Eigenschaften von Blei-Säure-Batterien
Blei-Säure-Batterien sind sekundäre (wiederaufladbare) Batterien, die aus einem Gehäuse, zwei Bleiplatten oder Plattenbündeln bestehen, wobei eine als positive und die andere als negative Elektrode dient, und einer Füllung von 37% Schwefelsäure (H2SO4) als Elektrolyt. Sie enthalten flüssigen Elektrolyt in einem unversiegelten Behälter, wodurch sie aufrecht gehalten werden müssen und der Bereich gut belüftet sein muss, um die sichere Verbreitung des Wasserstoffgases zu gewährleisten, das sie bei Überladung produzieren. Blei-Säure-Batterien weisen typischerweise Coulombsche Wirkungsgrade von 85% und Energieeffizienzen in der Größenordnung von 70% auf.
Gewicht und Kosten
Die Blei-Säure-Batterie ist relativ schwer für die Menge an elektrischer Energie, die sie liefern kann. Ihre niedrigen Herstellungskosten und die hohen Stromspitzen machen sie dort gängig, wo ihre Kapazität (über etwa 10 Ah) wichtiger ist als Gewicht und Handhabung. Ein Nachteil dieser Batteriechemie ist, dass sie im Vergleich zu anderen Batteriesystemen sehr empfindlich auf Tiefentladung reagiert und aufgrund der hohen Dichte von Blei eine recht geringe spezifische Energie aufweist.
Zellspannung
Die Spannung elektrischer Batterien entsteht durch den Potentialunterschied der Materialien, die die positiven und negativen Elektroden in der elektrochemischen Reaktion bilden. Eine gängige Spannung für Autobatterien beträgt 12 Volt (Gleichstrom). Diese Batterie besteht jedoch aus sechs 2V-Bleizellen.
Abschaltspannung
Die Abschaltspannung ist die minimal zulässige Spannung. Sie definiert im Allgemeinen den „leeren“ Zustand der Batterie. Jede Blei-Säure-Batterie, sei es eine Gelzelle, AGM oder geflutete Batterien, sollte bei 11,6 Volt abgeschaltet werden.
Kapazität
Die coulometrische Kapazität ist die Gesamtamperestunden, die verfügbar sind, wenn die Batterie bei einem bestimmten Entladestrom von 100% SOC bis zur Abschaltspannung entladen wird. Eine durchschnittliche Autobatterie könnte eine Kapazität von etwa 70 Ah haben, spezifiziert bei einem Strom von 3,5 A.
C-Rate der Batterie
Die C-Rate wird verwendet, um auszudrücken, wie schnell eine Batterie im Verhältnis zu ihrer maximalen Kapazität entladen oder geladen wird. Sie hat die Einheiten h−1. Eine 1C-Rate bedeutet, dass der Entladestrom die gesamte Batterie in 1 Stunde entlädt.
Selbstentladung
Batterien entladen sich allmählich selbst, auch wenn sie nicht angeschlossen sind und keinen Strom liefern. Dies ist auf nicht-stromerzeugende „Seiten“-chemische Reaktionen zurückzuführen, die innerhalb der Zelle auftreten, auch wenn keine Last anliegt. Eine Blei-Säure-Batterie, die bei moderaten Temperaturen gelagert wird, hat eine geschätzte Selbstentladungsrate von 5% pro Monat. Diese Rate steigt mit zunehmender Temperatur und das Risiko der Sulfatierung nimmt zu.
Degradation
Bei jedem Lade-Entlade-Zyklus tritt eine gewisse Degradation wiederaufladbarer Batterien auf. Die Degradation erfolgt in der Regel, weil der Elektrolyt von den Elektroden weg wandert oder weil sich aktives Material von den Elektroden löst. Tiefzyklusbatterien können 200 bis mehr als 3000 Entlade-/Ladezyklen bieten. Starterbatterien sind nicht für anhaltende Entladung ausgelegt und halten nur für 50-60 Nutzungsz
Tiefe der Entladung
Die Entladungstiefe ist ein Maß dafür, wie viel Energie aus einer Batterie entnommen wurde und wird als Prozentsatz der vollen Kapazität ausgedrückt. Zum Beispiel hat eine 100 Ah-Batterie, aus der 40 Ah entnommen wurden, eine Entladungstiefe von 40 % erreicht.
Zusammenfassung
Blei-Säure-Batterien sind aufgrund ihrer Kosteneffizienz und hohen Stromspitzen weit
