Glossar L

Batterie-Lexikon / Glossar L

 

Ladeerhaltung / Ladeerhaltungsspannung

Ladeerhaltung (auch Erhaltungsladung oder Float‑Ladung) bezeichnet das kontinuierliche Nachladen einer vollständig geladenen Batterie mit einem sehr geringen Strom. Ziel ist es, die Selbstentladung auszugleichen und die Batterie dauerhaft im vollgeladenen Zustand zu halten, ohne sie zu überladen.

Warum ist Ladeerhaltung notwendig?

Alle Batterien entladen sich auch im Ruhezustand – abhängig von Technologie, Temperatur und Alter. Die Ladeerhaltung verhindert:

• Kapazitätsverlust durch Selbstentladung
• Sulfatierung (bei Bleiakkus)
• Tiefentladung bei langen Standzeiten
• Leistungsverlust im Bereitschaftsbetrieb

Typische Einsatzbereiche:

• USV‑Anlagen
• Sicherheitsbeleuchtung
• Alarmanlagen
• Telekommunikation
• stationäre Energiespeicher

Ladeerhaltungsspannung

Die Ladeerhaltungsspannung ist die konstante Spannung, die ein Ladegerät anlegt, um die Batterie im vollgeladenen Zustand zu halten.

Typische Werte bei Bleiakkus:

• 2,25–2,30 V/Zelle
• 13,5–13,8 V bei einer 12‑V‑Batterie

Die Spannung ist temperaturkompensiert, da zu hohe Spannungen Gasung verursachen und zu niedrige Spannungen Sulfatierung begünstigen.



 

Ladekennlinie

Eine Ladekennlinie beschreibt den zeitlichen Verlauf von Ladestrom (I) und Ladespannung (U) während des Ladevorgangs. Sie ist die Grundlage für die Funktionsweise eines Ladegeräts.

Bekannte Ladekennlinien:

• I‑Kennlinie (Konstantstrom)
• U‑Kennlinie (Konstantspannung)
• IU‑Kennlinie (Kombination aus I und U)
• IUoU‑Kennlinie (mehrstufig, besonders schonend)

Die Wahl der Ladekennlinie hängt ab von:

• Batterietyp (Nass, AGM, Gel, Lithium)
• Anwendung (zyklisch, Pufferbetrieb)
• gewünschter Lebensdauer

Ladeschlussspannung

Die Ladeschlussspannung ist die maximal zulässige Spannung, die eine Batterie während des Ladevorgangs erreichen darf. Wird sie überschritten, drohen:

• Gasung
• Überladung
• Temperaturanstieg
• verkürzte Lebensdauer

Typische Werte für Blei‑Säure‑Batterien:

• 2,40–2,45 V/Zelle
• 14,4–14,7 V bei einer 12‑V‑Batterie

Die genaue Ladeschlussspannung hängt ab von:

• Batterietyp (Nass, AGM, Gel)
• Temperatur
• Gitterlegierung
• Ladeverfahren

Siehe auch: Erhaltungsladung

Lebensdauer einer Batterie

Siehe: Batteriealterung und Design Life

Die Lebensdauer beschreibt, wie lange eine Batterie unter realen Bedingungen nutzbar bleibt, bevor ihre Kapazität unter einen definierten Grenzwert fällt.

Landesbauordnungen zur Sicherheitsbeleuchtung

Die Landesbauordnungen (LBO) der deutschen Bundesländer legen fest, wann und wo Sicherheitsbeleuchtung vorgeschrieben ist. Grundlage ist die Musterbauordnung (MBO), die fordert, dass bauliche Anlagen so errichtet und betrieben werden müssen, dass Leben und Gesundheit nicht gefährdet werden.

Gebäudetypen mit Pflicht zur Sicherheitsbeleuchtung

• Versammlungsstätten
• Verkaufsstätten
• Beherbergungsstätten
• Krankenhäuser
• Schulen
• Hochhäuser
• Garagen
• Rettungswege (Flure, Treppenräume, Ausgänge)

Technische Umsetzung nach Normen

• DIN EN 1838 – lichttechnische Anforderungen
• DIN EN 50172 – Betrieb und Wartung
• DIN VDE 0108‑100‑1 – Planung und Ausführung

Weitere Vorgaben können enthalten sein in:

• Brandschutzkonzepten
• Baugenehmigungen
• Flucht‑ und Rettungswegplänen

Leerlaufspannung

Siehe: Ruhespannung

Die Leerlaufspannung ist die Spannung einer Batterie im unbelasteten Zustand nach einer Ruhephase.

