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Original unter www.batteryfaq.org
16.1. Permanente Sulfatierung von Batterien erkennen
16.2. Permanente Sulfatierung verhindern
16.3. Sulfatierte Batterien wiederherstellen
16.4. Weiterführende Informationen über Sulfatierung
Es werden mehr zyklenfeste Batterien durch schlechte Ladepraxis zerstört, als an Alterung kaputtgehen!
Bleisulfatierung fängt tatsächlich dann an, wenn man die Ladespannung bei einer voll geladenen Bleibatterie wegnimmt. Die Bleisulfatkristalle werden während des normalen Ladezyklus zurück in Blei umgewandelt. Die eigentliche Frage ist, wenn nicht alle Bleisulfatkristalle zurück in Blei verwandelt werden, wie lange es dann dauert, bis sie so hart werden, daß sie nicht mehr umgewandelt werden können. Die Antwort darauf ist, daß es variiert -- es könnten Wochen oder Monate sein und hängt von einer Vielzahl Faktoren ab, wie der Qualität des Bleis, der Temperatur, der chemischen Zusammensetzung der Platten, Porösität, Entladetiefe, Säureschichtung usw.
Während des normalen Entladeprozesses verbinden sich Blei und Schwefel zu weichen Bleisulfatkristallen, die sich in den Poren und auf der Oberfläche der positiven und negativen Platten in der Bleibatterie bilden. Wenn eine Batterie im entladenen Zustand gelassen wird, ständig unterladen ist oder der Elektrolyt nicht bis über die Platten steht oder stratifiziert ist (Säureschichtung), rekristallisieren Teile des weichen Bleisulfats als hartes Bleisulfat. Durch anschließendes Wiederaufladen kann es nicht wieder zurückverwandelt werden. Diese Bildung harter Kristalle nennt man gemeinhin permanente oder harte "Sulfatierung". Wenn sie auftritt, zeigt die Batterie eine höhere Spannung als ihre tatsächliche Spannung; dadurch denkt der Spannungsregler, sie sei vollständig geladen. Dadurch verringert das Ladegerät vorzeitig Ausgangsspannung oder -strom und die Batterie bleibt unterladen. Sulfatierung ist für etwa 85% der Ausfälle von Blei-Säure-Akkumulatoren verantwortlich, die nicht mindestens einmal wöchentlich gebraucht werden. Je länger Sulfatierung auftritt, desto größer und härter werden die Bleisulfatkristalle. Die positiven Platten werden hellbraun und die negativen matt, gebrochen weiß. Diese Kristalle vermindern die Kapazität der Batterie und ihre Fähigkeit, wiederaufgeladen zu werden. Das kommt daher, daß zyklenfeste und einige Starterbatterien normalerweise nur für kurze Zeit, den Urlaub, Wochenendausflüge etc. benutzt werden und dann den Rest des Jahres gelagert werden, wobei sie sich selbstentladen. Starterbatterien werden normalerweise einige Male im Monat benutzt, deshalb wird Sulfatierung selten ein Problem, wenn sie nicht unterladen sind oder die Platten nicht mit Elektrolyt bedeckt.
Als Folge von Ruhestrom und natürlicher Selbstentladung tritt permanente Sulfatierung auf, weil sich die Batterie entlädt, wenn sie lange gelagert wird. (Ruhestrom ist die konstante Last auf die Batterie in einem Fahrzeug, während der Motor abgestellt ist. Die Last kommt von Geräten im Dauerbetrieb wie der Uhr, Alarmanlage, dem Radio zur Erhaltung der eingestellten Radiosender etc.) Zwar beseitigt das Trennen des negativen Batteriekabels den Ruhestrom, aber es hat keinen Effekt auf die natürliche Selbstentladung der Autobatterie. Die Selbstentladung wird durch hohe Temperatur beschleunigt. Deshalb kann Sulfatierung ein großes Problem für Bleibatterien sein, die nicht genutzt werden, im Regal eines Verkäufers stehen oder in einem geparkten Fahrzeug sind, besonders bei HOHENTemperaturen.
Autobatterien und zyklenfeste Bleiakkus sind vergänglich!
