Motorrad Batterien und Ladegeräte

Und warum ist die Batterie jetzt schon wieder leer?

Was passiert eigentlich in so einer Batterie? 

An dieser Stelle verabschieden wir uns von den Leserinnen und Lesern, die Chemie schon immer für eine Zumutung gehalten haben: Man nennt das Reduktion.

Womit wir mitten im Thema sind.

 

Reduktion und Oxidation. Genau darum geht es in einer Batterie. Und noch genauer, Achtung, jetzt wird's arg, heißt das Ganze Redoxreaktion. Stopp! Bevor nun auch noch der letzte Leser raus ist: In unserer Kaufberatung geht's um etwas anderes. Nur wer sich fragt, warum eine ordinäre Starterbatterie stets bei Laune gehalten werden muss, um nicht vorzeitig zu vergreisen, wird die folgenden Absätze hoffentlich nicht bereuen. Alle anderen dürfen direkt zum Praxisteil umblättern. Aha?–?sind wir jetzt also noch zu dritt. Auch gut. Dann geht das viel schneller. Die Basics kennt Ihr: Umwandlung von chemischer in elektrische Energie. Wir starten natürlich mit dem klassischen Blei-Säure-Akku, das macht man seit 150 Jahren so, und der Einfachheit halber tun wir so, als hätte er nur eine Zelle. Dabei sind es in einer 12-Volt-Batterie sechs, aber das wisst Ihr. In dieser Zelle hausen zwei bleierne Elektroden und ein flüssiger Leiter – der Elektrolyt. 

 

IST DIE HÜTTE VOLL

 

geladen, tritt die positive Elektrode im edlen Bleidioxid-Kostüm auf, die negative kommt ungeniert als nacktes Blei daher, der Elektrolyt als zirka 37-prozentige Schwefelsäure. Die Spannung im Raum beträgt etwa 2,1 Volt. Schaltet man jetzt einen Verbraucher ein, beginnt sich die Zelle zu entladen. Vom Minuspol drängen negativ geladene Teilchen zum Pluspol, und dieser Elektronenstrom liefert elektrische Energie. Nun ist es in unserer Zelle aber wie im echten Leben: Schiebt die eine Seite ihren Mist auf die andere, sieht es hüben wie drüben bald ähnlich mittelmäßig aus. Heißt: Während die ordinäre Blei-Elektrode von der Abgabe negativer Teilchen profitiert und sich ein hübsches Bleisulfat-Mäntelchen zurecht oxidiert, geht es mit der edlen Elektrode bergab. Ihr Bleidioxid wird reduziert, und zwar ebenfalls zu Bleisulfat. 

 

BINGO! GLEICH ZWEI

 

Ergebnisse:  1. Reduktion + Oxidation = Redoxreaktion. 2. Bleisulfat hier, Bleisulfat dort = Ladungsausgleich. Die Spannung sinkt peu à peu, wobei sich der innere Leiter abschafft und seine Säure an Konzentration verliert. Wird eine Zelle bis aufs Mark leergesaugt, dümpeln die müden Elektroden am Ende in reinem Wasser. Erstes Kapitel im Abkürzungsverfahren erledigt. Und weil's so easy war, jetzt ein bisschen Verwirrung: Die Elektrode, an der die Oxidation abläuft, heißt Anode. Ihre Gegenelektrode, wo die Reduktion stattfindet, nennt man Kathode. Kommt aus dem Griechischen: anodos = Aufstieg, kathodos = Abstieg. Mit plus und minus haben Anode und Kathode in einem Akku nichts zu tun, auch wenn sich das Gerücht hartnäckig hält. Das nur mal so für den nächsten Stammtisch.