LiFePO₄ – Lithium‑Eisenphosphat

LiFePO₄‑Akkus sind Lithium‑Ionen‑Akkus mit Lithium‑Eisenphosphat als Kathodenmaterial. Sie gelten als besonders sicher, langlebig und thermisch stabil.

Vorteile von LiFePO₄‑Akkus

• hohe Sicherheit (kein thermisches Durchgehen)
• lange Lebensdauer (2000–5000 Zyklen und mehr)
• hohe Temperaturstabilität
• geringes Gewicht
• hohe Lade‑/Entladeströme möglich
• wartungsfrei

Typische Einsatzbereiche

• stationäre Energiespeicher
• Wohnmobile und Boote
• Elektrofahrzeuge
• Freizeit‑ und Off‑Grid‑Anwendungen
• Solarspeicher

LiFePO₄ ist heute eine der beliebtesten Lithium‑Technologien für sichere und langlebige Energiespeicher.

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Li‑Ion‑Akkus (Lithium‑Ionen‑Akkumulatoren)

Lithium‑Ionen‑Akkus sind wiederaufladbare Batterien aus der Familie der Lithium‑Technologien. Sie gehören heute zu den weltweit wichtigsten Energiespeichern und werden in unzähligen mobilen und stationären Anwendungen eingesetzt – von Smartphones über Laptops bis hin zu Elektrofahrzeugen und industriellen Speichersystemen.

Ihr wesentliches Merkmal ist die hohe Energiedichte, also die Fähigkeit, viel Energie auf kleinem Raum und bei geringem Gewicht zu speichern. Dadurch haben Li‑Ion‑Akkus viele ältere Technologien wie NiCd, NiMH oder klassische Bleiakkus in vielen Bereichen abgelöst.

Aufbau und Funktionsweise

Ein Li‑Ion‑Akku besteht aus:

• Anode (meist Graphit)
• Kathode (je nach Typ unterschiedliche Lithium‑Metalloxide)
• Separator (mikroporöse Membran)
• Elektrolyt (organische Lithiumsalz‑Lösung)
• Gehäuse und Sicherheitsmechanismen

Beim Laden wandern Lithium‑Ionen von der Kathode zur Anode und lagern sich dort ein. Beim Entladen bewegen sie sich zurück zur Kathode und erzeugen dabei elektrischen Strom.

Verschiedene Kathodenmaterialien

Li‑Ion‑Akkus sind keine einheitliche Technologie, sondern eine Familie verschiedener Zellchemien. Die wichtigsten sind:

1. Lithium‑Cobaltoxid (LiCoO₂ – LCO)

• sehr hohe Energiedichte
• häufig in Smartphones, Tablets, Laptops
• empfindlicher gegenüber Überlast und Hitze

2. Lithium‑Nickel‑Mangan‑Cobalt (NMC)

• ausgewogenes Verhältnis aus Energiedichte, Leistung und Lebensdauer
• weit verbreitet in Elektrofahrzeugen
• gute Temperaturstabilität

3. Lithium‑Manganoxid (LMO)

• hohe Leistungsabgabe
• gute Sicherheit
• Einsatz in Elektrowerkzeugen, E‑Bikes, Hybridfahrzeugen

Weitere Varianten (zur Einordnung):

• NCA (Nickel‑Cobalt‑Aluminium) – sehr hohe Energiedichte, z. B. in E‑Autos
• LiFePO₄ (LFP) – besonders sicher und langlebig (eigener Glossareintrag)

Vorteile von Li‑Ion‑Akkus

• hohe Energiedichte → lange Laufzeiten bei geringem Gewicht
• geringe Selbstentladung
• keine Memory‑Effekte
• hohe Ladeeffizienz
• lange Lebensdauer (je nach Typ 500–3000 Zyklen)
• schnellladefähig
• breites Einsatzspektrum

