Als Fahrzeug-Starterbatterie verwendet man Blei-Akkumulatoren.
== Akkumulatoren ==
In einem Akkumulator wird beim Aufladen elektrische [[Energie ]] in chemische [[Energie ]] umgewandelt. Das System steht so lange im Gleichgewicht, wie zwischen den beiden Elektroden kein Strom fließen kann. Wird aber ein Verbraucher angeschlossen, so wird die chemische [[Energie ]] wieder in elektrische [[Energie ]] umgewandelt.
Beim Aufladen und Entladen von Akkumulatoren wird Wärme frei, wodurch ein Teil der zum Aufladen aufgewendeten [[Energie ]] verloren geht. Das Verhältnis der entnehmbaren zu der beim Laden aufzuwendenden [[Energie ]] wird als Ladewirkungsgrad Lade[[wirkungsgrad]] bezeichnet.
Die von einer elektrochemischen Zelle erreichte elektrische Nennspannung hängt von der Art der verwendeten Materialien ab.'''== Was ist eine Starterbatterie?''' == Der Name ist leicht durch die Funktion zu erklären: Sie dient dem Starten von Motoren. In dem Moment muß für eine relativ kurze Zeit eine hohe Strom-Leistung ohne nennenswerten Spannungseinbruch bereitgestellt werden. Das gelingt nur bei niedrigem Innenwiderstand der Batterie. Dies bedingt eine große Plattenoberfläche, einem einen kleinen Abstand zwischen den Elektroden und reichlich dimensionierten bemessene Verbindungen zwischen den Zellen. Im Pkw-Bereich unterscheidet man in der Regel drei gängige Arten von Starterbatterien: Die wartungsfreie Batterie (VRLA = Valve Regulated Lead Acid Battery). Hier werden die beim Laden erzeugten Gase über die negative Elektrode wieder in Wasser umgewandelt. Die wartungsintensive Naßbatterie, bei der bei jeder Ladung Wasser- und Sauerstoff entweicht. Der Säurestand muss laufend kontrolliert werden. Die Gel-Batterie sind zyklenfest, auslaufsicher und länger lagerfähig. Das Elektrolyt ist hier in einer gelartigen Masse eingebunden mit dem Vorteil einer um den Faktor 10 geringeren Gasung als bei Naßbatterien. Durch die im Elektrolyt enthaltene Phosphorsäure wird die Zyklenfestigkeit erhöht und somit die Wiederaufladung nach Tiefentladung begünstigt.
== Aufbau einer Starterbatterie ==
'''Aufbau Zwei Stoffe sind die Hauptbestandteile einer gängigen Starterbatterie''': [[Blei]] und [[Schwefelsäure]]. Die positive Elektrode ist aus [[Bleidioxid]], die negative Elektrode aus feinverteiltem Schwamm[[blei]]. Die [[Schwefelsäure]] bildet den Elektrolyten, der den [[Ionen]]-Stromfluss zwischen den Elektroden ermöglicht. Das Leitfähigkeitsmaximum der [[Schwefelsäure]] liegt bei einer [[Dichte]] von 1,28 kg/L - dieses ist die typische Füllsäuredichte.
Zwei Stoffe sind die Hauptbestandteile einer gängigen Starterbatterie: Blei und Schwefelsäure. Die positive Elektrode ist aus Bleidioxid, die negative Elektrode aus feinverteiltem Schwammblei. Die Schwefelsäure bildet den Elektrolyten, der den Ionen-Stromfluss zwischen den Elektroden ermöglicht. Das Leitfähigkeitsmaximum der Schwefelsäure liegt bei einer Dichte von 1,28 kg/l - dieses ist die typische Füllsäuredichte. Bei einer Starterbatterie werden positive und negative Elektroden abwechselnd zu Plattenblöcken verschweißt und in das Gehäuse eingelassen. Zwischen diesen Elektroden befindet sich ein Separator, der die positive und negative Platte elektrisch voneinander isoliert. Sechs solcher Plattensätze [[Reihenschaltung|in Reihe geschaltet ]] ergeben eine 12 V-Einheit.
