Ausgleichsladung in Bleibatterie
Der Zweck der Ausgleichsladung besteht darin, die Ladespannung einer Blei-Säure-Batterie auf Gasungsniveau zu bringen, so dass das gesamte nicht umgewandelte Bleisulfat zu Blei bzw. Bleidioxid in NAM und PAM geladen wird.
Ausgleichsladung: Ausgleichsladung Batterien
Eine ordnungsgemäße Wartung von Blei-Säure-Batterien trägt dazu bei, die Lebensdauer der Batterie zu verlängern. Der Ladungsausgleich ist einer der wichtigsten Aspekte dieses Wartungsverfahrens.
Definition der Ausgleichsabgabe
Bei diesem Batterietyp besteht der Zweck der Ausgleichsladung darin, die Ladespannung einer 12-V-Batterie auf Gasungsniveau zu bringen, so dass das gesamte nicht umgewandelte Bleisulfat zu Blei bzw. Bleidioxid in NAM und PAM geladen wird. Bei freier und reichlicher Gasbildung gehen alle ungeladenen Sulfat-Ionen in den Elektrolyten und erhöhen die Säuredichte.
Vinal gibt in seinem klassischen Buch den Zusammenhang zwischen der Spannung der Zellen und den Gasungswerten an.
Gasungspegel und Zellspannungen beim Laden von gefluteten Zellen
(Quellen: Vinal, G.W., Storage Batteries, John Wiley & Sons, New York, 1954, Seite 262)
| Zellspannung (V) | Grad der Begasung | Zusammensetzung der entstehenden Gase H 2 Prozentsatz | Zusammensetzung der entstehenden Gase O 2 Prozentsatz |
|---|---|---|---|
| 2.2 | Keine Begasung | - | - |
| 2.3 | Leichte | 52 | 47 |
| 2.4 | Normal | 60 | 38 |
| 2.5 | Reichlich | 67 | 33 |
Ebenso müssen Batterien, die im Werk nicht ordnungsgemäß vorgeladen wurden, weiter ausgeglichen werden. Dies lässt sich durch einen Anstieg des spezifischen Gewichts des Elektrolyten innerhalb weniger Monate nach Inbetriebnahme der Batterie, z. B. einer Wechselrichterbatterie, nachweisen. Normalerweise liegt der Wert für das spezifische Gewicht vor dem Versand bei 1,240. Sobald dieser Wert erreicht ist, beenden einige Hersteller den Ladevorgang und gehen davon aus, dass die Batterie vollständig geladen ist.
Hätten sie die ursprüngliche Ladung weiter fortgesetzt, hätten sie einen erheblichen Anstieg des spezifischen Gewichts feststellen können. Dieser Aspekt der Anfangsladung deutet auf das Vorhandensein von ungeladenem Bleisulfat in den Platten hin. Diese Menge an Bleisulfat trug dazu bei, das spezifische Gewicht des Elektrolyten bei der weiteren Aufladung zu erhöhen.
Wie hilft die Ausgleichsladung?
Die Ausgleichsladung trägt dazu bei, die vorgesehene Lebensdauer der Batterie zu erreichen und einen vorzeitigen Ausfall aufgrund unzureichender Ladung zu vermeiden. Eine Batterie, die regelmäßig eine Ausgleichsladung erhält, lebt länger als eine Batterie, die keine Ausgleichsladung erhält. Dies gilt insbesondere für Gabelstaplerbatterien, Autobatterien und Wechselrichterbatterien. Wir haben gesehen, dass eine Ausgleichsladung der Gabelstaplerbatterie eine bessere Leistung der Gabelstaplerbatterie gewährleistet. Die Verlängerung der Batterielebensdauer durch die Steuerung des Ladeausgleichs ist der bewährte Weg zu einer besseren Batterieleistung.
In einigen Ländern fallen die Batterien der USV und der stationären Stromversorgung nicht einmal für ein paar Minuten im Jahr aus. In solchen Situationen raten die Hersteller von Batterien den Verbrauchern, das Stromnetz für einige Minuten auszuschalten. Dadurch wird eine “Schwimmerpassivierung”vermieden .
