Funktionsweise und Aufbau von Blei-Säure-Batterien
Batterie
Definition: Die Batterie dient als Stromquelle für Fahrzeuge. Sie liefert die notwendige elektrische Energie für den Anlasser, um das erforderliche Drehmoment zum Starten des Motors zu erzeugen und diesen in Gang zu setzen.
Vergleich mit einem Wasserkreislauf
Man kann sich einen Akkumulator wie einen Wasserkreislauf vorstellen: Eine Pumpe befördert Wasser durch Leitungen zu den Verbrauchern. Wenn die geförderte Wassermenge höher ist als der Verbrauch, fließt der Überschuss in einen Speicher. So wird eine größere Regelmäßigkeit des Verbrauchs erreicht und Druckstöße oder Vibrationen werden vermieden.
In Kraftfahrzeugen werden meist Blei-Säure-Batterien verwendet, die chemische Energie durch einen Prozess namens Elektrolyse in elektrische Energie umwandeln.
Elektrolyse
Definition: Taucht man zwei Elektroden in destilliertes Wasser und verbindet diese mit einer Stromquelle, fließt kein Strom. Gibt man jedoch etwas Salz in das Wasser, beginnt die Lampe zu leuchten – je mehr Salz gelöst ist, desto heller leuchtet sie.
Ein Elektrolyt ist eine wässrige Lösung, die durch den Stromfluss eine chemische Reaktion im Inneren bewirkt.
Struktur der Batterie
Das Batteriegehäuse ist in mehrere Kammern oder Zellen unterteilt. Da es Säure enthält, besteht es aus säurebeständigem Ebonit oder Kunststoff. In jeder Zelle befinden sich Platten, die aus einem Rahmen aus einer Blei-Antimon-Legierung bestehen. Diese Rahmen sind mit aktiver Masse gefüllt, die eine gleichmäßige Stromverteilung über die Platte ermöglicht.
- Positive Platten: Bestehen aus Bleisuperoxid.
- Negative Platten: Bestehen aus schwammigem Blei.
Alle positiven Platten sind durch eine Brücke miteinander verbunden, ebenso die negativen Platten. Zwischen einer positiven und einer negativen Platte befindet sich ein Isolator (Separator), um einen direkten elektrischen Kontakt (Kurzschluss) zu verhindern.
Akku-Kapazität
Die Kapazität beschreibt die Energiemenge, die ein Akku speichern oder bei einer Ladung abgeben kann. Sie wird in Ampere-Stunden (Ah) gemessen.