'''Arten von == Pflege und Wartung == === Wartungsfreie Batterien'''=== Die meisten handelsüblichen Batterien sind wartungsfrei nach DIN-Norm, d.h. die Säuremenge reicht normalerweise für die Lebensdauer der Batterie. Trotzdem kann es unter bestimmten Betriebsbedienungen erforderlich sein, [[destilliertes Wasser]] nachzufüllen. Alle 2 Jahre sollte der Stand des Elektrolyts mit Hilfe der Markierung am Batteriekasten kontrolliert werden.
Primär- und Sekundärbatterie: Die Art des elektrochemischen Systems ist entscheidend, ob es wieder aufladbar oder nicht wieder aufladbar ist. Aufladbare Systeme sind reversible (in ihrem Lade/Entladeverhalten umkehrbare Systeme) sowohl hinsichtlich ihrer Elektrochemie als auch der Struktur ihrer Elektroden. Diese Reversibilität darf sich als Funktion der Ladungen/Entladungen (Zyklen) nicht ändern. Da Ladung und Entladung auch eine reversible Änderung des Elektrodenvolumens und der Elektrodenstruktur zu Folge haben, muss dieses bei der Konstruktion mit berücksichtigt werden. Entsprechend ist die Konstruktion einer Primärbatterie sehr viel einfacher, da sie u.a. keine reversiblen Volumenänderungen zu berücksichtigen hat - sie wird nur einmal entladen. '''Pflege und Wartung'''"Wartungsfrei" und "absolut wartungsfrei": Die meisten handelsüblichen === Absolut wartungsfreie Batterien sind wartungsfrei nach DIN-Norm, d.h. die Säuremenge reicht normalerweise für die Lebensdauer der Batterie. Trotzdem kann es unter bestimmten Betriebsbedienungen erforderlich sein, destilliertes Wasser nachzufüllen. Alle 2 Jahre sollte der Stand des Elektrolyts mit Hilfe der Markierung am Batteriekasten kontrolliert werden.===
Absolut wartungsfreie Batterien sind komplett verschlossen und mit Ventilen ausgerüstet. Die Säuremenge reicht für die Lebensdauer der Batterie. Eine Kontrolle des Säurestandes ist weder erforderlich noch möglich. Wie bei jeder anderen Batterie soll der Oberteil sauber und trocken gehalten werden, damit Kriechströme und damit unnötige Selbstentladung vermieden werden.
'''Starten fällt im Sommer leichter=== Wichtig ist ein guter Ladezustand!'''===
Die Grundsätzlich sind die Batterien in den Fahrzeugen in ihrer [[Kapazität]] und Leistungsfähigkeit auf die schlechteren Bedingungen im Winter ausgelegt. So liegt bei Neuwagen die obere Grenze bei minus 24 bis 28 Grad Celsius. Der Motor wird jedoch mit steigender Lebensdauer "unwilliger", die Leistungsbereitschaft der Batterie liefert Strom als Ergebnis einer chemischen Reaktiongeringer. Das spielt im Sommer im Allgemeinen keine große Rolle. Versagt sie einmal, liegen Dafür können im Winter die Gründe meistens nicht bei ihr sondern vielmehr Frostgrade beim Starten schnell in der mangelnden Pflege und Wartung dieses Frust für den Betrieb des Autos so wichtigen SpeichersFahrer umschlagen. Der Schlecht gepflegte Batterien gehen in die Knie, denn der Anlasser muss Schwerstarbeit leisten, um den Motor zu starten. Je kälter es ist einer , desto schwächer laufen die [[Chemische Reaktionen|chemischen Reaktionen]] in der anspruchsvollsten Verbraucher an Bord Batterie ab. Eine Temperatur von -20 Grad halbiert den Energievorrat in jeder Autobatterie. Zusätzlich hemmen zähflüssigeres Motor- und Getriebeöl einen flotten Start. Das erfordert die gesamte Startleistung der Batterie. Besonders im Winter sollte die Batterie muss beim Starten des Wagens sehr viel Leistung dafür bereitstellendaher in einem guten Ladezustand sein.
