"Frischzellenkur" Richtige Pflege von Starterbatterien
Dieser Artikel richtet sich an alle, die ihr Auto nicht das ganze Jahr benützen, also vorzugsweise an Besitzer von Oldtimern. Das Gesagte gilt aber selbstverständlich auch für Besitzer von Motorrädern oder Rasenmähern mit Elektrostarter.
Im Heft 10/97 der Zeitschrift Oldtimer Praxis wurde über dieses Thema schon einmal berichtet. Ich hatte aber beim Lesen das unbestimmte Gefühl, dass es hier nicht unbedingt um lebensverlängernde Massnahmen bei Starterbatterien ging. Vielmehr beschlich mich schon nach wenigen Absätzen der Verdacht, dass für eine Herstellerfirma von Ladegeräten geworben werden sollte. Ein Ladegerät ist natürlich immer erforderlich, wenn man eine unbenutzte Batterie möglichst lange erfolgreich vor dem Tod durch Sulfatierung bewahren möchte. Dazu muss aber nicht unbedingt ein teures Gerät angeschafft werden. Ein preiswertes Ladegerät aus dem Kaufhaus tut ebenso seine Dienste, davon aber später noch ausführlich mehr.

Starterbatterien sind Bleibatterien und bestehen aus einer Reihenschaltung von 3 oder 6 Zellen, je nach Batterietyp (6 oder 12 Volt Nennspannung). Sie sind mit verdünnter Schwefelsäure oder einem säurehaltigen Gel als Elektrolyt gefüllt. Die Zellspannung beträgt 2,1 Volt, sodass die Leerlaufspannung der Batterien 6,3V bzw. 12,6V beträgt.
Je nach Grösse haben die Batterien unterschiedliche Kapazitäten, das heisst Speichervermögen. Die Kapazität ist die Energiemenge, die in der Batterie maximal gespeichert werden kann. Sie darf nicht mit der momentan gespeicherten Ladung verwechselt werden. Normalerweise wird sie in Amperestunden (Ah) angegeben und ist bei Volladung das Produkt aus Entladestrom x Entladezeit. Die sog. Nennkapazität, das ist der auf der Batterie angegebene Ah-Wert, bezieht sich auf den maximal möglichen Entladestrom, der 20 Stunden lang entnommem werden kann (I20). Dabei ist per Definition eine Zelle dann leer, wenn ihre Spannung auf 1,8V abgesunken ist (Entladeschlussspannung). Das entspricht einer Klemmenspannung von 5,4V bei der 6V- und 10,8V bei der 12V-Batterie. Wird die Batterie weiter belastet (Tiefentladung), so führt das unweigerlich zu irreparablen Schäden. Das kann immer dann geschehen, wenn Sie aus Versehen am Parkplatz Ihre Scheinwerfer auszuschalten vergessen haben.
Beispiel: Bei einer 84Ah-Batterie ist der I20 4,2A (4,2 x 20 = 84).
Die tatsächlich verfügbare Kapazität einer Batterie ist jedoch nicht nur vom Ladezustand, sondern leider auch von anderen Betriebsbedingungen, insbesondere vom Entladestrom abhängig. Bei einem doppelt so hohen Entladestrom von 8,4A (I10) ist die Kapazität unserer Beispielbatterie bereits um 10% geringer. Schliesslich sinkt die Kapazität bei so hohen Strömen, wie sie der Anlasser fordert, auf Bruchteile der Nennkapazität ab. Wenn das nicht so wäre, könnte theoretisch unsere betrachtete Batterie mit 84Ah einen Anlasser, der 200A zieht, 0,42 Stunden oder 25,2 Minuten lang betreiben (rechnen Sie es bitte nach, wenn Sie es nicht glauben!). Dass der Starter meistens schon nach nicht einmal 5 Minuten nur noch müde jault oder gar nichts mehr sagt, weiss wahrscheinlich jeder von uns. Der Grund dafür liegt im oben genannten Phänomen.