 

BEIM LADEN BUGSIERT

 

die Lichtmaschine die Elektronen vom Plus- zum Minuspol zurück. Diese erzwungene Redoxreaktion (mit dem Wort seid Ihr König) wandelt elektrische in chemische Energie um. Im Detail ein furchtbar komplizierter Zinnober, der die Elektroden von ihrer Bleisulfatschicht befreit, wodurch der Anteil an Schwefelsäure im Elektrolyt wieder steigt. Prinzipiell geht es um die Wiederherstellung der alten Verhältnisse. Praktisch bleibt der Prozess oft hinter seinen Möglichkeiten zurück. Weil sich Motorrad-Akkus heute eher totstehen als kaputtfahren. Durch häufigen Kurzstreckenbetrieb und lange Auszeiten wird dem Speicher oft mehr Energie entzogen als zugeführt. So baut sich das Bleisulfat nicht vollständig ab. Je länger der weiße, nicht leitende Feststoff aber an den Elektroden hängt, desto größer und hartnäckiger werden seine Kristalle. Im sporadischen Einsatz lösen sich immer nur die frischen, feinen Kristalle, während die abgelagerte Schicht beim Herumstehen aufblüht und wächst. Bis irgendwann nix mehr geht. Drum gilt es, nicht nur im Notfall, sondern permanent mit einem externen Ladegerät nachzuhelfen. Ein Blei-Säure-Akku, der nicht stets bis zum Anschlag geladen ist, bleibt nicht lange gesund.

Motorradbatterien Zeichnung

JETZT, WIE ABGEMACHT,

 

zum praktischen Teil. Ob wartungsfreie Ca/Ca-Batterie, AGM-Speicher mit Glasfaservlies oder der gelige Typ mit eingedicktem Elektrolyt: Tief in ihrem Inneren sind sie alle Blei-Säure-Kameraden geblieben. Den großen Fortschritt seit 1854 und der Erfindung des mobilen Bleiakkumulators markieren Lithium-Ionen-Batterien. Langlebiger, leichter, leistungsfähiger, kein giftiges Blei, keine ätzende Säure, aber: arg kälteempfindlich. Zum Starten von Verbrennungsmotoren haben sich Lithium-Eisenphosphat-Modelle (LiFePO4) durchgesetzt. Sie gelten als zuverlässig und feuerfest.

 

Um die generellen Unterschiede zwischen Starterbatterien zu verdeutlichen, haben wir vier Beispiele aus der 12-Volt-Liga kombiniert, die zum Grund typus YB14L-A2 zählen oder damit kompatibel sind. Diese Spezies kommt hauptsächlich bei Youngtimern zum Einsatz und erweckt so unsterbliche Modelle wie die Honda CX 500, Kawasaki GPZ 900, Suzuki Katana oder Yamaha FZR 1000 Exup. Doch Obacht: Bei der Umrüstung älterer Motorräder auf modernere Akkus kann es Konflikte mit der Abschaltspannung des Ladereglers der Lichtmaschine geben. Checkt deshalb über die POLO Bike Datenbank, ob die Gel-, AGM- oder LiFePo4-Alternative zu Eurer Maschine passt.

 

EXTREM BEI UNSEREM

 

Quartett wirkt die Bandbreite in puncto Kapazität: 4,8 bis 14 Ampere stunden sind prinzipiell Welten. Doch anders als bei zyklisch verwendeten Akkus (in Smartphones, Tablets etc.) sticht ein hoher Ah-Wert bei Motorrädern nicht per se. Trumpf ist ein starker Anlaufstrom, denn am meisten Energie fordert – Heizgriffe hin, Navi her – das Anlassen der Maschine. Ab einer gewissen Drehzahl übernimmt eh die Lima. Der sogenannte Kälteprüfstrom (CCA) sagt deshalb deutlich mehr über die Begabung einer Starterbatterie. Wie eingangs eruiert (es waren ja nicht alle dabei), verbraucht sich ein Akku allerdings auch durch bloßes Herumlungern. Dazu muss noch nicht mal ein Kriechstrom fließen. Je nach Bauart, Alter und Umgebungs temperatur beträgt die Selbstentladung zwischen drei und 30 % pro Monat. Bei Kälte weniger, bei Hitze mehr. Heißt also: Spannung immer schön im Auge behalten.

