führen. Im Folgenden gehen wir näher auf die einzelnen Typen ein.

Blei-Säure-Akku

Gewöhnliche Blei-Akkus verfügen über zwei Bleiplatten sowie eine flüssige Füllung aus 37-prozentiger Schwefelsäure als Elektrolyt in einem geschlossenen, aber nicht verschlossenen Gehäuse. Dabei handelt es sich um eine äußerst kostengünstige Bauart, die sich in der attraktiven Preisgestaltung beim Akku-Kauf widerspiegelt. Blei-Akkus eignen sich aufgrund ihres geringen Innenwiderstands ideal als Starterbatterien. Sie neigen jedoch zu auslaufender Säure sowie zur sogenannten Säureschichtung. Letztere bringt den elektrochemischen Prozess des Blei-Akkus aus dem Gleichgewicht. Im unteren Teil überwiegt nun die Schwefelsäure, im oberen das Wasser. Daraus resultierend geht die aktive Ladungsfläche des Blei-Akkus verloren und die Batterieleistung bricht massiv ein. Die Lebensdauer des Blei-Akkus verkürzt sich so stark.

Außerdem zu beachten: Bleibatterien sind nur in geschlossenen Räumen einsetzbar, wenn diese gut belüftet sind. Blei-Akkus entwickeln beim Laden durch Elektrolyse die Gase Wasserstoff und Sauerstoff. In Kombination entsteht das explosionsfähige Knallgas. Die Gefahr einer Explosion ist gegen Ende des Ladevorgangs und besonders beim Überladen am größten. Gute Belüftung erzeugt einen Verdünnungseffekt. Dennoch ist es ratsam, während des Ladevorgangs jegliche Zündquellen im Radius von einem Meter rund um die Batterie zu vermeiden.

Blei-Gel-Akku

Blei-Gel-Batterien sind beim Laden sicherer als gewöhnliche Blei-Säure-Akkus und lassen sich einfacher transportieren. Der Grund: Zugesetzte Kieselsäure bindet die Schwefelsäure zu einem Gel. Zudem sind die Batterien geschlossen und auslaufsicher, es ist also unter idealen Umständen keine Wartung nötig. Dennoch ist es wichtig, den Blei-Gel-Akku für eine hohe Lebensdauer richtig zu laden. Beim Entladen ist darauf zu achten, die Ladeschlussspannung des Blei-Gel-Akkus nicht zu unterschreiten. Der Nachteil von Blei-Gel-Akkus besteht darin, dass die Schwefelsäurebindung zu einem erhöhten Innenwiderstand der Batterie führt. Daher lassen sich hohe, kurzzeitige Ströme schlechter realisieren. Blei-Gel-Akkus eignen sich also weniger gut als Starterbatterie.

Blei-Vlies-Akku

Blei-Vlies-Akkus oder auch AGM-Akkus (“Absorbent Glass Mat”) ähneln in ihrem Aufbau dem der Blei-Gel-Akkus. Sie sind ebenfalls geschlossen, nahezu wartungsfrei und haben eine höhere Lebensdauer als gewöhnliche Blei-Akkus. Der Unterschied besteht darin, dass die Bindung der Schwefelsäure anstelle der Kieselsäure durch Glasfaservlies erfolgt, das sich zwischen den Bleiplatten befindet. Der große Vorteil dieser neuartigen und nicht weit verbreiteten Bauweise: Der Innenwiderstand ist ausgesprochen gering, Blei-Vlies-Akkus entladen sich also kaum selbst. Die großen Unterschiede zur Blei-Gel-Batterie sind die gute Kältestabilität sowie die deutlich höhere Startleistung. Eine Tiefentladung ist jedoch ebenfalls zu vermeiden.

Lithium-Akku

In seiner Funktionsweise gleicht ein Lithium-Akku einem Blei-Akku. In ihrem Aufbau unterscheiden sich beide jedoch wesentlich. Die Kathode eines Lithium-Akkus besteht aus Grafit, die Anode aus Lithium-Metalloxid-Verbindungen. In der verschlossenen Batterie kommen außerdem unterschiedliche wasserfreie Elektrolyte zum Einsatz. Lithium-Akkus zeichnen sich durch eine sehr hohe Lebensdauer sowie eine hohe Energiedichte aus. Sie sind allerdings schlecht recycelbar und sehr viel teurer als gewöhnliche Blei-Akkus.