Was ist eine Ausgleichsladung für eine Batterie?
Alle oben genannten Aspekte gelten auch für die VR-Batterien. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Ladespannung für die Ausgleichsladung niedriger ist. Die Batterien dürfen während einer Ausgleichsladung nicht mehr als 14,4 V (bei einer 12-V-Batterie) aufweisen. Die Begasungsraten sind:
Gasungspegel und Zellenschwimmerspannungen beim Laden von ventilgeregelten Zellen
Ausgleich der Ladespannung
| Zellspannung (V) | Grad der Begasung | Rekombinationswirkungsgrad (%) | Begasungsrate * | Relative Begasungsrate |
|---|---|---|---|---|
| 2,25 bis 2,3 | Vernachlässigbare Begasung | ~ 99.87 | ~ 0.0185 | ~ 1 |
| 2.4 | Einige Begasungen | ~ 99.74 | ~ 0.037 | ~ 2 |
| 2.5 | Begasung | ~ 97.4 | ~ 0.37 | ~ 20 |
*cc/h/Ah/Zelle von: Credits: C&D Technologies : Technical Bulletin 41-6739, 2012.).1 Kubikfuß = 28317 cc (= (12*2,54)3 = 28316,85)
Ausgleichsladung - Wie unterscheiden sich VRLA-Batterien von gefluteten Blei-Säure-Batterien?
Die Grundchemie der beiden Versionen von Bleibatterien ist die gleiche. Die Entladungsreaktionen sind ähnlich, aber die Aufladungsreaktionen unterscheiden sich durch ihre Zwischenschritte.
Die Gase (Wasserstoff und Sauerstoff), die sich gegen Ende des Ladevorgangs in einer gefluteten Bleibatterie entwickeln, werden entlüftet. Das an der positiven Platte der VR-Zellen entstehende Sauerstoffgas kann leicht zur negativen Platte wandern und das Blei oxidieren, da der Diffusionskoeffizient in einem gasförmigen Medium höher ist. Dies ist eine schnelle Reaktion in VR-Zellen. Eine solche Bewegung von Gasen ist in gefluteten Zellen aufgrund der geringeren Diffusionskoeffizienten nicht möglich. Ähnliche Bedingungen wie bei überfluteten Zellen treten bei VR-Zellen auch dann auf, wenn das AGM vollständig gesättigt ist und die Sauerstoffrekombinationsreaktion erst dann einsetzt, wenn sich aufgrund der Wasserelektrolyse und des Wasserverlusts ein Mangel an Elektrolyt einstellt.
In einer ventilgeregelten Zelle wird die Wasserstoffentwicklung durch die Bildung von Bleisulfat während des Ladevorgangs gehemmt. Dieses Bleisulfat hebt das Potenzial der negativen Platte auf positivere Werte an, so dass die Wasserstoffentwicklung sehr stark reduziert wird. Spezielle Legierungen werden auch für das negative Gitter verwendet, das eine höhere Wasserstoffüberspannung aufweist.
Ausgleichsladung: Konstruktionsbedingt weisen VRLA-Batterien die folgenden Unterschiede auf:
- Das Elektrolytvolumen ist bei VRLA-Batterien geringer. Dies wird absichtlich so beibehalten, da der aus dem PAM entstehende Sauerstoff über die ungesättigten Poren des absorbierenden Glasmattenabscheiders (AGM) mit dem NAM in Kontakt kommen soll. Um das geringere Volumen des Elektrolyten auszugleichen, wird in VR-Batterien eine Säure mit höherer Dichte verwendet. Damit werden auch die reduzierten Kapazitäten im Niedrigpreissegment kompensiert.
Die Elemente sind in der VRLA-Batterie stark komprimiert. Dieser Aspekt spielt die wichtigste Rolle bei der Verlängerung der Lebensdauer der Batterien. Die Wandverdichtung des Platten-Trennbehälters ist ein integraler Bestandteil der Konstruktion. Dies gewährleistet eine gute Elektrolytdiffusion zwischen Platten und Separator. Die Lebensdauer wird auch durch die Verringerung der positiven aktiven Materialausdehnung und des daraus resultierenden Kapazitätsverlusts erhöht.