 

EIN VOLL GELADENER

 

12-Volt-Pack hat eine Ruhespannung von 12,6 bis 12,8 Volt. Sobald der Wert unter 12,3 fällt, braucht er Nachschub, denn schon bei 11,9 Volt kann der Speicher leer sein. Und dahinter lauert der Abgrund: die Entladeschlussspannung. Beim bleiernen Typ beträgt sie um die 10,5 Volt, beim LiFePO4 zirka 8,0 Volt. Wird sie unterboten, schnappt die Falle zu: Tiefentladung! Eine einzige kann reichen, um den Akku ins Jenseits zu befördern.

 

Gel-Batterien kommen noch am besten mit der Unterversorgung klar, WET-Spezis reagieren am sensibelsten und machen schon nach ein, zwei Tagen im tiefen Keller die Grätsche. Hektische Rettungsmaßnahmen machen die Sache nicht besser. Schnellladen ist keine Option. Im Gegenteil: Spricht ein angeschlagener Akku nach etwa fünfminütiger Schocktherapie mit hohem Ladestrom überhaupt an, versucht man ihn mit sanften Strömen aufzupäppeln. Bereits entstandene Schäden sind zwar irreversibel, als lebensverlängernde Maßnahme kann die Mühe aber lohnen.

 

Das Laden als solches ist eine Philosophie für sich, und es kursieren die kniffligsten Abhandlungen darüber. Am besten überlässt man das Geschehen einem mikroprozessorgesteuerten Gerät mit elektronischer Spannungsregelung. Vorsicht jedoch bei LiFePO4-Akkus, die völlig eigen ticken: Sogenannte Entsulfatierungsprogramme sind für sie Gift, ebenso die bei ihren Blei-Kumpeln so segensreiche Erhaltungsladung. Tatsächlich altern Li-Ions unter Vollspannung am schnellsten. Steht auf dem Ladegerät oder in der Packungsbeilage also nichts von LiFePO4, darf der Tropf auch nicht an die teuren Akkus dran. 

 

 

Peter POLO Akademie

BLEI-SÄURE-AKKU

WET (STANDARD) 

PRODUKTBEISPIEL

HI-Q YB14L-A2/12N14-3A, 900ML

Bleisäure-Akku Hi-Q

SPANNUNG/KAPAZITÄT 12 Volt/14 Ah

LADESTROM Standard/maximal: 1,4/7 A

KALTSTARTLEISTUNG CCA: 190 A

MASSE (L/B/H): 134 x 89 x 166 mm

GEWICHT: 3,7 kg

PREIS: 37,99 Euro

Bewertung Bleisäure-Akku Hi-Q

GUT & GÜNSTIG

Der klassische Nass-Akku besticht beim Preis, was auf Kosten der Wartung geht. Er muss mit Säure befüllt, mit destilliertem Wasser nachgefüllt und aufrecht verbaut werden. Seine Selbstentladung ist vergleichsweise hoch, die Toleranz gegenüber Tiefentladung gering. Zyklen: bis zu  350. Vorsicht beim Laden: Knallgas!

BLEI-SÄURE-VLIES-AKKU 

VRLA AGM

PRODUKTBEISPIEL

HI-Q AGM YTX14-BS, 690 ML

BLEI-SÄURE-VLIES-AKKU

SPANNUNG/KAPAZITÄT: 12 Volt/12 Ah

LADESTROM: Standard/maximal: 1,2/6 A

KALTSTARTLEISTUNG CCA: 200 A

MASSE (L/B/H): 150 x 87 x 145 mm

GEWICHT: 4,6 kg

PREIS: 59,99 Euro

BLEI-SÄURE-VLIES-AKKU Bewertung

UNEMPFINDLICH

Nach der Säure-Befüllung bleibt ein AGM-Akku dauerhaft verschlossen. Der Elektrolyt wird von Glasfasermatten gebunden, die zwischen die Bleielemente eingepresst sind. Vorteil: weniger Abschlammung, darüttelfester. Vor allem glänzen AGMs durch hohe Startströme und ihre Temperaturtoleranz.