Auf dem Typenschild einer Batterie ist meist noch eine Stromangabe vermerkt. So lautet beispielsweise eine Angabe 12V 36Ah 175A. Was 12V 36Ah bedeutet, wissen wir schon. Die Angabe 175A bedeutet den Kaltstartstrom bei einer Temperatur von minus 18 Grad Celsius. Er muss nach DIN 54519 eine gewisse Mindestzeit fließen können, um einen einwandfreien Startvorgang auch bei dieser Temperatur zu ermöglichen. Für unsere Betrachtungen ist er jedoch ohne Belang, da wir davon ausgehen können, dass unser Fahrzeughersteller wohl einen entsprechend geeigneten Batterietyp ausgesucht haben dürfte. Allerdings sollten wir darauf achten, wenn eine historische Batterietype nicht mehr lieferbar ist und nach Ersatz gesucht wird.
Eine Starterbatterie entlädt sich von selbst, wenn sie nicht gebraucht wird. Nach meiner Erfahrung liegt die Entladungsrate bei modernen Batterien durchschnittlich bei weniger als 0,3% pro Tag (etwa 10% pro Monat), sofern es sich um sog. "Wartungsfreie Batterien nach DIN" handelt. Dieser Batterietyp sollte jedoch nicht verwechselt werden mit den absolut wartungsfreien Batterien. Sie sind vollständig verschlossen und mit einem Schwefelsäure-Gel gefüllt. Zur Sicherheit ist für den Fall unbeabsichtigter Überladung, beispielsweise bei Reglerdefekten, für jede Zelle ein Überdruckventil vorhanden. Auch bei diesen Batterien zersetzt sich beim Lade- und Entladevorgang der Wasseranteil im Gel. Die Zellen enthalten jedoch einen sog. Rekombinations-Katalysator, der aus dem entstehenden Wasserstoff-Sauerstoffgemisch wieder Wasser entstehen lässt. Das funktioniert aber erfahrungsgemäß nur etwa 3-4 Jahre, denn der entstehende Wasserstoff verflüchtigt sich langsam durch die Zellwände. Dadurch ist immer weniger Wasser rekombinierbar. Aber es ist richtig, dass diese Batterien über ihre Lebensdauer absolut wartungsfrei sind.
Ich mag diese Batterien nicht. Sie sind mir unheimlich, denn sie erlauben keinerlei Kontrolle. Davon aber noch später mehr.
Die Selbstentladungsrate bei "nassen" Batterien und der Wasserbedarf steigen mit zunehmenden Alter etwas an und sind von der Plattenkonstruktion und der Reinheit der Materialien, also vom Hersteller abhängig.
Um eine Batterie möglichst lange am Leben zu erhalten, ist richtige Pflege unerlässlich. Die Betonung liegt dabei auf "richtig". Das gilt aber nicht nur während der Ruhepause im Winter. Auch über's Jahr darf man ruhig alle 2 Monate mal nach dem Säurestand sehen, insbesondere in heissem Klima und wenn die Batterie schon einige Jahre auf dem Buckel hat. Nichts schadet ihr mehr, als wenn sie irgendwo steht und sich niemand um sie kümmert, oder wenn das Fahrzeug monatelang nicht benutzt wird. Ganz schlimm ist es, wenn der Säurespiegel unter die Oberkante der Platten absinkt. Die dadurch an die Luft kommenden Bereiche trocknen ein und verkrusten. Damit sind sie für den weiteren Gebrauch verloren, auch wenn der Säurestand später wieder korrigiert wird.
