Blei-Akkus

Bleiakkus können auch in einer verschlossenen Bauform hergestellt werden. Diese wird im Englischen als VRLA (valve regulated lead acid, sinngemäß übersetzt: Bleibatterie mit Überdruckventil) genannt.

 Verschlossener Aufbau: Bleigel Akkus, Vliesakku.

• Die Zellen sind zugeschweißt, es existiert lediglich ein Überdruckventil.
• Der Elektrolyt ist festgelegt, also nicht mehr flüssig.

Der Elektrolyt kann auf zwei Arten festgelegt werden:

• Gelakku: Durch Zusatz von Kieselsäure zur Schwefelsäure erstarrt der Elektrolyt zu einem Gel. Diese Bauart wird oft als

  Bleigel Akkus oder Blei-Gel-Batterie bezeichnet.

• Diese bekommen Sie bei www.akkuseite.de
•  
• Vliesakku: Zwischen die Elektroden wird ein Glasfaser-Vlies eingebracht, das den Elektrolyten vollkommen aufsaugt. Dieser Typ wird auch AGM-(Absorbent Glass Mat-) oder MF-(maintenance free) beziehungsweise wartungsfreier Akku genannt.

Eigenschaften

Die besonderen Vorteile bzw. Eigenschaften von Bleigel Akkus sind:

• Durch den festgelegten Elektrolyt ist es möglich, Bleigel Akkus lageunabhängig zu betreiben.
• Bei Bleigel Akkus tritt praktisch keine Säureschichtung auf, die sonst einen relevanten Kapazitätsverlust durch Entmischung bewirkt, mit dichterer Säure unten, dünnerer oben. In Vliesakkus ist sie gegenüber geschlossenen Akkumulatoren zumindest vermindert.
• Der Innenwiderstand von Bleigel Akkus ist höher als bei vergleichbaren nicht verschlossenen Bleiakkus. Sie sind daher weniger geeignet, hohe Ströme zu liefern, wie sie bei der Anwendung als Starterbatterie erforderlich sind. Vlies-Akkus können dagegen gleich hohe Ströme wie die offenen Versionen liefern und werden etwa als Starterbatterie in Motorrädern (keine auslaufende Säure beim Kippen) oder Elektrofahrzeugen (so CityEL) verwendet.
• Bei herkömmlichen Bleibatterien muss regelmäßig in der Wartung destilliertes Wasser in den einzelnen Zellen nachgefüllt werden, das im Zuge der Gasung oder bei Erwärmung verdunstet und dabei auch die Säurekonzentration verändert. Dies ist bei geschlossenen Akkus nicht notwendig, die Zellen sind daher verschweißt.
• Bleigel Akkus gasen deutlich weniger als herkömmliche: Durch den festgelegten Elektrolyten hindurch bilden sich Gaskanäle aus. Der durch die Nebenreaktion an der positiven Elektrode gebildete Sauerstoff kann daher direkt zur negativen Elektrode wandern und dort zu Wasser rekombinieren.
• Bei Überladung der Bleigel Akkus , etwa bei defektem Laderegler, wird ein Überschuss an Sauerstoff erzeugt, der nicht mehr rekombinieren kann. Im gleichen Maße wird an der negativen Elektrode Wasserstoff erzeugt. In diesem Fall entweichen die Gase durch das Überdruckventil und die Batterie kann mit der Zeit austrocknen. Da ein Nachfüllen des Elektrolyten nicht möglich ist, erfordern Bleigel Akkus somit ein angepasstes Ladeverfahren. Es muss vermieden werden, dass die Batterie über längere Zeit bei einer zu hohen Spannung geladen wird, die mit starker Gasung verbunden ist. Um diesen Effekt zu entschärfen, wird teils ein katalytisch aktives Material beigefügt, an dem der Wasser- und der Sauerstoff zurück zu Wasser reagieren können.

Zusätzlich besteht bei der Ladung mit einer überhöhten Spannung bei Bleigel Akkus die Gefahr des Thermal Runaway: Der interne Sauerstoffkreislauf erwärmt die Batterie. Eine Erhöhung der Batterietemperatur führt bei konstanter Spannung zu einem erhöhten Ladestrom. Dieser führt zu einer vermehrten Gasentwicklung und der Sauerstoffkreislauf wird verstärkt. Dieser selbstverstärkende Prozess kann die Batterie überhitzen und zerstören.

Verwendung

Vergleich von Leistungs- und Energiedichte einiger elektrischer Energiespeicher.

Bleiakkumulatoren werden vorrangig als Pufferbatterien und Traktionsbatterien verwendet. Während Pufferbatterien eine Stromversorgung unterstützen oder bei Ausfall ersetzen, liefern Traktionsbatterien Strom für Fahrzeuge.

• Anwendungsbeispiele für Pufferbatterien
  • Starterbatterien für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor
  • Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) (Notstromversorgung, Alarmanlagen)
  • Zentrale Stromversorgungssysteme für Notbeleuchtung
  • Solarbatterien in Photovoltaikanlagen (Inselanlagen)
• Beispiele für Traktionsbatterien
  • Elektrofahrzeuge
    • elektrische Gabelstapler
    • elektrische Rollstühle
  • U-Boote

Dezentrale oder andere mobile Einsatzfälle sind aufgrund der hohen Masse eher selten (zum Beispiel manche Akkusauger sowie Weidezaungeräte