- VRLA-Batterien haben in jeder Zelle ein Einwegventil zum Wiederverschließen oder ein gemeinsames Ventil für einige Zellen (insbesondere bei Zellen mit kleiner Kapazität). Dieses Multifunktionsventil funktioniert auf folgende Weise:
i. Verhindert das unbeabsichtigte Eindringen von atmosphärischer Luft (Sauerstoff).
ii. Hilft beim druckunterstützten Sauerstofftransport vom PAM zum NAM
iii. Verhindert eine Explosion im Falle einer übermäßigen Druckentwicklung im Inneren der Batterie aufgrund von unsachgemäßem Laden oder einer Fehlfunktion des Ladegeräts.
- Die ordnungsgemäße Funktion von VRLA-Batterien hängt vom internen Sauerstoffkreislauf ab, der wiederum von einer auslaufsicheren Konstruktion abhängt: Deckel-Deckel-Dichtung und Topf-Deckel-Dichtung. Der interne Sauerstoffkreislauf trägt dazu bei, die Wasserstoffentwicklung zu verringern und damit den Wasserverlust zu reduzieren.
Interner Sauerstoffkreislauf
Während des Ladens der VRLA-Batterie:
An der positiven Platte entsteht O2-Gas, und es werden Protonen und Elektronen erzeugt.
2H2O → 4H+ + O2 ↑ + 4e- ……… Gl. 1
Das Sauerstoffgas, die Wasserstoffionen und die Elektronen, die bei der Elektrolyse des Wassers auf der positiven Platte entstehen, dringen durch die leeren Poren, die gasgefüllten Poren und die Elektrolytkanäle im AGM-Separator (oder die feinen Risse in der gelierten Elektrolytmatrix bei gelierten VR-Batterien) und erreichen die negativen Platten. Dieses Gas verbindet sich mit dem Blei im NAM zu PbO, und der reduzierte Sauerstoff verbindet sich mit den Wasserstoff-Ionen zu Wasser. Dieses Oxid verbindet sich chemisch mit den Sulfat-Ionen und bildet Bleisulfat
2Pb + O2 → 2PbO
2PbO + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O
——————————————————
2Pb + O2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O + Wärme ……… Gl. 2
—————————————————–
Da es sich jedoch um einen Aufladeprozess handelt, muss das so entstandene Bleisulfat wieder in Blei umgewandelt werden; Schwefelsäure entsteht auf elektrochemischem Weg durch Reaktion mit den Protonen (Wasserstoffionen) und Elektronen, die bei der Zersetzung von Wasser an den positiven Platten entstehen, wenn diese aufgeladen werden.
2PbSO4 + 4H+ + 4e- → 2Pb + 2H2SO4 ……… Gl. 3
Wenn das NAM während einer Ladung in PbSO4 umgewandelt wird, wird das Potenzial der negativen Platte positiver (wie im Falle einer Entladung). Dies trägt dazu bei, die Wasserstoffentwicklungsreaktion zu behindern. Es entstehen nur sehr geringe Mengen an Wasserstoffgas, aber das Einwegventil sorgt dafür, dass der Druck im Inneren des Gefäßes keine gefährlichen Werte erreicht, indem es den Wasserstoff in die Atmosphäre entlässt und so die Batterie vor Ausbeulungen und anderen Defekten schützt.
Die letzte Reaktion stellt das chemische Gleichgewicht in der Zelle wieder her. Da die Nettosumme der Reaktionen (Gl. 1) bis (Gl. 3) gleich Null ist, wird die während des Ladevorgangs verbrauchte elektrische Energie in Wärme und nicht in chemische Energie umgewandelt [Ref R.F. Nelson, Proc. 4th Int Lead Acid Battery Seminar, 25-27 Apr 1990, San Francisco, USA, ILZRO, Inc. 1990, pp.31-60].
