AGM-Batterie: Ein Fortschritt in der Blei-Säure-Technologie
Die Absorbent Glass Mat (AGM) Batterie, eine Art von ventilregulierten Blei-Säure (VRLA) Batterien, stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Batterietechnologie dar. Diese Batterien sind bekannt für ihre verbesserte Leistungsfähigkeit und längere Lebensdauer im Vergleich zu herkömmlichen Blei-Säure-Batterien.
Grundlegende Struktur und Funktionsweise
AGM-Batterien zeichnen sich durch ihre einzigartige Struktur aus. Zwischen den Batterieplatten befindet sich ein Glasfasernetz, das die Elektrolytlösung enthält und die Platten trennt. Dieses Design ermöglicht kleine Gaskanäle im Elektrolyten, die entscheidend für die Effizienz der Batterie sind.
Beim Überladen oder Puffern entsteht Sauerstoff an der positiven Elektrode, der zur negativen Elektrode transportiert und wiederverwendet werden kann. Dieser Prozess, bekannt als geschlossener Sauerstoffkreislauf (COC), reduziert den Wasserverlust erheblich, da das für Nebenreaktionen während des Ladens verbrauchte Wasser durch die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff regeneriert wird.
Vorteile der AGM-Technologie
- Wartungsfreiheit: Durch den geschlossenen Sauerstoffkreislauf sind AGM-Batterien wartungsfrei und bieten eine bequeme Nutzung.
- Temperaturbeständigkeit: AGM-Batterien sind gegenüber herkömmlichen Batterien widerstandsfähiger gegen Selbstentladung bei einer Vielzahl von Temperaturen.
- Erhöhte Energie- und Leistungsdichte: Diese Batterien bieten eine höhere Energie- und Leistungsdichte, was sie für eine Vielzahl von Anwendungen attraktiv macht.
- Längere Lebensdauer: AGM-Batterien weisen eine längere Lebensdauer auf als herkömmliche geflutete und wartungsfreie Blei-Säure-Batterien.
Weitere Typen von Blei-Säure-Batterien
Es gibt zwei Hauptgruppen von Blei-Säure-Batterien:
- VLA-Batterie (ventilierte Blei-Säure-Batterie): Hier sind die Elektroden in einem Überschuss an flüssigem Elektrolyt untergetaucht. VLA-Batterien unterteilen sich in Traktions- oder Tiefzyklusbatterien und SLI-Batterien (Start, Licht, Zündung).
- VRLA-Batterie (ventilregulierte Blei-Säure-Batterie): Dieser Typ ist versiegelt oder durch ein Ventil reguliert, wobei der Elektrolyt in einem absorbierenden Separator oder in einem Gel immobilisiert ist. Zu den VRLA-Batterien gehören die AGM- und Gel-Zellen-Batterien.
Chemie der Blei-Säure-Batterien
Die Funktionsweise von Blei-Säure-Batterien basiert auf chemischen Prozessen, die während des Ladens und Entladens stattfinden. Beim Entladen erfolgt die Reaktion \( \text{Pb} + \text{SO}_4^{2-} \rightarrow \text{PbSO}_4 + 2e^- \) am Anoden, wobei Blei zu Bleisulfat oxidiert wird und zwei Elektronen freigesetzt werden. Am Kathoden entsteht ebenfalls Bleisulfat durch die Reduktion von Bleioxid: \( \text{PbO}_2 + \text{SO}_4^{2-} + 4\text{H}^+ + 2e^- \rightarrow \text{PbSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} \).
Beim Laden kehren sich diese Prozesse um. Wenn das Bleisulfat vollständig verbraucht ist und der Ladevorgang nicht gestoppt wird, beginnt die Elektrolyse des Elektrolyten. Überladen mit hohen Ladespannungen erzeugt Sauerstoff- und Wasserstoffgas durch Elektrolyse von Wasser, das entweicht und verloren geht. Versiegelte Batterien verfügen über Katalysatoren (Pd, Pt), in denen das Knallgas zu Wasser rekombiniert.
Schlussfolgerung
AGM-Batterien bieten zahlreiche Vorteile gegenüber traditionellen Blei-Säure-Batterien, insbesondere in Bezug auf Wartungsfreiheit, Temperaturbeständigkeit, Energie- und Leistungsdichte sowie Lebensdauer. Diese Eigenschaften machen sie zu einer bevorzugten Wahl für eine Vielzahl von Anwendungen, von Fahrzeugen bis hin zu
