Wie lädt eine Batterie und was sind Ladekennlinien?

In diesem Kapitel beschäftigen wir uns einmal grundlegend mit dem Thema Batterien laden. Dazu schauen wir uns als erstes einmal an, was beim Laden einer Batterie überhaupt passiert und wie sich das Laden bei unterschiedlichen Batterietypen unterscheidet.

In einer Batterie gibt es zwei Seiten – eine positive und eine negative. Im vollen Zustand sind auf der negativen Seite mehr Elektronen gespeichert. Dadurch entsteht zwischen den beiden Seiten ein Spannungsunterschied – die Batterie ist „geladen“.

Wenn du die Batterie benutzt, also z. B. ein Licht einschaltest, fließen die Elektronen durch das Kabel und durch das Gerät zur anderen Seite der Batterie. Dabei fließen Elektronen zur positiven Seite, der Spannungsunterschied sinkt – die Batterie entlädt sich.

Laden funktioniert genau andersrum: Dann wird Energie von außen zugeführt und die Elektronen wieder auf die ursprüngliche Seite bewegt – bis der Spannungsunterschied wieder vollständig aufgebaut ist.

Grundsätzlich basiert das Laden bei allen Batterietypen auf dem gleichen Prinzip: Energie wird genutzt, um einen Spannungsunterschied wiederherzustellen. Dennoch unterscheiden sich die Ladeverfahren je nach Batteriechemie deutlich.

Eine Ladekennlinie beschreibt den Spannungs- und Stromverlauf über die gesamte Ladephase und bildet somit die Grundlage für alle Batterieladegeräte. Denn die Ladekennlinie legt fest, welche Spannung und welcher Strom zu welchem Zeitpunkt anliegen sollen – und wann zwischen den einzelnen Ladephasen umgeschaltet wird. Das ist von großer Bedeutung, denn nicht jeder Batterietyp verträgt die gleichen Spannungen und Ladeverläufe.

Grundsätzlich gibt es drei verschiedene Ladephasen – Bulk / Hauptladephase, Absorption / Konstantspannungladung und Float / Erhaltungsladung.

Während der Hauptladephase wird die Batterie konstant mit ihrem maximalen Ladestrom geladen und die Spannung steigt langsam an. In dieser Phase wird die Batterie am schnellsten geladen.

Beim Wechsel zur Konstantspannungladung wird die Spannung konstant auf einem Niveau gehalten und der Ladestrom nimmt ab. In dieser Phase erhält die Batterie ihre letzten Prozent bis sie vollgeladen ist.

Während der Erhaltungsladung wird die Spannung leicht abgesenkt, um die Batterie auf einem konstant vollen Ladezustand zu halten – ohne sie dabei zu überladen.

Jeder Batterietyp hat unterschiedliche Strom- und Spannungsgrenzwerte. In der folgenden Tabelle schauen wir uns diese Werte für vier verschiedene Typen an.

Nassbatterie / Bleisäurebatterie

Ladephase	Spannung (12 V)	Bemerkung
Bulk / Hauptladephase	steigend bis ~ 14,4 V	Strom konstant, Spannung steigt
Absorption / Konstantspannungsladung	14,2 – 14,4 V	Strom sinkt, Ladung bis ~100 %
Float / Erhaltungsladung	13,5 – 13, 8 V

Gelbatterie

Ladephase	Spannung (12 V)	Bemerkung
Bulk / Hauptladephase	steigend bis ~ 14,4 V	Strom konstant, Spannung steigt
Absorption / Konstantspannungsladung	14,1 – 14,4 V	Strom sinkt, Ladung bis ~100 %
Float / Erhaltungsladung	13,5 – 13, 8 V	Möglich, aber bei langer Standzeit ggf. mit Ladepause

AGM Batterie

Ladephase	Spannung (12 V)	Bemerkung
Bulk / Hauptladephase	steigend bis ~ 14,7 V	Strom konstant, Spannung steigt
Absorption / Konstantspannungsladung	14,2 – 14,4 V	Strom sinkt, Ladung bis ~100 %
Float / Erhaltungsladung	13,5 – 13, 8 V	Dauerbetrieb unkritisch, aber nicht zwingend notwendig

LiFePO4 Batterie

Ladephase	Spannung (12 V)	Bemerkung
Bulk / Hauptladephase	steigend bis ~ 14,6 V	Schnellladung möglich, Ladeschlussspannung wichtig
Absorption / Konstantspannungsladung	14,2 – 14,6 V	Kurz und flach → Strom sinkt schnell ab
Float / Erhaltungsladung	-	Keine dauerhafte Ladespannung. Ladegerät sollte abschalten oder Ruhespannung halten

Je nach Hersteller können diese Werte leicht variieren. Daher ist es immer wichtig das entsprechende Datenblatt zu prüfen.

Aus diesen Gründen ist es wichtig, den Batterietyp, die Ladekennlinie und genauen Spannungswerte zu kennen. Nur so kannst du sicherstellen, dass du die volle Kapazität deiner Batterie nutzen kannst, sie weder tiefentladen noch überladen wird – und du ihre Lebensdauer optimal ausschöpfst.

Als nächstes können wir uns jetzt mit solchen Ladegeräten beschäftigen. Denn die Frage ist, woher kommt die Energie, die wir nutzen möchten, um unsere Batterien wieder aufzuladen? Dazu beschäftigen wir uns im Kapitel – Stromerzeugung mit den verschiedenen Möglichkeiten.