=== Wichtig ist ein sauberes Umfeld der Autobatterie! ===
'''Wichtig Durch unsaubere und feuchte Oberflächen können geringe Dauerströme, so genannte Kriechströme, von einem Anschlusspol der Batterie zum anderen "fließen". Zudem sollten die Kontakte sauber, trocken und leicht gefettet sein sowie die elektrischen Verbindungen fest sitzen. Auch defekte Schalter im Handschuhfach oder bei der Kofferraumbeleuchtung können den Autofahrer böse überraschen. Wenn auch die Stromabnahme der Glühlampen nur gering ist , so reduziert sie doch über längere Zeit erheblich die Leistungsfähigkeit der Batterie. Für "Supermarkt-Kindergarten-Post-und-zurück-Autos", die Zweitwagen in vielen Haushalten, ist auch zu prüfen, ob die Leistung der eingebauten Batterie ausreicht. Eine Batterie mit höherer [[Kapazität]] löst hier meistens das Problem der nur geringen Wiederaufladung über den Generator im Kurzstreckenverkehr. Nicht zuletzt sollte vor Wintereinbruch auch ein guter Ladezustand!'''Fachmann den Keilriemen zwischen Motor und Lichtmaschine auf guten Zustand und richtige Vorspannung kontrollieren. Andernfalls kündigt das "jaulende" Geräusch beim Anfahren die bald leere Batterie hörbar an.
Grundsätzlich sind die Batterien in den Fahrzeugen in ihrer Kapazität und Leistungsfähigkeit auf die schlechteren Bedingungen im Winter ausgelegt. So liegt bei Neuwagen die obere Grenze bei minus 24 bis 28 Grad Celsius. Der Motor wird jedoch mit steigender Lebensdauer "unwilliger", die Leistungsbereitschaft der Batterie geringer. Das spielt im Sommer im Allgemeinen keine große Rolle. Dafür === Welche Batterieprobleme können im Winter die Frostgrade beim Starten schnell in Frust für den Fahrer umschlagen. Schlecht gepflegte Batterien gehen in die Knie, denn der Anlasser muss Schwerstarbeit leisten, um den Motor zu starten. Je kälter es ist, desto schwächer laufen die chemischen Reaktionen in der Batterie ab. Eine Temperatur von minus 20 Grad halbiert den Energievorrat in jeder Autobatterie. Zusätzlich hemmen zähflüssigeres Motor- und Getriebeöl einen flotten Start. Das erfordert die gesamte Startleistung der Batterie. Besonders im Winter sollte die Batterie daher in einem guten Ladezustand sein. Gute Pflege hält die Batterie auf Trab! '''Wichtig ist ein sauberes Umfeld der Autobatterie!'''Betrieb entstehen? ===
Durch unsaubere und feuchte Oberflächen können geringe DauerströmeWird eine Starterbatterie schlecht gepflegt, so genannte Kriechströme, von kann es leicht zu einem Anschlusspol der Batterie zum anderen "fließen"Ausfall kommen. Zudem sollten die Kontakte sauberUnsaubere Pole verursachen Kriechströme, trocken und leicht gefettet sein sowie durch welche die elektrischen Verbindungen fest sitzenStarterbatterie Energie verliert. Auch defekte Schalter im Handschuhfach oder bei der Kofferraumbeleuchtung können den Autofahrer böse überraschen. Wenn auch die Stromabnahme der Glühlampen nur gering ist, so reduziert sie doch über längere Zeit erheblich die Leistungsfähigkeit der Batterie. Für Bei überwiegenden "Supermarkt-KindergartenStop-Post-undand-zurückGo-AutosFahrten"im Stadtverkehr mit eingeschalteten Verbrauchern (z.B. [[Klimaanlage]], die Zweitwagen in vielen HaushaltenVentilator, ist auch zu prüfenSitzheizung, ob die Leistung der eingebauten Batterie ausreichtheizbare Heck- und Frontscheibe usw. Eine Batterie mit höherer Kapazität löst hier meistens das Problem der nur geringen Wiederaufladung über ) kann die Lichtmaschine im Kurzstreckenverkehr. Nicht zuletzt sollte vor Wintereinbruch auch ein Fachmann den Keilriemen zwischen Starterbatterie selbst bei laufendem Motor und Lichtmaschine auf guten Zustand und richtige Vorspannung kontrollierenentladen werden. Andernfalls kündigt das "jaulende" Geräusch beim Anfahren die bald leere Batterie hörbar anDies kann zu Startschwierigkeiten führen, besonders in der Winterzeit.