Die richtige Pflege ist nach meiner Erfahrung die, dass man die Batterie, wenn sie nicht gebraucht wird, an einem nicht zu kalten Ort aufbewahrt (frostfreier Keller), und dass man sie nach Möglichkeit in Ruhe lässt. Gelegentlich kann man sie in Richtung der Zellen um ca. ±30° kippen, um angesammeltes Gas, das bei der Selbstentladung entsteht, von der Unterseite der Platten entweichen zu lassen. Den Grund für ein regelmäßiges Entladen und Laden, wie oft empfohlen wird, kann ich nicht nachvollziehen. Mir sind nach solchen Prozeduren 2 Batterien "gestorben", obwohl ich sie nur bis zur zulässigen Zellschlussspannung von 1,8V, und sogar elektronisch überwacht, entladen hatte. Der Grund hierfür ist, dass Autobatterien nicht "zyklenfest" sind, d.h. für stetiges vollständiges Entladen und Laden sind sie aufgrund der Plattenkonstruktion und -materialien nicht ausgelegt. Ganz anders dagegen die modernen Bleibatterien in Solaranlagen, die auf besondere Zyklenfestigkeit und auf geringste Selbstentladung durch Verwendung spezieller Bleilegierungen mit Antimon gezüchtet sind. Sie vertragen allerdings keine hohen Stromentnahmen und würden bei den Strömen, wie sie z.B. beim Anlassen eines Motors erforderlich sind, sofort zerstört. Sie sind zudem erheblich teurer als vergleichbare Starterbatterien.
Das wichtigste Instrument zur Überwachung des "Gesundheitszustandes" einer Batterie ist der Säureheber oder auch Aräometer genannt. Damit lässt sich ganz schnell und präzise die Säuredichte und damit der Ladezustand durch "Spindeln" bestimmen. Die Säuredichte ist dem Ladezustand nahezu proportional. Eine volle und gesunde Batterie hat eine Säuredichte von 1,28 bis 1,30 g/ccm bei 20°C. Dagegen hat eine entladene Batterie nur noch 1,10 g/ccm. Ein guter, geeichter Säureheber kostet im Fachgeschäft (z.B. Stahlgruber in München) etwa 15 bis 20 Mark. Man sollte wirklich darauf achten, dass er geeicht ist, was man an dem mit Bleikugeln tarierten Schwimmer aus Glas erkennt. Billige Aräometer haben meist einen oder mehrere Kunststoffschwimmer (teilweise 3 oder mehrere Kugeln) und sind entsprechend ungenau. Ein Säureheber kann natürlich nicht bei Blei-Gel-Batterien verwendet werden. Durch Messung der Säuredichte weiss man über den Ladezustand immer genau Bescheid. Das ist z.B. auch bei längerem Campingaufenthalt interessant, etwa im Wohnmobil. Ausserdem kann man leicht sehen, ob sich das Lebensende langsam naht, einfach dadurch, dass sich die ursprüngliche Säuredichte von 1,28 auch nach längerer Ladezeit nicht mehr einstellt. Erfahrungsgemäß kommt ja der Kollaps immer in der ungünstigsten Situation, und nur ganz selten zu Hause in der Garage. Gel-Batterien haben übrigens noch einen weiteren Nachteil: Bedingt durch ihre Füllung mit dem Gel müssen sie in betriebsbereitem Zustand in den Handel kommen. Meistens ist aber kein Herstelldatum aufgedruckt, sodass man nie genau weiss, wie alt das vorliegende Exemplar schon ist. Sie kann also theoretisch schon jahrelang im Regal stehen und damit schon teilweise sulfatiert sein. Das gilt übrigens auch bei gefüllt angebotenen Kaufhausbatterien. Die Garantiezeit von 6 Monaten oder einem Jahr halten sie allemal noch durch. Aber dann?
Ein nahes Batterieende kann sich aber auch folgendermaßen ankündigen: Selten sind alle Zellen einer Batterie absolut gleich. Eine Zelle ist meist schwächer. Beim nahenden Lebensende der Batterie wird diese eine Zelle beim Ladevorgang den anderen Zellen bezüglich Säuredichte nachhinken. Bei früheren Batteriekonstruktionen, die noch die breiten Kontaktbrücken zwischen den Zellen hatten, konnte man die schwache Zelle noch etwas zusätzlich nachladen. Das geht leider heute nicht mehr. Deswegen wird die ohnehin marode Zelle immer noch schwächer, bis sie schließlich keine Ladung mehr aufnimmt. Dann ist leider das Lebensende der gesamten Batterie erreicht. Aber: man war ja schon vorgewarnt, sodass man sich rechtzeitig nach einer neuen Batterie umschauen konnte, was ja besonders bei 6V-Typen nicht immer leicht ist.
