Funktion

Eine generelle Aussage zur Lebensdauer von heutigen Autobatterien kann man nicht treffen. Früher hielten die alten Blei-Akkus teils 10 Jahre und mehr, heutzutage kann sie der Exitus schon nach drei Jahren ereilen, aber auch sieben Jahre und mehr sind möglich. Die allgemein beobachtete Verkürzung der Lebendauer hat einen Grund: Jede Autobatterie enthält eine Säure als Trägermedium für den Ladungsaustausch zwischen den positiv und negativ geladenen Platten einer Batteriezelle. Das Laden und Entladen einer Batterie basiert immer auf chemischen Vorgängenmit diesem Medium und je nach Heftigkeit dieser Vorgänge können sich Teilchen aus den Platten der Batteriezellen lösen und sich am Boden als eine Art Schlamm sammeln. Hierfür hatten Batterien extra einen Stauraum vorgesehen und die Ladungsplatten nicht bis zum Boden reichen lassen. Steigende Anforderungen an die Kapazität von Batterien bei gleichzeitig immer weiter zurückgehendem Bauraum im Fahrzeug haben die Batteriehersteller zu dem Trick greifen lassen, diesen Stauraum für den Schlamm immer weiter zu reduzieren. Letztlich entsteht durch leitende Teilchen in diesem Schlamm ein Kurzschluss in den Zellen, die Batterie ist tot!

Dagegen kann man im Prinzip nichts machen, denn alle Hersteller machen es so. Die auf die Batterieeigenschaften abgestimmten Ladestrategien im Fahrzeug sollen diesen Effekten entgegen wirken, was mal besser und mal weniger gut klappt.

Ein weiteres einsatzverkürzendes Problem bei Bleibbatterien ist die sogenannte Sulfatierung der Zellen. Das Blei der Platten in einer Batteriezelle ist in seiner reinen Form ein leitendes Metall. Wenn man Metalle mit Säuren versetzt, dann bilden sich sogenannte Metallsalze und die sind elektrisch nicht leitend. Die jeweilige positive oder negative Ladung der Bleiplatten in einer Batteriezelle verhindern die chemische Reaktion mit der Schwefelsäure erst einmal.

Leider findet auch innerhalb der Batterie in geringem, aber stetigem Fluß ein Ladungsaustausch statt, so dass sie sich mit ca. 1% ihrer Nennkapazität pro Tag selbst entlädt (Faustformel). Wird eine solche Batterie über einen längeren Zeitraum also nicht nachgeladen oder verbleibt wie in unseren modernen Autos sogar ein Verbraucher, der sie zusätzlich entlädt, dann sinkt mit der schwindenden Kapazität auch die Spannung an den Platten und macht damit den Weg frei für die Reaktion der Säure mit dem Blei. Es bilden sich dann an der Oberfläche nicht leitende Bleisulfatkristalle, die die Kapazität der Batterie herabsetzen und sich nur sehr schlecht wieder auflösen.

Mit einem Pulsladegerät und entsprechend regelmäßiger „Behandlung“ soll man die Lebensdauer der Batterie verlängern können. Dabei werden durch hochfrequente Pulse die Kristalle im Sulfat wieder gelöst und die Ablagerungen reduzieren sich.

Schon mal gehört oder gar selbst erlebt? Man setzt sich ins Auto, startet ganz normal, fährt eine kurze Strecke von A nach B, steigt da aus, geht für ein paar Minuten seinem Tagesgeschäft nach, kommt zurück zum Auto und das rührt sich nicht mehr. Wie kann das sein?

Vor allem wenn eine Bleisulfat Fahrzeugbatterie mit hohen Strömen beim Laden oder Entladen konfrontiert wird, kann es zum Gasen kommen. Dabei bilden sich an der Oberfläche der in der Hauptsache aus Blei bestehenden Anoden und Kathoden in der Batterie aufgrund der durch den anliegenden Strom hervorgerufenen chemischen Reaktionen Gasbläschen. Diese können aus der Oberfläche Teilchen lösen, die sich erst in der Schwebe und später dann am Batterieboden befinden. In diesem Zustand spricht man dann von einem Sediment oder auch Schlamm. Während der Fahrt wird das Sediment am Boden der Batterie durch Erschütterung aufgewirbelt und setzt sich beim Abstellen des Fahrzeugs am Boden wieder ab. Im Sediment befinden sich sowohl nicht leitende Sulfatkristalle als auch leitende Bleiteilchen, die während des unmittelbar vorausgegangenen Ladevorgangs frisch aus den Platten gelöst wurden. Letztere bilden eine leitende Brücke zwischen den Platte einer Zelle, so dass diese „nach draußen“ keinen Strom mehr abgibt. Dadurch, dass die Zellen alle untereinander verbunden sind, geben die restlichen Zellen ihre Ladung ebenfalls über den Zellenschluss ab, so dass der Strom jetzt innerhalb der Batterie fließt und für den Startvorgang oder auch nur das Radio nichts mehr übrig bleibt.