Blei-Akku laden: Das richtige Ladegerät auswählen

Welches Blei-Akku-Ladegerät das richtige für ihre Batterie ist, hängt ganz von deren Typ ab. Ist dieser einmal ermittelt, lässt sich leicht das passende Modell finden. Die meisten Ladegeräte sind zwar beispielsweise grundsätzlich darauf ausgelegt, einen gewöhnlichen 12-Volt-Blei-Akku zu laden, dennoch ist auf die genaue Bezeichnung zu achten. Handelt es sich bei Ihrem Akku etwa um einen AGM-Akku, so ist zu prüfen, ob sich das Ladegerät auch für wartungsfreie Akkus eignet. Einige Ladegeräte sind universell einsetzbar, während andere zum Beispiel speziell für Blei-Säure-Akkus ausgelegt sind. Blei-Gel- oder Blei-Vlies-Akkus lassen sich hiermit nicht optimal laden.

Blei-Akku laden: Was ist der Unterschied zwischen F1- und F2-Anschlüssen?

Batterien sind in vielen verschiedenen Größen und Formen erhältlich – Batteriepole ebenso. So haben Autobatterien beispielsweise zylindrische Pole, während Motorradbatterien quadratische aufweisen. Einige verfügen über Gewinde, andere über aus dem Gehäuse herausragende Laschen. Im Folgenden fokussieren wir uns auf die Poltypen wartungsfreier Blei-Batterien. Beim Poltyp der meisten Blei-Batterien mit einer Leistung von bis zu 15 Amperestunden (AH) und 12 Volt handelt es sich für gewöhnlich um Flachsteckerverbinder, sogenannte Fastons. Diese sind sowohl zum Laden des Blei-Akkus als auch für dessen Verwendung nötig. F1 und F2 benennen zwei Pole, welche sich im ersten Moment sehr ähnlich sehen. Der Unterschied lässt sich aber leicht zusammenfassen: Blei-Akku-Anschlüsse des F2-Typs sind 1/16 Zoll breiter als jene des F1-Typs.

Die Spezifikationen

Der Faston-Tab des F1-Typs hat die Nummer 187, weil er 0,187 Zoll breit ist, also 3/16 Zoll oder auch 4,75 Millimeter.

Der Faston-Tab des F2-Typs wiederum trägt aus dem gleichen Grund die Nummer 250. Er ist 0,25 Zoll breit, also 1/4 Zoll oder auch 6,35 Millimeter. Der Größenunterschied zwischen beiden Typen beträgt also nur 1/16 Zoll, dennoch führt er dazu, dass das Aufladen oder Verwenden des Akkus mit dem jeweils anderen Flachstecker nicht möglich ist.

Dieser Umstand stellt jedoch kein Problem dar: Um eine Kompatibilität von F1- und F2-Polen mit den jeweils anderen Steckern zu erzeugen, sind lediglich spezielle Adapter nötig.

Blei-Akku laden: Welche Ladeverfahren gibt es?

Um Blei-Akkus richtig zu laden, ist auf das passende Ladeverfahren zu achten. Dieses hängt davon ab, ob der Blei-Akku sich im zyklischen oder im Bereitschaftsbetrieb befindet.

Zyklischer Betrieb

Der zyklische Betrieb kennzeichnet sich dadurch, dass der Blei-Akku regelmäßig geladen und entladen wird und eine Ladung weniger als 72 Stunden dauert. Ebenfalls dazu zählen Blei-Akkus, die innerhalb von sechs Monaten nach dem ersten Gebrauch mehr als einen Monat lang nicht aufgeladen werden. Um die maximale Anzahl an Lade- und Entladevorgängen zu erhalten, ist es ratsam, das Drei-Phasen-Ladeverfahren zu nutzen:

• Die erste Phase, das Konstantstromladen, dauert maximal 16 Stunden und bedarf einer Stromstärke von mindestens 0,1 C und maximal 0,25 C. Der Koeffizient 1C bedeutet, dass die Batterie binnen einer Stunde komplett geladen oder entladen ist. Die Ladespannung des Blei-Akkus steigt während des Konstantstromladens pro Zelle auf 2,45 bis 2,5 Volt an. Anschließend folgt der Konstantspannungsladeprozess. Dabei geht der Ladestrom des Blei-Akkus zurück.
• Fällt dieser auf unter 0,07 C, erfolgt der Übergang in die zweite Phase. Der Blei-Akku-Ladestrom fällt noch weiter ab, währenddessen bleibt die Ladespannung pro Zelle konstant bei 2,45 bis 2,5 Volt. Phase 2 dauert etwa halb so lang wie Phase 1.
• In der anschließenden dritten Phase startet die Erhaltungsladung. Während der Ladestrom der Blei-Batterie auf wenige mA sinkt, fällt die Ladespannung zunächst auf 2,275 Volt pro Zelle und bleibt anschließend konstant.

Bereitschaftsbetrieb

Blei-Akkus im Bereitschaftsbetrieb kommen typischerweise in der unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) zum Einsatz. Während der Blei-Akku auf seinen Einsatz wartet, versorgt ihn ein Ladegerät abhängig von seiner Bauart mit einer entsprechenden Erhaltungsladung. Befindet sich der Blei-Akku im Bereitschaftsbetrieb, wird sie im hundertprozentigen Ladezustand mithilfe der Erhaltungsladung unterstützt. So kann die Blei-Batterie im Falle eines Netzzusammenbruchs sofort ohne Selbstentladung vollständig unterstützen.

Lebensdauer von Blei-Akkus erhöhen

Um die Lebensdauer von Blei-Akkus zu maximieren, ist einiges zu beachten:

Geeigneten Laderegler verwenden

Zunächst ist es entscheidend, den Blei-Akku optimal zu laden und dabei den passenden Laderegler zu verwenden. Nur so erhält der Blei-Akku den geeigneten Ladestrom. Erreicht die Zellspannung den typischen Wert zwischen 2,3 und 2,35 Volt, bleibt die Spannung konstant. Auf diese Weise lässt sich eine schädliche Überladung vermeiden und die Lebensdauer des Blei-Akkus erhöhen. Auch die Wahrscheinlichkeit einer Gasung verringert sich. Bei dieser führt der Blei-Akku eine ungewollte Elektrolyse (Zersetzung) von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff durch, obwohl er eigentlich Bleisulfat zu Blei und Bleidioxid aufspalten sollte.

Tiefentladung vermeiden

Für eine möglichst hohe Lebensdauer reicht es jedoch nicht aus, den Blei-Akku richtig zu laden. Es ist außerdem wichtig, eine Tiefentladung zu verhindern. Die Entladeschlussspannung eines Blei-Akkus beträgt 1,8 Volt, bzw. 20 Prozent. Fällt die Spannung unter diesen Grenzwert, kann dies den Blei-Akku unbrauchbar machen.

Blei-Akkus richtig aufbewahren

Auch die richtige Aufbewahrung erhöht die Lebensdauer eines Blei-Akkus. Er ist dabei möglichst von Staub und Schmutz fernzuhalten. Gelangt Dreck in die Eisen- oder Edelmetallsalze, kann es zu einer Herabsetzung der Überspannung des Wasserstoffs kommen. Dies führt zur Einleitung einer spontanen Selbstentladung.

Blei-Akkus einlagern: Was beim Laden zu beachten ist

Besonders Blei-Akkus in Fahrzeugen wie Motorrädern kommen häufig in den Wintermonaten nicht zur Anwendung. Eine Einlagerung will jedoch gut vorbereitet sein. Es ist wichtig, Blei-Akkus zuvor vollständig aufzuladen. Im besten Fall verfügt das verwendete Ladegerät über die Funktion zur Erhaltungsladung. Der Blei-Akku wird auf diese Weise entweder kontinuierlich sehr schwach oder regelmäßig für kurze Zeit geladen. Auf diese Weise lässt sich die Selbstentladung ausgleichen und eine Bleisulfatierung verhindern. Handelt es sich um einen Blei-Säure-Akku, empfiehlt es sich zudem, vor der Einlagerung den Säurestand zu kontrollieren und gegebenenfalls aufzufüllen.