Merkmale der Batterie-Entladung & -Aufladung für Motorsport- und Powersport-Batterien
Batterie-Entladung
In einer Batterie findet jederzeit Entladung oder Aufladung statt. Die Elektrolytlösung enthält geladene Ionen, bestehend aus Schwefel und Wasserstoff. Die Schwefelionen sind negativ geladen, während die Wasserstoffionen eine positive Ladung haben.
Wenn auf die Anschlusspole einer Batterie eine elektrische Last wirkt (Anlasser, Scheinwerfer usw.), zerfällt die Bleisäure. Die daraus entstehenden Sulfationen wandern zu den negativen Platten und reagieren mit dem aktiven Material, wo sie ihre negative Ladung durch Ionisation abgeben. Dies entlädt die Batterie und erzeugt elektrische Energie. Die überschüssigen Elektronen treten am negativen Pol der Batterie aus und fließen über den elektrischen Verbraucher zurück zum positiven Batteriepol. Dies erzeugt einen Gleichstrom. Wenn die Elektronen wieder am Pluspol ankommen, wandern sie zurück in die Zellen und verbinden sich mit dem aktiven Material der positiven Platte. Der Entladevorgang setzt sich fort, bis die Batterie entladen und keine chemische Energie übrig ist.
Entladechemie
Zusätzlich zum Elektronenfluss in der Batterie ändert sich während der Entladung das Verhältnis von Schwefelsäure zu Wasser im Elektrolyt zu mehr Wasser und weniger Säure. Ein chemisches Nebenprodukt dieses Vorgangs ist Bleisulfat, das die Batterieplatten in jeder Zelle bedeckt und deren Oberfläche verringert.
Mit einer kleineren Oberfläche des aktiven Materials, welche zur Erzeugung von elektrischer Energie in einer Zelle zur Verfügung steht, wird auch der Strom reduziert. Wenn der Entladevorgang andauert, lagert sich noch mehr Bleisulfat auf den Zellplatten ab, bis schließlich kein chemischer Vorgang zur Stromerzeugung mehr möglich ist. Die Bleisulfatablagerungen auf den Platten sind der Grund, weshalb eine Batterie nicht unbegrenzt Energie zur Verfügung stellen kann. Dies wird spürbar, wenn zum Beispiel mehrere Tage lang das Licht eingeschaltet bleibt oder der Anlasser übermäßig beansprucht wird. Eine länger andauernde Entladung führt sogar zu schädigender Sulfatierung und die Batterie wird sich unter Umständen selbst nach langem Aufladen nicht wieder erholen.
Batterie-Selbstentladung
Selbstentladung findet immer statt, selbst wenn die Batterie an kein Gerät angeschlossen ist. Die Geschwindigkeit der Selbstentladung hängt von der Umgebungstemperatur und dem Batterietyp ab. Bei Temperaturen über 55 °C ist die Selbstentladung erheblich höher. Diese Temperaturen können erreicht werden, wenn die Batterie bei warmem Wetter in einer Garage oder einem Schuppen gelagert wird.
Ein verbreiteter Irrglaube zu Batterielagerung ist, dass eine auf einem Betonboden abgelegte Batterie schneller entlädt. Das war vor über 35 Jahren noch wahr, als Batteriegehäuse aus Hartgummi gefertigt waren – die Feuchtigkeit im Betonboden führte dazu, dass sich dieser Batterietyp direkt in den Betonboden entlud. Moderne Batteriegehäuse sind mittlerweile aus Polypropylen (Kunststoff) und können ohne Gefahr einer übermäßigen Selbstentladung auf Beton gelagert werden.
Gründe für Selbstentladung
Ein niedriger Ladezustand kann durch kurze Fahrten entstehen, wenn das Ladesystem des Fahrzeugs nicht genügend Zeit hat, die Batterie aufzuladen. Bei einem Motorbetrieb von weniger als 20 bis 30 km pro Strecke und nur gelegentlicher Nutzung des Fahrzeugs in der Woche reicht der Ladezustand der Batterie unter Umständen nicht mehr aus, um den Motor zu starten. Um dies zu verhindern empfehlen wir die Batterie regelmäßig, in einem Zeitraum in dem das Fahrzeug nicht genutzt wird, an ein Ladegerät anzuschließen. Nur so stellen Sie sicher, dass die Batteriekapazität für den nächsten Motorstart ausreicht. – je nach Temperatur muss das bei einer herkömmlichen Batterie einmal im Monat erfolgen. Eine AGM-Batterie entlädt langsamer als eine konventionelle Bleibatterie und muss weniger häufig aufgeladen werden.