Dann hat man den Vorgang, dass das Auto zu Hause problemlos gestartet ist, man ist damit zu Supermarkt gefahren, kommt mit den Einkäufen zurück und das Auto macht keinen Mucks mehr. Möglicherweise kommt dann ein hilfsbereiter gelber Engel, setzt sich in das Auto und - startet es ganz normal! Was ist nun wieder los?

Der Zellenschluss führt zu einer rapiden Entladung der Zelle(n). Dabei können durch hohe Ströme die bestehenden Leitungsbrücken zerstört werden, wodurch der Zellenschluß wieder unterbrochen werden kann, ähnlich als würde man einen dünnen Draht zwischen die Batteriepole halten. Jetzt kommt es zu der für den Laien paradoxen Situation, dass ein Auto, dass eben noch keinen Mucks mehr von sich gab, auf einmal wieder gestartet werden kann und ganz normal fährt.

Es ist aber auch möglich, dass sich die Batterie vollständig entlädt und es damit einhergehend zu einer weiteren Sulfatierung des Bleis im Sediment kommt. Das löst die Überbrückung der Platten in den Zellen wieder auf und die Batterie kann nach dem Ausbau (Erschütterung!) wieder geladen werden und funktioniert scheinbar völlig einwandfrei. Eine derart geschädigte Batterie ist allerdings kurz vor dem Exitus und es empfiehlt sich, diese umgehend auszutauschen.

Es gibt Fahrzeugbesitzer, die einen erhöhten Strombedarf (zusätzliche Alarmanlage, Kühlgerät für Getränke, Standheizung etc.) haben und mit dem Gedanken spielen, mehr als nur die werksseitig verbaute Batterie zu verwenden. Dabei stellt sich natürlich die Frage, wie die zusätzlichen Stromspeicher wieder zu laden sind. Um die diesbezügliche Problematik zu verdeutlichen, nehmen wir zuerst einmal an, jede zusätzliche Batterie würde extern geladen. In aller Regel wird man in der Bedienungsanleitung heutiger Ladegeräte den Hinweis finden, dass immer nur eine Batterie zum Laden angeschlossen werden darf. Moderne Ladegeräte erkennen den angeschlossenen Batterietyp und bieten die dafür benötigte Ladecharakteristik an. Das funktioniert natürlich nur dann, wenn das dafür bereitgestellte Messprogramm die Batterie sicher erkennen kann. Zwei (oder mehr) parallel geschaltete Batterien würden das Messergebnis verfälschen und zu einem falschen Ladeprogramm führen.

Selbst Batterien von gleichem Aufbau mit gleichen Kennwerten unterscheiden sich individuell durch ihren Innenwiderstand. Da Strom immer dahin fließt, wo sich ihm der geringste Widerstand bietet, wird die Batterie mit dem geringeren Innenwiderstand zuerst voll geladen (Achtung! Vereinfachte Darstellung!). Wird der Ladevorgang nun fortgesetzt, kann die vollgeladene Batterie anfangen, Gas zu entwickeln (Wasserstoff und Sauerstoff) und damit geschädigt werden. Wird der Ladevorgang allerdings abgebrochen, dann wird die Batterie mit dem größeren Innenwiderstand nicht voll geladen, was auf Dauer zu einer Sulfatierung der Platten in den Batteriezellen führen kann.

Der Vorgang des Ladens zweier Batterien durch ein bzw. mehrere Ladegeräte kann auf den Ladevorgang durch den im Fahrzeug verbauten Generator übertragen werden. Hier sorgt im Mondeo eine fest im Motorsteuergerät installierte Programmierung für die optimale Ladestrategie für die ab Werk verbaute Batterie. Eine zweite Batterie ist schlichtweg nicht vorgesehen und führt zu einer insgesamten Verschlechterung des Ladevorgangs. Da die Leistungsfähigkeit des Generators begrenzt ist und durch das sogenannte Smart Charging die Ladezeiten sich möglichst auf die Phasen beschränken sollen, in denen der Motor sich im Schubbetrieb befindet, ist zu befürchten, das bei parallellem Betrieb zweier Batterien im Fahrzeug beide nicht mehr ausreichend geladen werden. Eine zweite Batterie löst ein Stromdefizit also nicht auf, sondern verschiebt den Ausfall des Gesamtsystems nur zeitlich ein wenig. Wenn eine zweite Batterie im Auto verbaut werden soll, dann sollte sie sinnvollerweise regelmäßig über ein externes Ladegerät versorgt werden.