Der wichtigste Vorteil einer VRLA-Zelle besteht darin, dass keine Wasserzugabe für die Wartung erforderlich ist. Der nächste Vorteil besteht darin, dass sie im Laufe ihres Betriebs eine vernachlässigbare Menge an Gasen entwickelt, da die Rekombination bei den empfohlenen Erhaltungsspannungen von 2,25 bis 2,3 V pro Zelle nahezu 100 % beträgt. Außerdem gibt es keine Transportbeschränkungen, wenn diese Batterien von Ort zu Ort transportiert werden.
Primäre und wiederaufladbare Batterien
Eine Batterie ist definiert als ein elektrochemisches Gerät, das chemische Energie durch Redoxreaktionen in elektrische Energie umwandeln kann und somit als elektrochemische Stromquelle dient. Aber sie ist keine dauerhafte Quelle der Macht. Die Batterie liefert nur so lange Strom, bis genügend aktive Materialien vorhanden sind, um die energieerzeugenden Reaktionen aufrechtzuerhalten. Sobald die Batteriespannung einen bestimmten unteren Wert erreicht, der durch die Chemie des Systems definiert ist, müssen die Reaktionen umgekehrt werden, d. h. die Batterie muss Gleichstrom erhalten. Das Anlegen eines Gleichstroms in umgekehrter Richtung der Entladung an eine entladene Batterie, um die Entladungsreaktionen umzukehren, wird als “Laden” bezeichnet.
Dadurch werden die ursprünglichen aktiven Materialien aus den Entladungsprodukten regeneriert und die Batteriespannung wird auf höhere Werte erhöht, die wiederum durch die Chemie des Systems bestimmt werden. Diese Aussage gilt für Batterien, die als Sekundär- oder Speicherbatterien bezeichnet werden. Sie ist nicht relevant für Primärzellen, wie sie in elektrischen Taschenlampen und Armbanduhren verwendet werden. Das Absinken der Batteriespannung während einer Entladung ist auf die Erschöpfung der aktiven Materialien und verschiedene andere Gründe zurückzuführen.
Eine unabhängige Einheit der Batterie wird als “Zelle” bezeichnet. Eine Batterie ist eine Kombination aus zwei oder mehr Zellen, die auf verschiedene Weise miteinander verbunden sind, um die vorgesehene Spannung und Kapazität oder die gesamte kWh-Leistung zu erreichen. Am häufigsten wird eine Blockbatterie in Kraftfahrzeugen und in ventilgeregelten Bleibatterien(VRLA) und Röhrenbatterien mit kleiner Kapazität (bis zu 12 V/200 Ah) eingesetzt; darüber hinaus werden Einzelzellen verwendet, um die erforderlichen kWh-Leistungen zu erreichen, indem sie in Serie oder seriell-parallel angeordnet werden.
Eine Blei-Säure-Batterie mit einer Nennleistung von 48 V/1500 Ah (oder 72 kWh) kann 24 Zellen mit einer Kapazität von 2 V/1500 Ah haben, die einfach in Reihe geschaltet sind, oder 48 Zellen mit einer Kapazität von 2 V/750 Ah, die in Reihe-parallel geschaltet sind. Das sind 24 in Reihe geschaltete Zellen, die eine 48V/750Ah (oder 36 kWh) Batterie ergeben. Eine weitere solche 48V/750-Batterie wird parallel zur ersten geschaltet, so dass eine 48V/1500 Ah (72 kWh) Batterie entsteht.
Ein weiteres Beispiel für eine Lithium-Ionen-Batterie(Li-Ion) für Elektrofahrzeuge:
Je nach Größe des Batteriepakets verwendet der Elektroautohersteller Tesla etwa 6.000-8.000 Zellen pro Paket, wobei jede Zelle eine Kapazität von 3,6 V/3,1 bis 3,4 Ah hat, um ein 70- oder 90-kWh-Batteriepaket zu bauen.
