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Eigenschaften eines Bleiakkus - Referat
Eigenschaften
Die Nennspannung einer Zelle beträgt 2 V. Die sogenannte Nennspannnung ist der vom Hersteller oder Lieferanten bekanntgegebene Wert der elektrischen Spannung. Die Angabe der Nennspannung ist meist mit einem Toleranzbereich ergänzt, der maximal zulässig ist und als Bemessungsspannung angegeben wird. Die Spannung schwankt bei einem Blei Akku, je nach Ladezustand und Lade- bzw. Entladestrom zwischen ca. 1,75 und 2,4 V. Bleiakkumulatoren zeichnen sich durch die kurzzeitige Entnehmbarkeit hoher Stromstärken aus. Diese Eigenschaft ist zum Beispiel für Fahrzeug- und Starterbatterien notwendig. Bleiakkus können bei regelmäßiger Pflege eine relativ hohe Lebensdauer von mehreren Jahren erreichen. Während billige und meist minderqualitative Akkumulatoren als Starterbatterie oft nur 2 bis 4 Jahre einsetzbar sind, können hochwertige Ausführungen bis zu 10 Jahre ihre Funktion erfüllen. Es gibt also sehr große Qualitätsunterschiede, die bei Bleiakkumulatoren meist schon im Gewicht abschätzbar sind. Bei Bleiakkumulatoren gleicher Kapazität und Größe, aber mit verschiedenem Gewicht, ist in der Regel der schwerere Akkumulator länger haltbar, da die Bleigerüste massiver ausgeführt sind. Generell altern alle Akkumulatoren und zählen deshalb als Verschleißteil. Das liegt bei Bleiakkumulatoren in erster Linie an der inneren Korrosion der Bleigerüste der Elektroden, an der Entstehung von feinen Kurzschlüssen und an der Sulfatierung des Bleis. Zum Aufladen sollte ein passender Laderegler verwendet werden, um eine schädliche Überladung zu vermeiden und die Gasung zu beschränken. Gasung bedeutet bei einem Bleiakkumulator, dass statt Bleisulfat zu Blei und Bleidioxid nämlich Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff elektrolysiert wird, sobald er über 2,4 V aufgeladen wird. Da das sogenannte Knallgas, eine Mischung aus H2 und O2, explosiv ist, ist Vorsicht geboten. Für Bleiakkumulatoren geeignete Laderegler stellen einen maximalen Ladestrom zur Verfügung, bis die Zellenspannung einen typischen Wert von 2,3 bis 2,35 V erreicht hat, anschließend halten sie die Spannung konstant. Bei offenen Bleiakkumulatoren mit flüssigem Elektrolyt ist Überladung weniger kritisch, da die durch Ausgasung entstandenen Verluste mit destilliertem Wasser ausgeglichen werden können und die Gasung zu einer Durchmischung der Säure führt und eine nachteilige Säureschichtung verhindert. Für Bleiakkumulatoren geeignete Laderegler stellen einen maximalen Ladestrom zur Verfügung, bis die Zellenspannung einen typischen Wert von 2,3 bis 2,35 V erreicht hat, anschließend halten sie die Spannung konstant.
Bleiakkumulatoren sollten nicht tiefentladen werden, da dies zu irreparablen Schäden führt und den Akkumulator unbrauchbar machen kann. Aus wirtschaftlichen Gründen sollten daher die Batterien nicht unter 20 % der Kapazität entladen werden, dies entspricht einer Elektrolytdichte von ungefähr 1,16 g/cm³. Unter diesem Wert gilt ein Akkumulator als tiefentladen und ist möglichst umgehend geeignet aufzuladen.[4] Der Nachteil daran ist, dass es schnell zu Kurzschlüssen kommen kann, die zu Erhitzungen oder Bränden führen. Bei einem Kurzschluss können sich die Elektroden verformen. Wenn der Bleiakku durch Edelgase verunreinigt wird kann er ausgasen. Dabei lagern sich Teile des Edelmetalls an der Bleielektrode an. Und bei den Ladevorgängen kann Knallgas entstehen. Dieses kann sich durch Funken entzünden und zu gefährlichen Verpuffungen führen. Die Gefahr der Funkenbildung besteht vor allem beim An- oder Abklemmen der Batterieanschlüsse oder bei elektrostatischer Aufladung.
Wichtig für die Verwendung sind vor allem die Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit durch günstige Kosten. Durch den Einsatz in U- Booten ab dem ersten Weltkrieg nahmen Bleiakkumulatoren eine herausragende Stellung bei Forschung und Produktion ein. Andere Akkumulatorensysteme wurden trotz großer wissenschaftlicher und technologischer Potentiale nicht oder nur in Teilbereichen auf dem Markt etabliert und damit in vielen Fällen unwirtschaftlich im Vergleich zu den in Massen preiswert produzierten Bleiakkumulatoren[5]. Allerdings steht die Wirtschaftlichkeit von Bleiakkumulatoren durch fallende Kosten für andere Akkumulatorensysteme, vor allem bei robusten Lithium-Eisenphosphat-Akkumulatoren zunehmend in Frage. wo eine hohe Strombelastbarkeitng
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