Immer wieder liest man in Aufsätzen über die segensreiche Verwendung von Dauerladegeräten während der Winterpause. Das kann ich überhaupt nicht nachvollziehen. Sie entlasten zwar den Betreiber von der lästigen Aufgabe, den Ladezustand zu überwachen, dafür muss er aber regelmäßig den Säurestand kontrollieren, denn: Dauerladegeräte schicken einen dauernden, wenn auch kleinen Strom in die Batterie. Der liegt in der Größenordnung von ca. 0,5A. Man sollte sich vor Augen halten, dass das einer Leistung von 1 Watt pro Zelle (Zellspannung = 2,1V) entspricht. Nach ca. 1,5 Monaten entspricht das einer Energiemenge von 1 Kilowattstunde pro Zelle oder 6 kWh bei einer 12V-Batterie! Was tut die Batterie mit der Energie? Sie zersetzt das Wasser und es bildet sich Knallgas (Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch). Das Wasser verschwindet langsam, der Säurespiegel sinkt und andererseits ist Knallgas sehr explosiv, wenn nicht gut gelüftet wird. Nicht umsonst sind an Batterieräumen entsprechende Gefahrenschilder angebracht. Bei Dauerladung ist also der Säurespiegel unbedingt zu überwachen. Mit anderen Worten, der gewünschte Effekt, unsere Faulheit zu unterstützen und die Batterie sich selbst zu überlassen, wie das meistens propagiert wird, ist fraglich. Dauerladegeräte sind immer nur dort sinnvoll und auch notwendig, wo eine Batterie wirklich ständig einsatzklar sein muss, z.B. bei Alarmanlagen oder lebenserhaltenden Systemen. Da spielt auch die Lebensdauer der Batterien keine so große Rolle, denn da gelten andere Gesichtspunkte.
Bei mir hat sich folgende Vorgehensweise bestens bewährt:
1. Neubatterien:
Ich kaufe eine neue, trocken vorgeladene Batterie grundsätzlich ungefüllt, noch bevor die entsprechende Batterie zu sterben droht, und fülle, wenn es so weit ist, selber die Säure ein. Danach lasse ich die frisch gefüllte Batterie über Nacht stehen, damit sich die Platten gleichmäßig durchtränken können. Der Säurepegel sinkt dadurch etwas ab. Am nächsten Tag fülle ich die Säure nochmals bis zum oberen Markierungsstrich auf. Erst dann ist die richtige Säurehöhe und -menge erreicht. Wenn das geschehen ist, nehme ich die Batterie "in Betrieb", wie es früher in den Gebrauchsanleitungen stand, die man ja heute nur noch selten beim Kauf mitgeliefert bekommt. Das bedeutet, ich lade mit einem Strom, der 1/20 der Amperestundenkapazität entspricht (I20), für ca. 5 Stunden nach. Danach kontrolliere ich die Säuredichte. Sie muß jetzt 1,28 ... 1,30 g/ccm betragen (18 ... 20°C). Gegebenenfalls fülle ich nochmals Säure bis zur oberen Markierung nach. Ab diesem Zeitpunkt erhält die Batterie bei Flüssigkeitsverlust nur noch destilliertes Wasser. Das darf bei einer Batterie mit der Bezeichnung "Wartungsfrei nach DIN" in den ersten 2 Jahren kaum der Fall sein, ausser bei Defekten an Lichtmaschine oder Regler.
2. Betriebsbereite Batterien:
Bei der Ruhepause im Winter werden die Batterien aus den Fahrzeugen ausgebaut und im Keller aufbewahrt, und zwar an einem Ort, wo ich sie sehe. Dann kann ich sie nicht vergessen. Ich prüfe regelmäßig jeden Monat einmal die Säuredichte, das ist keine Arbeit. Wenn sie auf ca. 1,26 g/ccm abgesunken ist, lade ich nach. Falls Wasser fehlt, fülle ich vor dem Laden auf, denn die Gasblasenentwicklung sorgt beim Laden für eine intensive Durchmischung.