Die 70-kWh-Batterie des Tesla EV verwendet etwa 6000 Zellen des Typs 18650 NCA mit 3,7 V/3,4 Ah, die in einer komplizierten Serien-Parallelschaltung verbunden sind. Es hat eine Reichweite von 325 km pro Ladung. (Die Zahl 18650 bezieht sich hier auf einen bestimmten Typ von Lithium-Ionen-Zellen mit den ungefähren Abmessungen von 65 mm Länge (oder Höhe) und 18 mm Durchmesser. Der Begriff “NCA” steht für das in dieser Zelle verwendete Kathodenmaterial, z. B. N = Nickel, C = Kobalt und A = Aluminium, d. h. Nickel-Kobalt-Aluminiumoxid-Kathodenmaterial)
Der 90-kWh-Pack hat 7.616 Zellen in 16 Modulen. Das Gewicht beträgt 540 kg. Er hat eine Reichweite von 426 km pro Ladung.
Bestandteile einer Batteriezelle:
Die wichtigsten Bestandteile einer Batterie sind:
a. Anode (Negative Platte)
b. Kathode (positive Platte)
c. Elektrolyt (bei Bleibatterien ist der Elektrolyt auch ein aktives Material, bei den meisten anderen Systemen ist dies nicht der Fall)
Die drei oben genannten Komponenten werden als aktive Komponenten bezeichnet
Natürlich gibt es auch inaktive Komponenten wie
a. Gefäß
b. Stromabnehmende Netze
c. Stromschiene oder Verbindungslaschen
d. Abscheider
e. Interzelluläre Verbindungen
f. Klemmposten, etc.
In einer Blei-Säure-Batterie ist der Elektrolyt (verdünnte Schwefelsäure) an der energieerzeugenden Reaktion beteiligt, wie aus der unten dargestellten Zellreaktion hervorgeht. Die Schwefelsäure wird verbraucht, um das Bleidioxid und das Blei in Bleisulfat umzuwandeln, so dass die Dichte des Elektrolyten mit fortschreitender Entladung abnimmt. Im Gegenteil, wenn die Zelle aufgeladen wird, steigt die Dichte des Elektrolyten mit dem Fortschreiten der Ladungsreaktion an. Der Grund dafür ist, dass die von den beiden aktiven Materialien während der Entladung absorbierten Sulfat-Ionen in den Elektrolyten abgegeben werden und somit die Dichte des Elektrolyten steigt.
Entladungs- und Aufladungsreaktionen
Die Reaktionen einer galvanischen Zelle oder Batterie sind spezifisch für das System oder die Chemie:
Ein Beispiel dafür ist die Bleisäurezelle:
Pb + PbO2 + 2H2SO4 Entladung ↔ Ladung 2PbSO4 + 2H2O E° = 2,04 V
In einer Ni-Cd-Zelle
Cd + 2NiOOH + 2H2O Entladung ↔ Ladung Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 E° = 1,32 V
In einer Zn-Cl2-Zelle:
Zn + Cl2 Entladung ↔ Ladung ZnCl2 E° = 2,12 V
In einer Daniel-Zelle (dies ist eine Primärzelle; beachten Sie hier das Fehlen der reversiblen Pfeile)
Zn + Cu2+ Entladung ↔ Ladung Zn2+ + Cu(s) E° = 1,1 V
Angleichung der Ladespannung: mehr zum Laden einer Batterie
Wie oben beschrieben, ist ein Akkumulator keine dauerhafte Energiequelle. Wenn sie erschöpft ist, muss sie wieder aufgeladen werden, um erneut Energie zu erhalten. Die Batterien haben eine bestimmte Lebensdauer, die sogenannte Lebenserwartung. Um die vorgesehene Lebensdauer und Zuverlässigkeit zu erreichen, müssen die Akkus entsprechend den Anweisungen des Herstellers ordnungsgemäß geladen und gewartet werden. Um eine möglichst lange Lebensdauer des Akkus zu erreichen, sollten geeignete Lademethoden verwendet werden.
