Bleisäure

Bleisäurebatterien sind eine Gruppe wiederaufladbarer Batterien, die seit dem 19. Jahrhundert genutzt werden. Sie verwenden Bleiplatten als Elektroden und eine Schwefelsäure-basierte Elektrolytlösung. Aufgrund ihrer einfachen Bauweise, Robustheit und niedrigen Kosten gehören sie zu den am weitesten verbreiteten Batteriesystemen, insbesondere für Automobilanwendungen, Notstromversorgung und erneuerbare Energien.

Chemie und Bauweise: In der entladenen Zelle wandern Elektronen zwischen einer Bleiplatte (negative Elektrode) und einer Bleidioxid-Elektrode (positive Elektrode) durch den Elektrolyten, eine Reaktion zu Bleivenbullets? Die gängigen Reaktionen lauten vereinfacht: PbO2 + Pb + 2 H2SO4 → 2 PbSO4 + 2 H2O. Die nominale Zellspannung beträgt 2,0 V; eine 12-V-Batterie besteht typischerweise aus sechs Zellen. Bleisäurebatterien können in zwei Haupttypen vorliegen: Flooded (offene, wasser nachfüllbare Zellen) und VRLA (Valve Regulated Lead Acid), zu der AGM- und Gel-Varianten gehören. Flooded-Zellen erfordern regelmäßiges Nachfüllen von Wasser und Belüftung, VRLA-Zellen sind wartungsärmer und gasen weniger.

Leistung, Lebensdauer und Laden: Bleisäurebatterien liefern hohen Startstrom, weisen jedoch eine vergleichsweise niedrige Energiedichte auf und sind relativ schwer. Die Lebensdauer hängt stark vom Tiefentladegrad, der Temperatur und der Ladepraxis ab; typische Zykluslebensdauern liegen je nach Typ und Nutzung bei einigen Hundert bis zu einigen Tausend Zyklen. Ladeverfahren erfolgen meist in zwei Stufen: konstanten Strom bis zur oberen Spannung, dann konstante Spannung (Absorptions-/Float-Laden).

Anwendungen und Umwelt: Hauptanwendung finden Bleisäurebatterien im Fahrzeugbereich, UPS-Systemen, Telekommunikation, Backup-Speichern für Solar- und Windkraft. Vorteile sind Kosten, Verfügbarkeit und Wiederverwertung. Nachteile sind Gewicht, geringe Energie dicht und Empfindlichkeit gegenüber Tiefentladung. Recycling ist weit verbreitet und oft gesetzlich vorgeschrieben; Bleisäurebatterien bestehen zu einem Großteil aus recyceltem Blei und Schwefelsäure. Umwelt- und Gesundheitsrisiken ergeben sich aus Blei- und Säurekontakt, weshalb sicherer Umgang und fachgerechte Entsorgung wichtig sind.