Blei- Säure Batterie

Die Blei-Säure-Batterie besteht im wesentlichen aus zwei Bleielektroden mit Schwefelsäure als Elektrolyt. Wird der Speicher geladen, läuft dabei folgende chemische Reaktion ab: Pb + PbO₂ + 2 H₂SO₄ => 2 PbSO₄ + 2 H₂O

Im geladenen Zustand enthält der Elektrolyt dann ca. 70% Säure und 30% Wasser.

Wird die Batterie entladen, so kehrt sich die Reaktion um:
2 PbSO₄ + 2 H₂O => Pb + PbO₂ + 2 H₂SO₄

An den jeweiligen Elektroden laufen dabei folgende Teilreaktionen ab:
Positive Elektrode (1,077V): PbO₂ + HSO₄- + 3H⁺ + 2e^- => PbSO₄ + 2H₂O
Negative Elektrode (-0,97 V): Pb + HSO₄- => PbSO₄ + H⁺ + 2 e^-

Es haben sich verschiedene Bauformen durchgesetzt. Generell kann zwischen der offenen und geschlossenen Blei-Säure Batterie unterschieden werden. Bei der offenen Batterie liegt der Elektrolyt in flüssiger Form vor. Neben der oben beschriebenen Hauptreaktion kommt es an den Elektroden beim Laden zu einer Wasserzersetzung, so dass bei dieser Bauart regelmäßig Wasser nachgefüllt werden muss. Bei der geschlossenen Bauform liegt der Elektrolyt entweder in fester oder gelartiger Form vor. Das Gel wird durch Zugabe von Kieselsäure zur Schwefelsäure erreicht, beim festen Elektrolyten wird die Flüssigkeit in einem Glasvlies gebunden. Beide geschlossene Bauarten haben eine bessere, d. h. niedrigere Selbstentladungsrate als das offene System.
Wie auch andere Batteriesysteme, so zeigt auch die Blei-Säure eine deutliche Abhängigkeit zwischen dem Entladestrom und der entnehmbaren Energie (Bild Hyk6). Die Vorteile der Blei-Säure Batterie sind ihre Robustheit und ihr niedriger Preis, u. a. deshalb haben sie sich bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor durchgesetzt. Dem stehen die Nachteile der geringen Energiedichte aufgrund des spezifischen Gewichts von Blei gegenüber. Für alle Hybridantriebe, die über ein Start/Stop-System hinausgehen, sind Blei-Säure Batterien aufgrund ihres Gewichtes somit nicht geeignet.



[6] B. Hauck: "Elektronische Überwachungs- und Steuergeräte zum Erhalt der aktuellen Qualität vielzelliger elektrochemischer Speichersysteme", Kaiserslautern, 2003