Reaktionen in einer Bleisäurezelle:
Während der Entladung: PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O
Die Entladung erfolgt nur so lange, bis eine bestimmte Menge an leitendem Material in der Zelle vorhanden ist; danach fällt die Spannung so schnell ab, dass die Endspannung bald erreicht wird. Es gibt also eine so genannte Abschaltspannung oder Endspannung, über die hinaus die Entladung nicht fortgesetzt werden sollte. Eine weitere Entladung erschwert das Wiederaufladen und kann zu unerwarteten katastrophalen Ergebnissen führen.
Die Batterien sind unmittelbar nach dem Entladen mit den vom Hersteller empfohlenen Ladezeiten oder gemäß den von ihm gelieferten Anweisungen zu laden.
Was passiert bei einer Entladung und Ladung in einer Zelle?
Elektrolyt: 2H2SO4 = 2H+ + 2HSO4‾
Negative Platte: Pb° = Pb2+ HSO4 + 2e
Pb2+ + HSO4‾ = PbSO4 ↓ + H+
⇑ ⇓
Positive Platte: PbO2 = Pb4+ + 2O2-
Pb4+ + 2e = Pb2+
Pb2++ 3H+ + HSO4‾ +2O2- =PbSO4 ¯ ↓+ 2H2O
Da Schwefelsäure ein starker Elektrolyt ist, wird sie in Wasserstoffionen und Bisulfationen (auch Hydrogensulfationen genannt) dissoziiert.
Beim Start einer Entladung wird das poröse Blei in der negativen Platte zu Blei-Ionen (Pb2+) oxidiert, und da es immer in Kontakt mit dem Elektrolyten Schwefelsäure ist, wird es in Bleisulfat (PbSO4) umgewandelt; letzteres setzt sich als weißes Material auf den Poren, der Oberfläche und den Rissen der negativen Platten ab. Die erste Reaktion (das Blei wird zu Blei-Ionen) ist elektrochemischer Natur, während die zweite (Blei-Ionen werden zu Bleisulfat) eine chemische Reaktion ist.
Wir sagen, dass sich das Blei in der Nähe der Reaktionsstelle als Blei-Ionen löst und sich nach der Verbindung mit den Bisulfat-Ionen aus dem Elektrolyten sofort als Bleisulfat auf dem negativen aktiven Material (NAM) ablagert. Diese Art von Reaktion wird in der Elektrochemie als Auflösungs-Abscheidungs- oder Auflösungs-Ausscheidungs-Mechanismus bezeichnet.
In ähnlicher Weise verbindet sich das positive aktive Material (PAM) mit den aus dem NAM stammenden Elektronen und wird zu Blei-Ionen, die sich mit den Bisulfat-Ionen aus dem Elektrolyten verbinden und sich als Bleisulfat auf dem positiven aktiven Material ablagern, und zwar nach dem gleichen Auflösungs-Abscheidungsmechanismus.
Bei einer Aufladung: 2PbSO4 + 2H2O Ladung→ PbO2 + Pb + 2H2SO4
Die Reaktionsprodukte, die bei der Entladung an den positiven und negativen Platten entstehen, werden bei der Ladung wieder in die ursprünglichen Materialien umgewandelt. Hier haben die Reaktionen die umgekehrten Bezeichnungen wie bei einer Entladung. Die positive Platte wird oxidiert, während die Platte mit der entgegengesetzten Polarität reduziert wird.
Ausgleichsladung: Wann ist die volle Ladung abgeschlossen?