Nachteile und Herausforderungen

• empfindlich gegenüber Überladung, Tiefentladung und Hitze
• benötigen ein BMS (Batteriemanagementsystem)
• Alterung durch hohe Temperaturen oder hohe Ladezustände
• teurer als Blei‑ oder NiMH‑Akkus
• Brandgefahr bei mechanischer Beschädigung oder Fehlbehandlung

Typische Einsatzbereiche

Li‑Ion‑Akkus sind heute Standard in:

• Smartphones, Tablets, Laptops
• E‑Bikes und Elektrowerkzeugen
• Elektrofahrzeugen (BEV, PHEV)
• Powerbanks und mobilen Energiespeichern
• stationären Batteriespeichern (PV‑Speicher)
• medizinischen Geräten
• Drohnen und Robotik

Warum sind Li‑Ion‑Akkus so weit verbreitet?

Ihre Kombination aus:

• hoher Energiedichte
• geringem Gewicht
• guter Leistungsabgabe
• langer Lebensdauer
• schneller Ladefähigkeit

macht sie zur bevorzugten Technologie für moderne mobile und stationäre Energiespeicher.

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LM – Low Maintenance

LM steht für Low Maintenance („wartungsarm“) und ist ein Kürzel, das insbesondere bei FIAMM‑Produkten wie OPzS‑Zellen verwendet wird. Es beschreibt Batterien, die zwar nicht völlig wartungsfrei sind, aber deutlich reduzierte Wartungsanforderungen besitzen.

Merkmale von LM‑Batterien

• Geringer Wasserverbrauch Durch optimierte Legierungen (z. B. Antimon‑reduziert) wird die Gasung reduziert, wodurch weniger Wasser nachgefüllt werden muss.
• Lange Nachfüllintervalle Je nach Einsatzbedingungen können Nachfüllintervalle von 1–3 Jahren erreicht werden.
• Hohe Lebensdauer OPzS‑Zellen mit LM‑Kennzeichnung sind für lange Standzeiten und hohe Zyklenfestigkeit ausgelegt.
• Robuste Bauweise Röhrchenplatten‑Technologie (Panzerplatten) sorgt für hohe mechanische Stabilität und lange Lebensdauer.

Typische Einsatzbereiche

• Sicherheitsbeleuchtung
• USV‑Anlagen
• Energieversorgungsanlagen
• Industrie‑ und Infrastrukturprojekte
• Telekommunikation

LM‑Batterien sind ideal für Anwendungen, bei denen hohe Zuverlässigkeit und geringer Wartungsaufwand entscheidend sind.

LPS – Low Power Supply System

In der Sicherheitsbeleuchtung steht LPS für ein dezentrales Sicherheitsstromgerät mit eigener Batterie. Es versorgt ausschließlich die Sicherheits‑ und Rettungswegeleuchten innerhalb eines definierten Brandabschnitts.

LPS‑Systeme sind eine Alternative zu zentralen Stromversorgungssystemen (CPS) und werden besonders in Gebäuden eingesetzt, in denen eine zentrale Lösung nicht möglich oder nicht wirtschaftlich ist.

Charakteristische Merkmale eines LPS‑Systems

1. Leistungsbegrenzung gemäß DIN EN 50171

Ein LPS‑System darf maximal leisten:

• 1.500 W für 1 Stunde oder
• 500 W für 3 Stunden

Diese Begrenzung definiert den Einsatzbereich und verhindert Überdimensionierung.

2. Dezentrale Installation

• Das LPS wird innerhalb eines Brandabschnitts installiert.
• Es versorgt nur die Leuchten in diesem Abschnitt.
• Dadurch entfällt die Pflicht für E30‑Kabel (Funktionserhalt), da keine brandabschnittsübergreifenden Leitungen notwendig sind.

3. Fernüberwachung

Moderne LPS‑Systeme bieten:

• TCP/IP‑Überwachung
• Diagnosefunktionen
• Protokollierung von Tests
• Überwachung der wartungsarmen Batterien
• Integration in Gebäudeleittechnik

Vorteile eines LPS‑Systems

• Geringere Installationskosten Keine Funktionserhalt‑Kabel notwendig.
• Hohe Flexibilität Ideal für Nachrüstungen oder dezentrale Gebäudestrukturen.
• Einfache Wartung Jede Einheit ist unabhängig und leicht zugänglich.
• Normkonformität Erfüllt die Anforderungen der DIN EN 50171 für Sicherheitsstromversorgungen.