BLEI-SÄURE-GEL-AKKU 

VRLA GEL

PRODUKTBEISPIEL

HI-Q GEL YB14L-A2, GESCHLOSSEN

BLEI-SÄURE-GEL-AKKU  VRLA GEL

SPANNUNG/KAPAZITÄT 12 Volt/14 Ah

LADESTROM Standard/maximal: 1,4/7 A

KALTSTARTLEISTUNG CCA: 190 A

MASSE (L/B/H): 134 x 89 x 166 mm

GEWICHT: 5,5 kg

PREIS: 78,99 Euro

BLEI-SÄURE-GEL-AKKU  VRLA GEL Bewertung

KOMPLETT DICHT 

GEL-Akkus sind ab Werk verschlossen, müssen nur geladen werden und vertragen fast jede Neigung, da der Elektrolyt durch Kieselsäure gelartig gebunden ist. Pluspunkte fahren sie bei der Zyklenfestigkeit, Selbst- und Tiefentladung ein, Abzüge in Sachen Gewicht, Innenwiderstand und Startverhalten bei Minusgraden. 

LITHIUM-IONEN-AKKU

LiFePO4

PRODUKTBEISPIEL

SHIDO LTX14AHL-BS  (LiFePO4)

LITHIUM-IONEN-AKKU LiFePO4

SPANNUNG/KAPAZITÄT: 12 Volt/4,8 Ah

LADESTROM: Standard/maximal: 2,5/24 A

KALTSTARTLEISTUNG CCA: 290 A

MASSE (L/B/H): 134 x 89 x 166 mm

GEWICHT: 1,1 kg

PREIS: 139,99 Euro

LITHIUM-IONEN-AKKU LiFePO4 Bewertung

LEICHT & STARK

Der SHIDO LiFePo4 hat vier 3,2-V-Zellen und kann in x-beliebiger Lage verbaut werden. Verglichen mit Blei-Akkus punktet er auf fast ganzer Linie: Gewicht, Startstrom, Innenwiderstand, Selbstentladung, Umweltverträglichkeit. Zyklen: ca. 1350. Ladezeit: ca. 5 Minuten. Im Soll stehen die Kälte­empfindlichkeit ­und ­der­ Preis.

BATTERIE-ABC

Ein paar Grundbegriffe zum Mitreden. Ohne Anspruch auf Vollständigkeit.

AGM Aborbant Glass Mat = Glasfaservlies, in dem der Elektrolyt gebunden ist // Akkumulator Wiederaufladbare Batterie (Sekundärbatterie) // Ampere (A) Elektrische Stromstärke // Amperestunden (Ah) Verfügbare Ladungsmenge pro Stunde // CCA Cold Cranking Amps = Kältestartleistung. Maximalstrom, mit dem der Akku bei -18 °C belastet werden kann, bevor er eine definierte Spannung unterschreitet (vier Prüfverfahren: SAE, EN, IEC, DIN) //  Destilliertes Wasser Gereinigtes Wasser // Elektrode Elektronenleiter // Elektrolyt Ionenleiter // Entladeschlussspannung Grenze, bis zu der eine Zelle entladen werden darf (WET: ca. 1,75 V; VRLA: 1,9 V; LiFePo4: ca. 2,0 V // Entmineralisiertes Wasser Mehrfach destilliertes Wasser // GEL Kurz für Gel-Akku. Elektrolyt durch Zugabe von Kieselsäure geliert (starr) // Leerlaufspannung = Ruhespannung  (ohne Verbraucher) // LiFePo4 Lithium-Eisenphosphat // MF Maintenance Free = wartungsfrei. Steht i.?d.?R. für geschlossene Nassbatterie mit kalziumlegierten Bleigittern // Nassbatterie (WET) Batterie mit flüssigem Elektrolyt // Nennkapazität Elektrizitätsmenge in Ah unter definierten Entladebedingungen  // Primärbatterie Nicht aufladbare Batterie // Säureheber Messgerät zur Ermittlung der Säuredichte: 1,28 kg/l = 100 % Ladung; 1,24 kg/l = 50 %; 1,10 kg/l = 0 % // Selbstentladung Temperaturabhängiger, permanenter chemischer Prozess im Akku // Starterbatterie Akku speziell zum Starten von Verbrennungsmotoren // Sulfatierung Normaler chemischer Prozess beim Entladen. Problematisch, wenn nicht nachgeladen wird // Tiefentladung Unterschreiten der Entladeschlussspannung // Volt (V) Elektrische Spannung VRLA Valve Regulated Lead Acid Battery = Akku mit Überdruckventil (AGM, GEL)  // Zyklenfestigkeit Maß dafür, wie oft ein Akku ent- und geladen werden kann