Es wird davon ausgegangen, dass die Batterien die normale Aufladung abgeschlossen haben, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
| Parameter | Geflutete Bleibatterie | Ventilgeregelte Blei-Säure-Batterie (VRLA) |
|---|---|---|
| Ladespannung und -strom | Hier wird von einer Ladung mit konstantem Strom ausgegangen: Die Spannung einer Batterie am Ende einer Ladung sollte bei einem bestimmten Strom konstant sein. Der Wert kann 16,2 bis 16,5 V für eine 12-V-Batterie betragen. | Bei einer konstanten eingeprägten Spannung (z. B. 13,8 V bis 14,4 V bei einer 12-V-Batterie) sollte der Strom mindestens zwei Stunden lang konstant sein. |
| Spezifisches Gewicht des Elektrolyts | Das spezifische Gewicht des Elektrolyten sollte ebenfalls einen konstanten Wert erreichen. Dieser Wert hängt von der voll aufgeladenen Batterie ab, wenn sie vom Hersteller geliefert wurde. | Das spezifische Gewicht des Elektrolyten kann nicht gemessen werden. |
| Art der Vergasung | Gleichmäßige und reichliche Begasung auf beiden Platten. Das Volumen der entstehenden Gase ist wie bei Wasser 1:2, d. h. 2 Volumen Wasserstoff für 1 Volumen Sauerstoff. | Bei den für VRLABs empfohlenen Ladespannungen wird eine vernachlässigbare Gasbildung beobachtet. Bei einer Erhaltungsladung von 2,25 bis 2,3 Volt pro Zelle (Vpc) wird keine Gasentwicklung beobachtet. Bei 2,3 Vpc kann eine 12V 100Ah VRLAB 8 bis 11 ml/h/12V Batterie emittieren. Aber bei 2,4 Vpc ist es fast das Doppelte, 18 bis 21 ml/h/12V Batterie. (i. pbq VRLA-Batterien, Januar 2010. ii. C&D Technologies: Technisches Merkblatt 41-6739, 2012.) |
Ausgleichsladung: Was ist eine Ausgleichsladung für eine Batterie?
- Eine neu zusammengesetzte Bleibatterie erfordert eine Erstbefüllung und Erstladung.
- Eine entladene Batterie muss normal aufgeladen werden.
- Batterien, die an Geräte und Ausrüstungen angeschlossen sind, sind normalerweise nicht vollständig geladen, d. h. sie erreichen nicht die volle Ladespannung von > 16 V für eine 12-V-Batterie. Bei der SLI-Anwendung (Anlassen, Beleuchtung und Zündung) in Kraftfahrzeugen beispielsweise beträgt die maximale Spannung, die die Batterie erreichen kann, etwa 14,4 V bei einer 12-V-Batterie. Auch die Ladespannungen von Wechselrichter- und USV-Batterien gehen nicht über 13,8 bis 14,4 V hinaus. Bei solchen Anwendungen nimmt die Ansammlung von nicht umgewandeltem Bleisulfat in den positiven und negativen Platten mit zunehmender Lebensdauer der Batterie zu.
Der Grund dafür ist, dass die oben genannten Spannungswerte nicht ausreichen, um alle entladenen Produkte wieder zu den ursprünglichen aktiven Materialien zurückzuführen. Solche Batterien müssen regelmäßig aufgeladen werden, damit alle Zellen voll geladen sind und den gleichen Ladezustand aufweisen. Dies trägt auch dazu bei, die Auswirkungen der Schichtung des Elektrolyten zu beseitigen. Eine solche zusätzliche Geräteaufladung wird als Bankgebühr oder Ausgleichsgebühr bezeichnet.
Schlussfolgerungen zur Ausgleichsabgabe:
Die Ausgleichsladung ist ein Teil der Wartungsarbeiten. Die maximale Spannung, bei der die Ausgleichsladung durchgeführt werden kann, hängt vom Typ der Bleibatterie ab, d. h. ob es sich um eine geflutete oder eine VRLA-Batterie handelt. Erstere Zellen können mit konstantem Strom bis zu einer Spannung von 16,5 V für eine 12-V-Batterie geladen werden, um alle Zellen in einer Batterie auf den gleichen Stand zu bringen.
Die VRLA-Zellen dürfen jedoch nur mit konstanter Spannung geladen werden, und diese eingeprägte Spannung sollte die empfohlene Höchstspannung von 14,4 V für eine 12-V-Batterie nicht überschreiten. Steht die Möglichkeit der Konstantspannungsladung nicht zur Verfügung, können VRLA-Batterien mit konstantem Strom unter ständiger Überwachung der Klemmenspannung (TV) der Batterie geladen werden. Wenn das Fernsehgerät den Wert von 14,4 V erreicht oder überschreitet, sollte der Ladestrom kontinuierlich reduziert werden, damit das Fernsehgerät nicht über 14,4 V ansteigt.