Niedrige Temperaturen sind optimal für die Lagerung von Batterien, da die chemischen Prozesse, welche für die Selbstentladung verantwortlich sind, gehemmt werden. Eine bei 0 °C gelagerte AGM-Batterie beispielsweise behält 6 Monate lang 90 % ihrer Kapazität. Wird dieselbe Batterie bei 40 °C gelagert, verliert sie innerhalb von 4 Monaten 50 % ihrer Kapazität. Bordcomputer, Uhren und andere elektrische Verbraucher im Fahrzeug können die Batterie im Laufe der Zeit ebenfalls entladen.
Batterieladechemie
Das Aufladen einer Batterie macht den während der Entladung erfolgten chemischen Prozess rückgängig. Im Grunde genommen tauschen die Sulfat- und Wasserstoffionen den Platz. Die für das Aufladen einer Batterie verwendete elektrische Energie wird wieder in chemische Energie umgewandelt und in der Batterie gespeichert. Batterie-Ladegeräte, einschließlich Lichtmaschinen und Generatoren, erzeugen eine höhere Spannung als die Batterie-Leerlaufspannung.
Wenn der Ladestrom die natürliche Absorptionsgeschwindigkeit übersteigt, kann die Batterie überhitzen, wodurch sich in der Elektrolytlösung Blasen bilden können, die entflammbares Wasserstoffgas erzeugen. Wasserstoffgas ist in Verbindung mit Sauerstoff hoch explosiv und kann durch einen Funken entzündet werden. Denken Sie also immer daran, das Ladegerät vor dem Anschließen oder Trennen der Ladekabel abzuschalten, um eine Funkenbildung an den Batteriepolen zu vermeiden!
Wie viele Amps?
Unter der „natürlichen Absorptionsgeschwindigkeit“ versteht man die Versorgung einer Batterie mit Ladestrom, ohne sie zu überhitzen.
Aufgrund ihrer kleineren Größe im Vergleich zu Autobatterien können Powersport-Batterien weniger Strom sicher absorbieren. Für das Aufladen einer Motorrad- oder anderen kleinen Batterie sollte das Batterie-Ladegerät nicht höher gehen als 3 Amps. Die meisten für Autobatterien entwickelten Ladegeräte sind nicht geeignet, da sie eine höhere Stromabgabe haben. Die Batterie erreicht zwar optimale Lebensdauer, wenn sie in vollem Ladezustand gehalten wird, eine Überladung kann die Lebensdauer aber stark verringern.
Prüfen Sie immer den Ladezustand der Batterie, bevor Sie mit dem Aufladen beginnen sowie 30 Minuten nach dem Aufladen. Wenn ein Batterie-Ladegerät ein oder zwei Stunden von der Batterie getrennt war, sollte eine vollständig geladene herkömmliche Batterie 12,6 V oder höher messen (12,8 V mit Sulphate Stop). Bei AGM-Batterien kann die Spannungsmessung nach vollständigem Aufladen etwas höher ausfallen.
Überladen Sie die Batterie nicht. Aufgrund der Merkmale der AGM-Batterien können zu viele Schnellladungen oder eine Überladung das Elektrolytvolumen verringern. Je länger die Überladung andauert, umso höher der Verlust von Elektrolyt und Startleistung. Da die Batterie verschlossen ist, kann kein Wasser hinzugefügt werden, um den Elektrolytverlust auszugleichen. Außerdem können sich bei Überladung die Zellenplatten verbiegen, was zukünftige Ladevorgänge schwierig oder sogar unmöglich macht. Um eine Überladung zu vermeiden, achten Sie genau auf die Ladezeiten oder verwenden idealerweise eines von Yuasas automatischen Ladegeräten. Unterbrechen Sie den Ladevorgang, wenn das Batteriegehäuse so stark erhitzt, dass man es nicht mehr berühren kann. Lassen Sie die Batterie 6-12 Stunden abkühlen und fahren Sie mit dem Aufladen fort. Die Ladezeiten variieren je nach Ladegerät-Typ und Größe der Batterie.
Vorsicht: Tragen Sie immer Schutzbrillen, wenn Sie Batterien handhaben und laden Sie sie an einem gut gelüfteten Ort auf.
Eine tiefentladene Batterie aufladen
Bei Batterien mit einer Leerlaufspannung von unter 11,5 V können für das Aufladen ein spezielles Ladegerät und spezielle Verfahren notwendig sein. Tiefentladene Batterien haben einen hohen internen Widerstand, was ein normales Aufladen erschwert. Es kann notwendig sein, eine höhere Ladespannung als gewöhnlich anzuwenden, damit die Batterie die Ladung annimmt.
