Eine Blei-Säure-Batterie erzeugt Strom, indem Schwefelsäure mit Wasser vermischt wird. Dabei entsteht eine chemische Reaktion, die freie Elektronen, also Elektrizität, erzeugt. Mit der Zeit lagert sich die Schwefelsäure an den Bleiplatten ab und schwächt die Batterie, bis sie schließlich ausfällt. Ladegeräte für Blei-Säure-Batterien nutzen externen Strom, um die Schwefelsäure wieder im Wasser zu lösen und die Batterie so aufzuladen. Es gibt verschiedene Arten von Ladegeräten.
Ladephasen
Idealerweise wird eine Blei-Säure-Batterie in drei Stufen geladen. In der ersten Stufe wird die Batterie mit konstantem Strom geladen, während die Spannung ansteigt. Dies erreicht etwa 70 Prozent der Ladung und dauert fünf bis acht Stunden. In der zweiten Stufe sollte der Strom reduziert werden, und die Batterie wird über weitere sieben bis zehn Stunden bis zu ihrer maximalen Spannung geladen.
In der dritten Phase sorgt ein reduzierter Strom für eine sogenannte Erhaltungsladung von etwa vier Stunden. Während dieser Zeit „ruht“ die Batterie, und die Spannung sinkt etwas ab, um Korrosion vorzubeugen. Da Batterien in der ersten Phase ausreichend geladen werden können, ermöglichen viele verschiedene Ladegeräte ein schnelleres Laden.
Einfache Ladegeräte
Einfache Ladegeräte mit Konstantstrom können zwar die erste Ladephase abschließen, jedoch nicht die zweite und dritte. Zudem können sie die Batterie durch Überladung beschädigen. Um eine schnelle Überladung und damit verbundene Schäden zu vermeiden, muss die Stromstärke des Ladegeräts der Batteriespannung entsprechen. Einfache Ladegeräte liefern 12 V oder 24 V mit einer festen Spannung und erfordern daher eine genaue Überwachung. Sie laden zwar deutlich schneller als ideal, jedoch nicht über 70 % in der ersten Ladephase hinaus.
Erhaltungsladegeräte
Andere Ladegeräte sind so konzipiert, dass sie die Ladephasen erfassen und den Ladestrom entsprechend anpassen. Zu diesen Ladegeräten gehören Erhaltungsladegeräte, zeitgesteuerte Ladegeräte und intelligente Ladegeräte. Erhaltungsladegeräte liefern einen konstant niedrigen Strom, um Schäden durch Überladung zu vermeiden, sind aber langsam. Zeitgesteuerte Ladegeräte messen die Ladezeiten der einzelnen Phasen, ohne jedoch direkte Rückmeldung vom Zustand der Batterie zu erhalten. Intelligente Ladegeräte passen den Ladevorgang anhand der erfassten Daten der Batterie an die jeweiligen Phasen an.
Tiefzyklus-Ladegeräte
Ladegeräte sind auf zwei verschiedene Arten von Blei-Säure-Batterien abgestimmt: Starterbatterien (wie sie beispielsweise zum Starten von Autos verwendet werden) und Versorgungsbatterien (wie sie beispielsweise in Bootsmotoren zum Einsatz kommen). Starterbatterien liefern einen kurzen, aber kraftvollen Ladestrom für die Zündanlage. Versorgungsbatterien haben eine niedrigere Spannung und laden langsamer, liefern aber über einen längeren Zeitraum einen konstanten Strom.
Letztere sind in der Regel Bootsbatterien, und es gibt drei Arten von Ladegeräten für Bootsbatterien. Eine davon sind ferroresonante Ladegeräte, die zwar günstig, aber langsam sind. Lineare Ladegeräte sind ebenfalls langsam und anfällig für Stromspitzen, beispielsweise durch einen Generator. Schaltnetzteile beheben die Probleme der beiden anderen Typen und sind leicht; allerdings sind sie am teuersten.