Industrielle Anwendungsbereiche f\u00fcr Blei-S\u00e4ure-Batterien sind als Traktionskraft f\u00fcr Bergbaufahrzeuge, Gabelstapler und als station\u00e4re Energiequellen wie Notstromversorgung (USV) und Signalstationen f\u00fcr Eisenbahnen und Telekommunikation.<\/p>\n
Zusammensetzung und Funktion<\/h2>\n
Die negative Elektrode einer Blei-S\u00e4ure-Batterie besteht aus schwammigem oder por\u00f6sem Blei, w\u00e4hrend die positive Elektrode aus Bleioxid besteht. Beide Elektroden sind in einer elektrolytischen L\u00f6sung aus Schwefels\u00e4ure und Wasser eingetaucht. Zur Vermeidung von Kurzschl\u00fcssen durch die Elektrolyt ist eine elektrisch isolierende, aber chemisch permeable Membran zwischen den Elektroden angebracht.<\/p>\n
Die nominale Spannung einer Zelle liegt bei etwa 2V, variiert aber zwischen ca. 1,75 V und 2,4V je nach Ladezustand und Lade- oder Entladestrom. Blei-S\u00e4ure-Batterien k\u00f6nnen hohe Str\u00f6me \u00fcber kurze Zeitr\u00e4ume liefern und haben eine hohe Leistungsdichte.<\/p>\n
Chemie und Funktionsweise<\/h2>\n
Beim Entladen einer Blei-S\u00e4ure-Batterie findet an der Anode die Reaktion Pb + SO4<\/sub>2-<\/sup> \u2192 PbSO4<\/sub> + 2e–<\/sup> statt, wobei Blei zu Bleisulfat oxidiert wird und zwei Elektronen freigesetzt werden. An der Kathode bildet sich ebenfalls Bleisulfat durch die Reaktion PbO2<\/sub> + SO4<\/sub>2-<\/sup> + 4H+<\/sup> +2e–<\/sup> \u2192 PbSO4<\/sub> + 2H2<\/sub>O.<\/p>\n Beim Aufladen laufen diese Prozesse in umgekehrter Richtung ab. Wenn das Bleisulfat vollst\u00e4ndig verbraucht ist und der Ladevorgang nicht gestoppt wird, beginnt die Elektrolyse des Elektrolyten.<\/p>\n Vorteile der Blei-S\u00e4ure-Batterie sind ihre niedrigen Herstellungskosten und die F\u00e4higkeit, hohe Stromspitzen zu liefern. Dies macht sie weit verbreitet, insbesondere wenn die Kapazit\u00e4t wichtiger ist als Gewicht und Handhabung. Im Vergleich zu modernen wiederaufladbaren Batterien haben Blei-S\u00e4ure-Batterien jedoch eine relativ geringe Energiedichte.<\/p>\n Nachteile sind ihre Empfindlichkeit gegen\u00fcber Tiefentladung im Vergleich zu anderen Batteriesystemen und die geringe spezifische Energie aufgrund der hohen Dichte von Blei. Das Laden eines Blei-S\u00e4ure-Batteriesystems ist langsam und kann bis zu 16 Stunden f\u00fcr eine vollst\u00e4ndige Ladung dauern.<\/p>\n Die Spannung von Blei-S\u00e4ure-Batterien wird durch die Potenzialdifferenz der Materialien, die die positiven und negativen Elektroden in der elektrochemischen Reaktion bilden, erzeugt. Eine h\u00e4ufige Spannung f\u00fcr Autobatterien betr\u00e4gt 12 Volt (DC), die sich aus sechs 2V Bleizellen zusammensetzt.<\/p>\n Es gibt zwei Hauptgruppen von Blei-S\u00e4ure-Batterien: bel\u00fcftete Blei-S\u00e4ure-Batterien (VLA) und ventilregulierte Blei-S\u00e4ure-Batterien (VRLA). VLA-Batterien sind in Fl\u00fcssigelektrolyt getaucht, w\u00e4hrend VRLA-Batterien einen in einem Absorber oder in einem Gel immobilisierten Elektrolyten haben.<\/p>\n Blei-S\u00e4ure-Batterien spielen eine wichtige Rolle in vielen industriellen Anwendungen und im Automobilbereich. Trotz ihrer Nachteile wie geringer Energiedichte und Empfindlichkeit gegen\u00fcber Tiefentladungen bleiben sie aufgrund ihrer hohen Stromspitzenleistung und niedrigen Herstellungskosten eine wichtige Energiequelle.<\/p>\nVor- und Nachteile<\/h2>\n
Charakteristika und Typen<\/h2>\n
Fazit<\/h2>\n
![\"Lead-acid](\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/lead-acid-battery-composition-1.png\")
<\/p>\n