LADEGERÄTE

FÜR WELCHES IHR EUCH ENTSCHEIDET, HÄNGT NICHT ZULETZT VON DEN AKKU- TYPEN AB, DIE IHR LADEN WOLLT

FÜR 12-V-BLEI-AKKUS

KOMPAKTSET 

HI-Q TOOLS LADEGERÄT 900

HI-Q TOOLS LADEGERÄT 900

BATTERIEKAPAZITÄT 12 V/1,2 bis 30 Ah

Erhaltungsladung: k. A.

EINGANGSSTROM: 220-240 V AC ~ 50-60 Hz

MAX. LADESTROM:  0,9 A

LADESCHLUSSSPANNUNG: 14,4 Volt

MASSE (L/B/H): 128 x 88 x 39 mm

GEWICHT: 400 g

PREIS: 49,99 Euro 

 

BESCHREIBUNG

Kompaktes Gerät zum Aufladen und zur Erhaltungsladung von 12-Volt- Blei-Säure-Batterien bis 30 Ah. Mit beleuchtetem LED-Display und Anzeige der wichtigsten Funktionen: aktuelle Batteriespannung, Ladestrom, Status des Lademodus, Verpolung. Das Hi-Q Tools 900 kann bis auf 4 Volt tiefentladene Akkus erkennen. Der Ladestrom reduziert sich im Pflegemodus automatisch auf maximal 200 mA.  Im Lieferumfang: zwei Kabelsätze mit Krokodil- und Ringklemmen, eine Wandhalterung.

FÜR 12-V-BLEI-AKKUS

TOPSELLER

CTEK MXS 3.8 LADEGERÄT 

CTEK LADEGERÄT MXS 3.8

BATTERIEKAPAZITÄT 12 V/1,2 bis 85 Ah

Erhaltungsladung: bis 130 Ah

EINGANGSSTROM: 220-240 V AC ~ 50-60 Hz

MAX. LADESTROM: 3,8 A

LADESCHLUSSSPANNUNG: 14,4 V (normal), 14,7 V (Winter)

MASSE (L/B/H): 168 x 65 x 38 mm

GEWICHT: 600 g

PREIS:  59,99 Euro

 

BESCHREIBUNG

Mikroprozessorgesteuertes Lade- und Diagnosegerät mit patentierter Float/Pulse-Erhaltungsladung und vollautomatischem, siebenstufigem Ladezyklus. Es sind drei Programme wählbar: Motorrad (14,4?V/0,8?A), Auto (14,4?V/3,8?A) und ein spezieller Modus für kalte Tage (14,7?V/3,8?A). Der gesamte Ladeprozess wird auf dem LED-Display angezeigt. Das MXS 3.8 startet bei einer Mindestbatteriespannung von 2 Volt. Die Ausgangsleistung reduziert sich bei hohen Temperaturen automatisch. 