16.1. Permanente Sulfatierung von Batterie erkennen
Aller Wahrscheinlichkeit nach ist Ihre Batterie permanent sulfatiert, wenn Sie keine Ladung mehr "annimmt" oder "hält" und eine oder mehrere der folgenden Bedingungen erfüllt:
16.2. Permanente Sulfatierung verhindern
Die beste Methode zur Vermeidung von Sulfatierung ist es, eine Bleibatterie immer voll geladen zu halten, weil sich dann kein Bleisulfat bildet. Das kann man auf drei Wege erreichen. Die beste Lösung ist der Einsatz eines externen Ladegeräts in einem gut belüfteten Bereich je nach verwandtem Batterytyp, das eine durchgehende, temperaturkompensierte Erhaltungsladung mit der vom Hersteller empfohlenen Float- oder Erhaltungsspannung liefern kann. Bei 12-Volt-Batterien hat man je nach Batterietyp normalerweise eine feste Erhaltungsspannung von zwischen 13,1 VDC und 13,9 VDC, gemessen bei 26,7° C mit einem genauen digitalen Voltmeter (0,5% oder besser). [Bei einer 6-Volt-Batterie ist die gemessene Spannung halb so groß wie für eine 12-Volt-Batterie.] Am besten lädt man eine AGM-(Ca/Ca) oder Gel- (Ca/Ca) VRLA-Batterie in drei Phasen und Naßbatterien (Flüssigelektrolyt) in vier Phasen mit einem "intelligenten" mikroprozessorgesteuerten Ladegerät. Wenn Sie schon ein 2-Phasen-Ladegerät haben, nutzen Sie ein spannungsregeltes Erhaltungsladegerät ("float" charger), der auf die richtige temperaturkompensierte Erhaltungsladespannung gestellt ist, um die Batterie voll geladen zu halten. Wenn Sie die Webaddressen oder Telefonnummern von Ladegerätherstellern brauchen, siehe Abschnitte Ladegeräte und Erhaltungsladegeräte in der Linkliste Batterieinformationen. Ein billiges, ungeregeltes Konstantstromladegerät zur Erhaltungsladung ("trickle" charger) oder ein manuelles 2-Phasen-Ladegerät können die Batterie überladen und zerstören, wenn der Elektrolyt austrocknet.
Eine zweite Methode ist das regelmäßige Wiederaufladen der Batterie, wenn der Ladezustand auf 80% oder niedriger fällt. Das Aufrechterhalten eines hohen Ladezustands führt zur Verhinderung permanenter Sulfatierung. Die Wiederaufladehäufigkeit hängt vom Ruhestrom, der Temperatur, dem Zustand der Batterie und dem Batterietyp ab. Niedrigere Temperaturen verlangsamen die elektrochemischen Reaktionen und höhere Temperaturen beschleunigen sie erheblich. Eine Batterie, die bei 35° C gelagert wird, entlädt sich zweimal so schnell wie eine, die bei 23,9° C gelagert wird. Standard-Batterien (Sb/Sb) haben eine sehr hohe Selbstentladerate AGM- (Ca/Ca) und Gel- (Ca/Ca) VRLA-Batterien hingegen haben sehr niedrige. Siehe Abschnitt 7.1 für mehr Informationen zu den Batteriearten.
Es gibt Kompromisse zwischen dem kontinuierlichen Erhaltungsladen ("float" charging), bei dem keine Selbstentladung und Sulfatierung auftreten, und dem regelmäßigem Laden, bei dem die Wahrscheinlichkeit einer geringeren Lebensdauer der Batterie durch permanente Sulfatierung erhöht ist. Wenn Sie sich entscheiden, die Batterien während der Lagerung regelmäßig zu laden und dabei die Aufladehäufigkeit erhöhen, den Ruhestrom eliminieren oder sie bei kälteren Temperaturen lagern, wird das die Selbstentladung verzögern und die Wahrscheinlichkeit der permanenten Sulfatierung verringern, aber auch die Anzahl der Gesamtzyklen reduzieren.
Eine dritte Methode ist die Nutzung eines Solarkollektors oder Wind- oder Wassergenerators zum Erhaltungsladen. Das ist eine beliebte Lösung, wenn kein Wechselstrom zum Laden verfügbar ist. Die Größe des benötigten Solarkollektors oder Wind- oder Wassergenerators hängt den natürlichen Ressourcen, der Kapazität der Batterie und der Temperatur ab. Normalerweise braucht man einen 5-Watt-Solarkollektor (oder mehr) für eine durchschnittliche Autobatterie. Ein Laderegler (Spannungsregler) wird benötigt, wenn die Spitzenstromleistung 1,5% der Amperestundenkapazität der Batterie überschreitet.
Einen Desulfator kann man zusammen mit jeder der oben genannten Methoden einsetzen.
