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Blei-Säure-Akkus

Bleiakkumulatoren sind mit Abstand das am weitesten verbreitete und am längsten und gründlichsten erforschte und dokumentierte Batteriesystem. Sie dominieren wegen ihrer Wirtschaftlichkeit unangefochten die Bereiche der Starter-, Antriebs- sowie der ortsfesten Batterien. Im Bereich der Kleinzellen jedoch wurde der Bleiakkumulator schnell durch das Nickel-Cadmium-System verdrängt. Zum einen wegen der höheren Energiedichte dieser Akkus, zum anderen, weil es sehr früh gelang, sie in wartungsfreier, Gas- und Elektrolyt-dicht gekapselter Form zu entwickeln.

Eine Besonderheit des Blei-Akkus ist die Tatsache, dass beide Elektroden aus dem gleichen Material bestehen. Sowohl die Anode als auch die Kathode sind Bleiplatten, als Elektrolyt wird ca. 30 - 36%ige Schwefelsäure (Batteriesäure) verwendet. Bei Entladung entsteht an der Anode aus metallischem Blei Bleisulfat, an der Kathode spielt sich die umgekehrte Reaktion ab. Grob vereinfacht ergibt sich bei der Entladung bzw. Ladung folgende Reaktion:

Weder das Blei noch das Bleisulfat sind in bedeutendem Umfang in Schwefelsäure löslich, weshalb das Elektrolyt praktisch unverändert bleibt, abgesehen von der sogenannten Gasung, die durch regelmäßige Wasserzugabe kompensiert werden muss. Bleiakkus gibt es jedoch auch in wartungsfreien und gasdichten Versionen auf dem Markt.

Akkublei enthält gewöhnlich Antimon als stabiliserendes Legierungsmetall.

Zellen-Klemmenspannung: ca. 2 Volt
Lebensdauer in Ladezyklen: 200 bis 2.000
Verwendbar in Umgebungstemperaturen: (-30°C) -20°C bis +50°C (+60°C)
Typische Energiedichte: 25 - 35 (45) Wh/kg (theoretisch bis 175 Wh/kg)
Typische volumische Energiedichte: 100 Wh/l
Typische Leistungsdichte: 50 - 100 W/kg
Typische Selbstentladung: 1 - 3 % pro Monat

Nachteilig ist das hohe Gewicht der Blei-Akkumulatoren bzw. ihre recht niedrige Energiedichte. In den meisten Anwendungen wird dieser Nachteil durch die hohe Wirtschaftlichkeit des Blei-Systems wieder wettgemacht. Wenn jedoch extreme Kältefestigkeit, hohe Energie- oder Leistungsdichte unbedingt vorrangig sind, empfehlen sich meist andere Systeme.

Im Jahr 1860 entwickelte Gaston Planté den ersten Akkumulator in Form des Blei-Akkus, 10 Jahre bevor die ersten industriell gefertigten Generatoren zum Laden solcher Akkus verfügbar waren. Dieser Typ der wiederaufladbaren Batterie ist bis heute noch der am weitesten verbreitete Akkumulatorentyp, besonders als Starter-, Antriebs- oder Notstrombatterie. Dennoch ist der Blei-Akkumulator nicht seit seiner Erfindung unverändert geblieben, sondern wurde er vielfach in allen seinen Komponenten optimiert.

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