Mein Ladegerät ist ein handelsüblicher EINHELL Batteriemaster 10A. Der ist für 6V- und 12V-Batterien umschaltbar und liefert bei leeren Batterien max. 10A Ladestrom. Es handelt sich dabei um ein sog. "Billiggerät" vom Supermarkt. Diese Billiggeräte bestehen normalerweise nur aus einem der Leistung entsprechend mehr oder weniger großen Transformator und einem Gleichrichter, einem Überstromschalter, einem Amperemeter und einem Gehäuse. Sie sollten aber nicht unbedingt verpolt angeschlossen werden. Ein Verpolschutz ist zwar meistens vorhanden und auch wirksam, doch fließen beim Verpolen je nach Batterie sehr hohe Ströme, und der Verpolschutz funktioniert dadurch oft nur einmal, und dann ist er tot und funktioniert nie mehr wieder!
Alle diese Ladegeräte laden nach der sog. "W-Kennlinie" (Widerstandsladung), was einer strombegrenzten Konstantspannungsladung nahekommt. Der Ladestrom nimmt dabei mit zunehmender Zellspannung kontinuierlich ab, bis er bei ca. 2,5V pro Zelle (7,5V beim 6V-Akku, 15,0V beim 12V-Akku) auf wenige Milliampere abgesunken ist. Eine Überladung und damit verbundenes Überkochen ist somit ausgeschlossen. Sobald die Säuredichte wieder auf 1,28 g/ccm angestiegen ist, klemme ich das Ladegerät ab. Auf diese Weise werden die meisten Batterien nachweislich mindestens 8 Jahre alt. Bei meinem Range Rover, den ich 1976 gekauft habe, ist momentan die 3. Batterie installiert, und die habe ich im September 1992 in Betrieb genommen. Die beiden Vorläufer wurden 8,5 bzw. fast 10 Jahre alt. Bei meinem Oldtimer, einem VW 1500S, Typ 3 mit 6V-Anlage (siehe Heft XX) habe ich 1972 die erste Ersatzbatterie gekauft (Rechnung habe ich noch). Sie hielt bis 1980. Die danach gekauft Batterie war 1985 am Ende, so glaubte ich. Ich hatte den Fehler gemacht, sie bei einem Batterie-Fachbetrieb durchmessen zu lassen, weil ich Startschwierigkeiten hatte. Sie sei nicht mehr sehr gut, war die Diagnose, und so ließ ich mich zum Neukauf überreden. Die Startschwierigkeiten waren aber dadurch nicht behoben, denn, wie sich später beim Boschdienst herausstellte, war die Ursache ein defekter Anlassermagnet und nicht die Batterie gewesen.
Die 1985 erworbene Batterie habe ich heute noch im Einsatz. Sie ist jetzt 13 Jahre alt. Ich habe sie im März 1985 in Betrieb genommen und sie erfreut sich nach wie vor bester Gesundheit. Jedenfalls startet mein alter VW nach wie vor hervorragend damit. Ein solches methusalemisches Batteriealter ist aber sicher nicht die Regel, auch bei bester Pflege. Ich weiß nicht, ob es heute noch so ist, aber bis vor einigen Jahren hat die Firma Daimler Benz bei ihren Personenwagen im Rahmen der laufenden Wartungsdienste die Batterien alle 2 Jahre erneuert, ohne den Zustand überprüft zu haben. Das war im Wartungspaket, das der Kunde zu bezahlen hatte, einfach mit enthalten. Es mag zwar die Batteriehersteller gefreut haben und der Kunde hat es meistens gar nicht mitbekommen. Technisch notwendig war eine solche Maßnahme sicher nicht. Aber man merkt schon auch daran: der Kundenkreis bei Daimler Benz ist eben ein anderer, als bei VW.