zum Directory-modus

Elektrochemische Stromquellen

Eigenschaften von Bleiakkumulatoren

Bleiakkumulatoren sind empfindlich gegen Verunreinigung mit Edelmetallen. Spuren von Edelmetallen, die sich auf der Bleielektrode befinden oder sich dort ablagern, setzen die Überspannung des Wasserstoffs herab. Dann wird nicht Pb2+ sondern H3O+ entladen; der Akkumulator "gast". Das Gasen tritt bei einem gebrauchstüchtigen Akkumulator nur ein, wenn er vollständig geladen ist. d.h. wenn alles Bleisulfat umgesetzt ist und keine nennenswerte Konzentration an Pb2+ im Elektrolyten mehr vorliegt. Dann werden bei ansteigender Spannung Wasserstoff und Sauerstoff entwickelt.

Hinweis
Überladung ist der Lebensdauer des Akkumulators nicht förderlich, weil dabei das Gefüge des Blei- bzw. Bleidioxidschwamms der Elektroden allmählich zerstört wird.

Noch wesentlicher für die Lebensdauer des Akkumulators sind Alterungserscheiningen des Bleisulfats, das vor allem im weitgehend entladenen Zustand in größerer Menge vorliegt. Die größeren PbSO4-Kristalle wachsen allmählich auf Kosten der kleineren, d.h. die Oberfläche des Bleisulfats wird kleiner. Man bezeichnet diesen Vorgang im technischen Bereich nicht sonderlich glücklich als Sulfatierung oder Sulfatisierung. Die Lösungsgeschwindigkeit des gealterten Bleisulfats ist viel geringer als von frischem feinkristallinen. In der flüssigen Phase baut sich eine hinreichend hohe Pb2+-Konzentration nur sehr langsam auf, so dass der Akkumulator vorzeitig zu gasen beginnt. Ein sulfatierter Bleiakkumulator besitzt eine verminderte Kapazität.

Der Wasserverlust von Bleiakkumulatoren, der mit entsalztem oder destilliertem Wasser ausgeglichen werden muss, beruht nur zum Teil auf Verdunstung. Vor allem alte, stärker zum Gasen neigende Batterien verlieren beim Überladen Wasser in Form von entweichendem Wasserstoff und Sauerstoff. Heute spielt der Wasserverlust eine geringere Rolle. Das Gasen wurde durch Modifizierung der Elektrodenmaterialien (Blei-Zinn-Calcium-Legierung) und verbesserte Spannungsregler stark vermindert (wartungsfreie Batterien).

Die Betriebsprobleme von Bleiakkumulatoren bei tiefen Temperaturen beruhen zum einen darauf, dass nach der Nernst'schen Gleichung mit der Temperatur auch die Zellspannung sinkt, zum anderen auf verlangsamter Diffusion des Elektrolyten in den Poren der Elektroden, denn die bei der Beanspruchung der Stromquelle nahe der Oberfläche verminderte Schwefelsäurekonzentration muss sich erst wieder ausgleichen, damit die volle Spannung zur Verfügung steht.

Seite 4 von 6