Arten von Blei-Säure-Batterien
Blei-Säure-Batterien sind sekundäre (wiederaufladbare) Batterien, die aus einem Gehäuse, zwei Bleiplatten oder Gruppen von Platten bestehen. Eine der Platten fungiert als positive Elektrode, die andere als negative Elektrode, und sie sind gefüllt mit 37% Schwefelsäure (H2SO4) als Elektrolyt. Es gibt vier Haupttypen von Blei-Säure-Batterien: SLI-Batterie, Tiefzyklus-Batterie, AGM-Batterie und Gel-Batterie.
1. SLI-Batterie
Die meisten Blei-Säure-Batterien weltweit sind Automobile-Start-, Beleuchtungs- und Zündbatterien (SLI), von denen 1999 schätzungsweise 320 Millionen Einheiten ausgeliefert wurden. SLI-Batterien sind dafür ausgelegt, in kurzer Zeit maximalen Strom zu liefern, während sie die Spannung konstant halten, weshalb sie einen sehr niedrigen Innenwiderstand haben.
2. Tiefzyklus-Batterie
Diese Batterietypen sind darauf ausgelegt, über lange Zeiträume einen konstanten und kleinen Entladestrom zu liefern. Sie eignen sich für Anwendungen, bei denen die Batterien regelmäßig entladen werden, wie z.B. in Photovoltaiksystemen und Elektrofahrzeugen.
3. AGM-Batterie
Eine AGM (Absorbent Glass Mat) Blei-Säure-Batterie ist ein Typ der ventilregulierten Blei-Säure-Batterien (VRLA), die kleine Gaskanäle im Elektrolyt hat. AGM-Batterien haben eine erhöhte Leistungs- und Energiedichte sowie eine längere Lebensdauer als herkömmliche überflutete und wartungsfreie Blei-Säure-Batterien.
4. Gel-Batterie
Eine moderne Gel-Batterie ist eine VRLA-Batterie mit einem gelartigen Elektrolyten. Gel-Batterien verringern die Verdunstung des Elektrolyten und das Auslaufen, was bei Nasszellenbatterien häufig vorkommt, und bieten eine größere Widerstandsfähigkeit gegen Schock und Vibration.
Chemie der Blei-Säure-Batterien
Das Prinzip des Betriebs einer Blei-Säure-Batterie kann durch die chemischen Prozesse veranschaulicht werden, die während des Ladens und Entladens stattfinden. Während der Entladung findet der Prozess Pb + SO42- → PbSO4 + 2e– am Anodenpol statt. Blei wird mit dem Elektrolyten zu Bleisulfat oxidiert und gibt dabei zwei Elektronen ab.
Am Kathodenpol bildet sich ebenfalls Bleisulfat durch die Reaktion PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e– → PbSO4 + 2H2O. Hierbei findet eine Reduktion von Bleioxid statt.
Weitere Batterietypen
Neben den Blei-Säure-Batterien gibt es zahlreiche andere Batterietypen, die nach Größe, Format, Chemie und Anwendung klassifiziert werden können. Dazu gehören beispielsweise:
Primärbatterien wie Alkalibatterien, Lithium-Metall-Batterien und Zink-Kohle-Batterien.