16.3. Sulfatierte Batterien wiederherstellen
Hier einige Methoden, die Sie versuchen können, um permanent sulfatierte Batterien zu regenerieren:
16.3.1. Geringe Sulfatierung
Prüfen Sie die Elektrolytstände und probieren Sie eine der folgenden drei Methoden zur Entfernung leichter Sulfatierung:
16.3.1.1. Gleichen Sie die Batterie aus. Siehe Abschnitt 9.1.4 zum Ausgleichsladen.
16.3.1.2. Legen Sie für 48 bis 120 Stunden einen konstanten Strom von 2% der Reservekapazität oder 1% der Amperestundenkapazität der Batterie an, abhängig von der Elektrolyttemperatur und Kapazität der Batterie, bei 14,4 VDC oder mehr, je nach Batterietyp. Machen Sie ein paar Zyklen (bis 50% entladen und wieder aufladen) und testen Sie dann die Kapazität der Batterie. Sie müssen eventuell die Spannung erhöhen, um die harten Bleisulfatkristalle aufzubrechen. Wenn die Batterie über 50° C warm wird, brechen Sie das Laden ab und lassen Sie die Batterie erst einmal abkühlen, bevor Sie weitermachen.
16.3.1.3. Nutzen Sie einen Desulfator, Pulsladegerät oder den Desulfatierungsmodus Ihres Batterieladegeräts. Eine Liste einiger Desulfatoren- oder Pulsladegerätehersteller gibt es in der Linkliste Batteriereferenzen unter http://www.batteryfaq.org. Nehmen Sie zur Kenntnis, daß einige Batterieexperten trotz der Behauptungen der Desulfatorenhersteller den Eindruck haben, daß Desulfatoren oder Pulsladegeräte kein Stück besser bei der Beseitigung oder Vermeidung permanenter Sulfatierung sind als Ladegeräte mit konstanter Spannung.
16.3.2. Starke Sulfatierung
Prüfen Sie die Elektrolytstände und versuchen Sie es mit einer der folgenden zwei Methoden zum Entfernen von starker Sulfatierung:
16.3.2.1. Ersetzen Sie den alten Elektrolyt mit destilliertem, deionisiertem oder demineralisiertem Wasser, lassen Sie das Ganze eine Stunde stehen, legen Sie einen Konstantstrom von 4 Ampere bei 13,8 VDC an, bis es keinen Anstieg beim spezifischen Gewicht mehr gibt, entfernen Sie den Elektrolyt, waschen Sie die Ablagerung aus, füllen Sie frischen Elektrolyt ein (Batteriesäure) und laden Sie auf. Wenn das spezifische Gewicht 1,300 überschreitet, entfernen Sie den neuen Elektrolyt, waschen Sie die Ablagerung aus und beginnen noch mal mit destilliertem Wasser. Sie müssen eventuell die Spannung erhöhen, um die harten Bleisulfatkristalle aufzubrechen. Wenn die Batterie über 51,7° C warm wird, brechen Sie das Laden ab und lassen Sie die Batterie erst einmal abkühlen, bevor Sie weitermachen. Machen Sie ein paar Zyklen (bis 50% entladen und wieder aufladen) und testen Sie dann die Kapazität der Batterie. Die Sulfatkristalle sind in Wasser besser löslich als in Elektrolyt. Wenn die Kristalle sich auflösen, wird das Sulfat zurück in Schwefelsäure umgewandelt und das spezifische Gewicht erhöht sich. Diese Methode funktioniert nur bei einigen Batterien.
16.3.2.2. Nutzen Sie einen Desulfator, Pulsladegerät oder den Desulfatierungsmodus Ihres Batterieladegeräts. Eine Liste einiger Desulfatoren- oder Pulsladegerätehersteller gibt es in der Linkliste Batteriereferenzen unter http://www.batteryfaq.org. Nehmen Sie zur Kenntnis, daß einige Batterieexperten trotz der Behauptungen der Desulfatorenhersteller den Eindruck haben, daß Desulfatoren oder Pulsladegeräte kein Stück besser bei der Beseitigung oder Vermeidung permanenter Sulfatierung sind als Ladegeräte mit konstanter Spannung.
16.4. Weiterführende Informationen über Sulfatiereung
Lesen Sie bitte Collyn Rivers' Artikel Battery Pulsing Devices. Einen Schaltplan eines Desulfators findet man in diesem Artikel von Alistair Couper: Lead-Acid Battery Desulfator
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