'''Welche Batterieprobleme können beim Betrieb entstehen?'''Wird eine Starterbatterie schlecht gepflegt, kann es leicht zu einem Ausfall kommen. Unsaubere Pole verursachen Kriechströme, durch welche die Starterbatterie Energie verliert. Bei überwiegenden "Stop-and-Go-Fahrten" im Stadtverkehr mit eingeschalteten Verbrauchern (z.B. Klimaanlage, Ventilator, Sitzheizung, heizbare Heck- und Frontscheibe usw.) kann die Starterbatterie - selbst bei laufendem Motor - entladen werden. Dies kann zu Startschwierigkeiten führen, besonders in der Winterzeit. '''=== Batterie checken vor dem Winter!'''===
Soll der Motor in der winterlich kalten Jahreszeit problemlos anspringen, benötigt die Autobatterie jetzt etwas mehr Aufmerksamkeit. Die meisten Autofahrer kontrollieren den Motorölstand, schauen nach dem Wasservorrat der Scheibenwaschanlage und ziehen Winterreifen auf. Aber um das stromspendende Kraftpaket unter der Haube kümmern sie sich selten. Alle Starterbatterien bedürfen einer gewissen Wartung:
# Die Oberfläche der Batterie soll stets sauber und trocken sein, andernfalls bilden sich Kriechströme aus, die die Batterie zusätzlich entladen.
#Batterie und Kabelanschlüsse sind in Abständen auf festen Sitz zu prüfen und gegebenenfalls nachzuziehen.
# Für Starterbatterien mit Verschlussstopfen gilt weiter:<br>Der Flüssigkeitsstand ist regelmäßig zu überprüfen. In den warmen Jahreszeiten ist Wasserverbrauch normal, jedoch sollte bei auffällig hohem Verbrauch die Regelspannung vom Fachmann überprüft werden.
# Ist der Flüssigkeitsstand der Batterie zu niedrig, muss ausschließlich destilliertes Wasser - niemals Säure - nachgefüllt werden.
# Bei der Lagerung von Starterbatterien ist Folgendes zu beachten:<br>Batterie immer möglichst vollgeladen halten, um die Ausbildung größerer [[Bleisulfat]]kristalle zu verhindern. Batterie niemals im entladenen (auch teilentladenen) Zustand stehen lassen. Auf Lager stehende, gefüllte Batterien regelmäßig kontrollieren und spätestens bei Säure[[dichte]] unter 1,20 kg/L nachladen.
1.Die Oberfläche der Batterie soll stets sauber und trocken sein, andernfalls bilden sich Kriechströme aus, die die Batterie zusätzlich entladen. 2.Batterie und Kabelanschlüsse sind in Abständen auf festen Sitz zu prüfen und gegebenenfalls nachzuziehen.== Wiederholungsfragen ==
Für 1. Welche Art von Starterbatterien mit Verschlussstopfen gilt weiter: 3.Der Flüssigkeitsstand ist regelmäßig zu überprüfen. In den warmen Jahreszeiten ist Wasserverbrauch normal,jedoch sollte bei auffällig hohem Verbrauch die Regelspannung vom Fachmann überprüft werden. 4.Ist der Flüssigkeitsstand der Batterie zu niedrig, muss ausschließlich destilliertes Wasser - niemals Säure - nachgefüllt werden.für Kraftfahrzeuge verwendet?
Bei der Lagerung von Starterbatterien ist Folgendes zu beachten: 52.Batterie immer möglichst vollgeladen halten, um Welche Funktion hat die Ausbildung größerer Bleisulfatkristalle zu verhindern. Batterie niemals im entladenen (auch teilentladenen) Zustand stehen lassen. Auf Lager stehende, gefüllte Batterien regelmäßig kontrollieren und spätestens bei Säuredichte unter 1,20 kg/l nachladen. Starterbatterie?
'''Wiederholungsfragen'''3. Welchen Vorteil hat die Gel-Batterie?
1.Welche Art von Starterbatterien werden für Kraftfahrzeuge verwendet?* [[Starterbatterie: Antworten]]
{{cb|-|163|270}}{{www}}== Experimente =={{Ex-ch|162|2.Welche Funktion hat die Starterbatterie?|Blei-Akkumulator}}{{Ex-ec|271|1|Blei-Akkumulator}}3.Welchen Vorteil hat die Gel{{Ex-ch09|{{fb|223}}|2|Batterie?und Akkumulator|Blei-Akkumulator}}[[Kategorie:Fahrzeugtechnik]][[xxx|Antworten zu den WiederholungsfragenKategorie:Lernfeld 1: Fahrzeuge und Systeme nach Vorgaben warten und inspizieren]]
