Tiefzyklusbatterien und Traktionsbatterien: Eine Übersicht
Einleitung zu Tiefzyklus- und Traktionsbatterien
Traktionsbatterien, auch bekannt als Tiefzyklusbatterien, sind für ihre Fähigkeit bekannt, über längere Zeiträume eine konstante und geringe Entladung zu liefern. Diese Eigenschaft macht sie ideal für Anwendungen, bei denen Batterien regelmäßig entladen werden, wie bei Photovoltaiksystemen und Elektrofahrzeugen. Im Vergleich zu herkömmlichen Starterbatterien sind sie weniger anfällig für Degradation durch häufiges Laden und Entladen.
Merkmale von Tiefzyklusbatterien
Tiefzyklusbatterien sollten in der Lage sein, mehrere tausend Zyklen bei hoher Entladungstiefe (DOD) von 80% oder mehr zu bewältigen. Sie verfügen über dicke Bleiplatten, um eine spezifische Kapazität und eine angemessen hohe Zykluszahl zu erreichen. Im Gegensatz zu Starterbatterien, die hohe Spitzenströme liefern können, sind Tiefzyklusbatterien für häufige Entladungen ausgelegt und liefern weniger Spitzenstrom.
Hybridbatterien: Zwischen Starter- und Tiefzyklusbatterien
Einige Batterien sind als Kompromiss zwischen Starter- (hoher Strom) und Tiefzyklusbatterien konzipiert. Sie können stärker entladen werden als herkömmliche Autobatterien, jedoch weniger stark als reine Tiefzyklusbatterien. Diese werden oft als „Marine-/Wohnmobilbatterien“ bezeichnet.
Anwendungen von Traktionsbatterien
Traktionsbatterien finden hauptsächlich Verwendung in schweren industriellen elektrischen Anwendungen wie Elektro-Gabelstaplern, Elektro-Traktoren, großen Industriereinigungsmaschinen und Hebebühnen.
Arten von Tiefzyklus-Bleisäurebatterien
Tiefzyklus-Bleisäurebatterien lassen sich grundsätzlich in zwei Kategorien einteilen: überflutete (FLA) und ventilgeregelte Bleisäurebatterien (VRLA). VRLA-Batterien sind weiter unterteilt in Absorbed Glass Mat (AGM) und Gel-Batterien.
Weitere Arten von Blei-Säure-Batterien
VLA-Batterie (Ventilgeregelte Blei-Säure-Batterie)
Die VLA-Batterie ist eine überflutete oder ventilierte Elektrolyt-Blei-Säure-Batterie, bei der die Elektroden in überschüssigem flüssigem Elektrolyt eingetaucht sind.
SLI-Batterie: Starten, Beleuchten, Zünden
SLI-Batterien sind darauf ausgelegt, in kurzer Zeit maximalen Strom bei konstanter Spannung zu liefern. Sie haben einen sehr geringen Innenwiderstand und eine gute Lebensdauer unter Bedingungen mit flachen Zyklen, aber eine sehr schlechte Lebensdauer bei Tiefzyklen (ca. 12-15 Zyklen).
VRLA-Batterie: Ventilgeregelte Blei-Säure-Batterie
VRLA-Batterien sind versiegelt oder durch ein Ventil geregelt, wobei der Elektrolyt in einem absorbierenden Separator oder in einem Gel immobilisiert ist. Es gibt zwei Haupttypen von VRLA-Batterien: AGM und Gel-Zellen.
Chemie von Blei-Säure-Batterien und Funktionsweise
Entladungs- und Ladevorgang
Beim Entladen erfolgt an der Anode die Reaktion Pb + SO42- → PbSO4 + 2e–, wobei Blei mit dem Elektrolyten zu Bleisulfat oxidiert und zwei Elektronen freigesetzt werden. An der Kathode bildet sich ebenfalls Bleisulfat durch die Reduktion von Bleioxid. Während des Ladevorgangs laufen diese Prozesse in umgekehrter Richtung ab.
