Bleiakkumulator

Ein Bleiakkumulator (kurz auch Akku) ist ein Energiespeicher (Akkumulator), der elektrischen Strom aufnimmt, in Form chemischer Energie speichert und als elektrische Energie wieder abgeben kann.

Die wohl bekannteste Anwendung ist die Auto- oder Fahrzeugbatterie, wobei sich der Begriff Batterie auf die Zusammenschaltung mehrerer einzelner Zellen bezieht.

Aufbau

Bleiakkumulatoren bestehen am positven Pol aus Bleidioxid (PbO₂), am negativen aus fein verteiltem, porösem Blei (Bleischwamm). Als Elektrolyt wird 20%ige Schwefelsäure (H₂SO₄) verwendet. Sie zeichnen sich durch das kurzzeitige Zulassen hoher Stromstärken, die zum Beispiel für Fahrzeug- bzw. Starterbatterien notwendig sind, aus.

Im entladenen Zustand bestehen beide Pole aus Blei(II)-sulfat (PbSO₄).

Die Nennspannung einer Zelle beträgt 2 Volt, sie schwankt jedoch je nach Ladezustand und Lade-/Entladestrom zwischen ca. 1,75-2,4 Volt.

Die Säuredichte stellt gleichzeitig ein Maß für den Ladezustand dar. Sie beträgt bei vollem Akku ca. 1,28 g/cm³ und bei entladenem Akku 1,10 g/cm³ (Quelle Varta-Batterielexikon).

Bei Blei-Gel-Akkumulatoren wird der Schwefelsäure Kieselsäure hinzugesetzt. Der erstarrte Elektrolyt wird meist in einem Vlies zwischen den Bleiplatten festgelegt. Blei-Gel-Akkus sind lageunabhängig einsetzbar. Untersuchungen haben gezeigt, dass bei ihnen praktisch keine Säureschichtung auftritt.

Bleiakkumulatoren sollten nicht tiefentladen werden, da dies zu irreparablen Schäden führt und den Akkumulator unbrauchbar machen kann. Zum Aufladen sollte ein passender Laderegler verwendet werden, um Überladung zu vermeiden und die Gasung zu beschränken.

Siehe auch: Akkumulator, Galvanische Zelle

Chemische Prozesse

Bei der Entladung laufen folgende chemische Vorgänge ab:

Positiver Pol: PbO₂ + SO₄^2- + 4 H₃O⁺ + 2 e^- -> PbSO₄ + 6 H₂O

Negativer Pol: Pb + SO₄^2- -> PbSO₄ + 2 e^-

Beim Laden laufen die Vorgänge in Gegenrichtung ab.

Anwendungen

Es werden allgemein Pufferbatterien und Traktionsbatterien unterschieden. Die Starterbatterie bei Fahrzeugen ist eine Bauform der Pufferbatterie.

Beispiele für Pufferbatterien

Fahrzeugbatterien
Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) (Notstromversorgung)
Solarbatterien in Photovoltaikanlagen (Inselanlagen)

Beispiele für Traktionsbatterien

Elektrofahrzeuge
- elektrische Gabelstapler
- elektrische Rollstühle
U-Boote

Siehe auch: Themenliste Fahrzeugtechnik