Blei-Säure-Batterien gehören aufgrund ihrer Zuverlässigkeit, Erschwinglichkeit und Einfachheit der Konstruktion zu den am häufigsten verwendeten Energiequellen. Die Hauptrolle in ihrer Arbeit spielt ein flüssiger Elektrolyt, der nicht nur die Übertragung von Ionen zwischen den Elektroden gewährleistet, sondern auch an chemischen Reaktionen beteiligt ist, die chemische Energie in elektrische Energie umwandeln und umgekehrt.
In Blei-Säure-Batterien ist ein Elektrolyt verdünnte Schwefelsäure. Die Elektrolytkonzentration variiert je nach Bauart und Betriebsart, ist jedoch üblich, beträgt jedoch etwa 30% bis 40% des Gewichts.
Der Elektrolyt besteht aus:
- Schwefelsäure (HSOso₄), die durch die Anwesenheit von H и-Ionen (Pro⁻Tonen) und SO22 – Ionen (Sulfationen) Ionenleitfähigkeit gewährleistet. Bei vollständiger Aufladung hilft diese Säure, eine optimale Leitfähigkeit zu gewährleisten und die Eigenschaften von Entladungs- und Ladereaktionen zu bestimmen.
- Wasser (H₂O), das Schwefelsäure verdünnt, die Konzentration reguliert und Bedingungen für den Reaktionsfluss bietet.
Das Volumen des Elektrolyten und seine Konzentration haben einen signifikanten Einfluss auf die Batterieparameter wie den EM-Knochen, den Innenwiderstand und die Lebensdauer. Die regelmäßige Überwachung des Elektrolytspiegels ist ein wichtiger Wartungsaufwand für den Betrieb von Blei-Säure-Batterien.
Welche Rolle spielt der Elektrolyt in der Batterie?
In einer Blei-Säure – Batterie befinden sich zwei Elektrostate, eines aus Blei (Pb) und das andere aus Bleidioxid (pbo₂). Beide sind in einen flüssigen Elektrolyten eingetaucht – verdünnte Schwefelsäure (hSOso₄).
Wenn der Akku leer ist:
- an der positiven Elektrode (pbo₂) interagiert Schwefelsäure mit Bleidioxid, wandelt es in Bleisulfat (pbso₄) um und setzt Wasser frei;
- an der negativen Elektrode (Pb) wird Blei in Bleisulfat (pbso₄) umgewandelt und gibt Elektronen ab.
Diese beiden Reaktionen verursachen die Bildung von Bleisulfat an den Elektroden, und Sulfationen bewegen sich durch den flüssigen Elektrolyten. Das Ergebnis ist ein elektrischer Strom, der zur Stromversorgung der Geräte verwendet werden kann.
Wenn der Akku aufgeladen wird, wird er umgekehrt: Das Bleisulfat wird wieder in aktive Materialien umgewandelt (Pb und pbo₂), und das Sulfat und das Wasser kehren in seinen ursprünglichen Zustand zurück.
Es ist auch erwähnenswert, dass der Elektrolyt während des Betriebs und der Entladung mit Bleisulfat (pbso₄) gesättigt wird, was die Bildung von Sedimenten an den Elektroden verursacht und ihre aktive Fläche reduziert. Deshalb hilft das regelmäßige Laden-Löschen, Sedimente aufzulösen und die Batteriekapazität wiederherzustellen.
Die Verwendung von flüssigem Elektrolyt in Blei-Säure-Batterien bietet eine Reihe von Vorteilen. Die Hauptsache ist eine hohe elektrische Leitfähigkeit, die einen effizienten Ionentransfer und einen geringen internen Widerstand ermöglicht. Dieser Faktor beeinflusst direkt die Fähigkeit einer Batterie, eine Ladung schnell abzugeben oder zu empfangen, während sie eine hohe Leistung beibehält, aber ein solcher Elektrolyt erfordert eine sorgfältige Wartung.
Ein flüssiger Elektrolyt auf Basis von verdünnter Schwefelsäure ist das Herz von Blei – Säure-Batterien, die nicht nur die Durchführung von Ionen, sondern auch die Teilnahme an wesentlichen chemischen Prozessen ermöglichen. Seine Zusammensetzung und Konzentration wirken sich direkt auf die Effizienz, Langlebigkeit und Sicherheit der Batterie aus. Die ständige Verfolgung und Verbesserung der Elektrolytzusammensetzung ermöglicht es, die Parameter dieser klassischen Batterien zu verbessern und sie zu einer der zuverlässigsten Energiequellen für verschiedene industrielle und häusliche Anwendungen zu machen.
Die Akkus der Marke Edcon sind wartungsfreie Akkus, bei denen keine Überwachung des Elektro-Trolit-Niveaus erforderlich ist. Sie sind so konstruiert, dass der flüssige Elektrolyt innen hermetisch verschlossen ist und sich während des Betriebs nicht ändert, was sie bequem und einfach zu bedienen macht.