Typische Einsatzbereiche

• kleinere und mittelgroße Gebäude
• Gebäudeteile mit getrennten Brandabschnitten
• Nachrüstungen in Bestandsgebäuden
• Bereiche, in denen eine zentrale Anlage (CPS) nicht sinnvoll ist

Gegenüberstellung CPS - LPS - Einzelbatterieleuchte:

	CPS (Central Power Supply)	LPS (Low Power Supply)	Einzelbatterieleuchte
Stromversorgung	Zentrale Batterieanlage	Dezentrale Batterieeinheit im Brandabschnitt	Akku in jeder Leuchte integriert
Kabelanforderungen	Feuerbeständige Verkabelung (z. B. E30/E90)	Keine Funktionserhalt-Verkabelung nötig	Keine besonderen Anforderungen
Funktionserhalt im Brandfall	Leitungen und Verteilungen mit Funktionserhalt	Begrenzter Bereich, lokal gesichert	Nur innerhalb der einzelnen Leuchte
Überwachung / Wartung	Zentral, komfortabel	Fernwartbar, zentralisiert möglich	Vor Ort, teilweise mit Autotest
Typische Einsatzorte	Große Gebäude (z.B. Kliniken, Flughäfen)	Schulen, Pflegeeinrichtungen, Bürogebäude	Kleine Gebäude, Nachrüstungen, Wohnungen
Maximale Leistung	Je nach System beliebig erweiterbar	Max. 1.500 W (1 h) oder 500 W (3 h)	Beschränkt auf Einzelleuchte
Installation	Aufwendig, hohe Planungstiefe	Mittlerer Aufwand	Einfach, plug-and-play
Normen und Richtlinien ergänzend zur Baugenehmigung, Brandschutzkonzept Leitungskonzept MLAR LBO	DIN EN 50171 (VDE 0558-508): Zentrales Stromversorgungssystem für Sicherheitszwecke. DIN EN 50172 (VDE 0108-100): Sicherheitsbeleuchtungsanlagen. DIN EN 1838: Angewandte Lichttechnik – Notbeleuchtung. DIN VDE 0100-560: Errichten von Niederspannungsanlagen – Einrichtungen für Sicherheitszwecke. DIN EN IEC 62485-2: Sicherheitsanforderungen an Sekundär-Batterien und Batterieanlagen – Teil 2: Stationäre Batterien.	DIN EN 50171 (VDE 0558-508): Zentrales Stromversorgungssystem für Sicherheitszwecke. DIN EN 50172 (VDE 0108-100): Sicherheitsbeleuchtungsanlagen. DIN EN 1838: Angewandte Lichttechnik – Notbeleuchtung. DIN VDE 0100-560: Errichten von Niederspannungsanlagen – Einrichtungen für Sicherheitszwecke. DIN EN IEC 62485-2: Sicherheitsanforderungen an Sekundär-Batterien und Batterieanlagen – Teil 2: Stationäre Batterien.	DIN EN 60598-2-22: Leuchten – Besondere Anforderungen Leuchten für Notbeleuchtung. DIN EN 50172 (VDE 0108-100): Sicherheitsbeleuchtungsanlagen. DIN EN 1838: Angewandte Lichttechnik – Notbeleuchtung. DIN EN 62034: Automatische Prüfsysteme für batteriebetriebene Sicherheitsbeleuchtung für Sicherheitszwecke.

Für jedes System sind die einschlägigen Normen und Vorschriften zu beachten.
Sie suchen für Ihr CPS-System, für Ihre Zentralbatterieanlage, einen entsprechenden Batteriesatz? Hier geht es zur Auswahl möglicher Produktalternativen, die für Sie in Frage kommen. Wir sind auch gerne bei der Auslegung oder der Auswahl der Batterien Ihnen behilflich. Auch kann der Hinweis zur Batteriealterung entscheidungsrelevant sein.