FÜR ALLE 12-V-AKKU-TYPEN

ALLESKÖNNER

SHIDO DC3 3A DUAL 

SHIDO DC3 3A DUAL-AUTOMATISCHES BATTERIELADEGERÄT

BATTERIEKAPAZITÄT 12 V/1 bis 58 Ah

Erhaltungsladung: bis 110 Ah

EINGANGSSTROM: 230 V AC ~ 50 Hz, 0.6 A

MAX. LADESTROM:  3,0 A

LADESCHLUSSSPANNUNG: 14,7 Volt

MASSE (L/B/H): 194 x 89 x 83 mm

GEWICHT: 800 g

PREIS: 119,99 Euro

 

BESCHREIBUNG

Der Dual Charger mit Diagnosegerät ist zum Aufladen und zur Pflege aller Blei- und LiFePO4-Akkus geeignet, Start-Stopp-Typen inkl. ACHTUNG: Gerät unbedingt in den entsprechenden Modus schalten. Danach erledigt die mikroprozessorgesteuerte Automatik alles von alleine. Das mehrstufige Programm startet bei einer Mindestspannung von 0,3 bis  0,5 Volt und kann einen tiefentladenen Akku unter Umständen entsperren. Auf dem Display lässt sich der Ladeprozess verfolgen.

FÜR ANGEHENDE AKKUDEMIKER

Weil noch kein Lademeister vom Himmel gefallen ist.

 

Pluspol zuerst mit dem Ladegerät verbinden und beim Abklemmen bzw. Ausbau der Batterie zuletzt trennen. // Minuspol nach dem Pluspol verbinden, beim Abklemmen zuerst trennen. // Ladegerät erst einschalten, nachdem die Batterie mit dem Gerät verbunden ist. // Standard-Nass-Akkus bei geöffneten Zellen (Stöpseln) in gut belüfteten Räumen laden. Auf korrekten Pegel der Batterieflüssigkeit achten. Keine Säure nachfüllen! // Der empfohlene Ladestrom in Ampere liegt bei 5 bis 10% der Akku-Nennkapazität: z. B. 0,7 A bis 1,4 A bei 14 Ah. // Schnellladen ist Gift für jeden Akku. // Nachgeladene Batterie mindestens 30 Minuten ruhen lassen. // Polfett ist toll, gut gegen Korrosion, leitet aber nicht. Drum dünn und bei angeschlossenen Akku-Klemmen auftragen. // Überladung schadet dem Akku genauso wie Tiefentladung. Bei Temperaturen zwischen 15 und 25 °C sollte die Ladespannung eines 12-V-Akkus maximal 14,4 V betragen. Vorsicht, wenn die Batterie beim Laden zu heiß wird oder kocht: Im ungünstigsten Fall kann sie explodieren. // Die Selbstentladung nimmt bei steigender Umgebungstemperatur zu (Spannungsverlust). // Die Kapazität nimmt mit fallender Temperatur ab. // Tiefgefrorene Batterien nicht ans Ladegerät hängen. Erst auftauen lassen! Schon bei  -10 °C kann ein entladener  Akku einfrieren, ein voll geladener hingegen erst ab -65 °C. // Akku defekt? Zur Überprüfung reicht die Messung der Ruhespannung nicht aus. Deshalb: Zündkabel abziehen, Verbraucher einschalten, zirka sechs Sekunden auf den Starter drücken. Ist der Akku okay,  fällt die Spannung dabei nicht unter 9 Volt. // Einen Memory-Effekt gibt es bei Starterbatterien nicht. Eine Tiefentladung oder Überladung verzeihen sie dennoch selten. // LiFePO4-Akkus liefern zwar sensationelle Startströme, sind aber Kältemuffel. Optimaler Arbeitsbereich: bis 10 °C. Suboptimal: bis 0 °C. Drunter: zäh, vor allem bei Bikes mit großen Einzelhubräumen. // Li-Ion-Trick: Tut sich der Anlasser bei tiefen Temperaturen schwer, Startvorgang abbrechen, alle Verbraucher einschalten und die Ionen quasi „vorglühen“, damit sich der Akku erwärmt.