Vor- und Nachteile von Blei-Säure-Batterien
Blei-Säure-Batterien sind sekundäre (wiederaufladbare) Batterien, die aus einem Gehäuse, zwei Bleiplatten oder Gruppen von Platten bestehen, von denen eine als positive Elektrode und die andere als negative Elektrode dient, und einer Füllung aus 37% Schwefelsäure (H2SO4) als Elektrolyt. Blei und Bleidioxid, die aktiven Materialien in der Batterie, ermöglichen die Energiespeicherung und -abgabe. Im Jahr 1999 wurden weltweit geschätzte 320 Millionen Einheiten für Automobil-Start-, Beleuchtungs- und Zündungssysteme (SLI) ausgeliefert. 1992 wurden etwa 3 Millionen Tonnen Blei zur Herstellung von Batterien verwendet.
Anwendungsbereiche
Industrielle Anwendungsbereiche für Blei-Säure-Batterien umfassen die Zugkraft für Bergbaufahrzeuge, Gabelstapler sowie als stationäre Stromquellen wie Notstromversorgung (USV) und Signalsysteme für Eisenbahnen und Telekommunikation.
Vorteile
Blei-Säure-Batterien sind im Verhältnis zur bereitgestellten elektrischen Energie relativ schwer. Ihre niedrigen Herstellungskosten und hohen Spitzenstromwerte machen sie dort gängig, wo ihre Kapazität (über etwa 10 Ah) wichtiger als Gewicht und Handhabung ist. Im Vergleich zu modernen wiederaufladbaren Batterien haben sie eine relativ geringe Energiedichte. Trotzdem ermöglicht ihre Fähigkeit, hohe Spitzenströme zu liefern, dass die Zellen ein relativ großes Leistungsgewicht haben. Sie sind zur Standardbatterie für die Automobilindustrie geworden und werden häufig als Stromquelle für Start-, Beleuchtungs- und Zündungssysteme (SLI) in Autos verwendet, wo sie einen sehr hohen Spitzenstrom liefern können (etwa 450 Ampere).
Nachteile
Der Nachteil dieser Batteriechemie liegt darin, dass sie sehr empfindlich auf Tiefenentladung reagiert im Vergleich zu anderen Batteriesystemen. Aufgrund der hohen Dichte von Blei ist die spezifische Energie der Batterien ziemlich niedrig. Das Laden eines Blei-Säure-Batteriesystems ist langsam, und es kann bis zu 16 Stunden dauern, um eine vollständige Ladung zu erreichen. Es erfordert auch ein Strom- und Spannungsbegrenzungsalgorithmus, wodurch der Ladestrom und die Leistung begrenzt werden. Wenn der Ladestrom zu hoch ist, kann es zu Sulfatierung kommen, was die Leistung und Lebensdauer der Batterie beeinträchtigen kann. Darüber hinaus muss die Ladespannung reguliert werden, da die maximal anwendbare Spannung durch die Umgebungstemperatur begrenzt ist, aufgrund des Risikos der Wasserstoffgasbildung.
Weitere Batterietypen
Es folgt eine Zusammenfassung bemerkenswerter elektrischer Batterietypen, die aus einer oder mehreren elektrochemischen Zellen bestehen. Vier Listen werden in der Tabelle bereitgestellt: Eine Klassifizierung nach Größe und Format, gefolgt von Listen der primären (nicht wiederaufladbaren) und sekundären (wiederaufladbaren) Zellchemie, einer Liste der Anwendungen und einer Liste verschiedener Batteriespannungen.
- Größen: AA, AAA, AAAA, C, D, CR1220, CR1620, CR1632, CR1616, CR2016, CR2032, CR2025, CR2430, CR2450, CR123, CR2, CR132a, LR1130, LR41, LR44, A23, A13, 18650, 21700
- Primärbatterie: Alkali, Lithium-Metall, Zink-Kohle, Zink-Chlorid, Silber-Oxid, Zink-Luft
- Sekundärbatterie: Lithium-Ionen, Lithium-Polymer, Lithium-Kobaltoxid, Lithium-Manganoxid, LiFePo4, NMC, NCA, NiMH, NiCd, Blei-Säure, SLI, Traktionsbatterie, AGM, Gel-Batterie
- Anwendung: USV, Elektroautobatterie, 12V-Autobatterie – SLI, Motorradbatterie, Marinebatterie, Laptopbatterie, Handybatterie, elektrochemische Energiespeicherung, Spezialbatterie, Flussbatterie
- Spannung: 1,2V, 3V, 6V, 9V, 12V, 24V
