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Spannungsausgleich
Verhindert Spannungsspitzen beim Einschalten
LiFeYPo-100Ah
komplett verkabelt
Akkusteuerung-komplett
realisiert mit Bi-stabilem Relais
Akku 160 Ah
mit 2 Temperaturfühlern
Batteriemanagement
aktiv, d.h. verlustfrei und mit Temperaturüberwachung und -steuerung
Akkuzelle
LiFePO4, 3.2V, 200Ah
Batteriecomputer
Touchscreen - alle relevanten Werte

Die Bezeichnung "Bleiakkumulator" ist auf die Verwendung von Bleiplatten als Elektroden zurückzuführen, die von einer verdünnten (37%igen) Schwefelsäure als Elektrolyt umgeben sind. Diese Bleiplatten, die bei modernen Batterien stark verschachtelt ineinander angeordnet sind, werden durch so genannte "Separatoren" daran gehindert, sich gegenseitig zu berühren.

Bleiakkumulatoren sind mit Abstand am weitesten verbreitet, da sie relativ kostengünstig und leicht zu beschaffen sind. Sie können -entsprechende Qualität und Pflege vorausgesetzt- als Versorgungsbatterie durchaus einen Lebenszyklus von fast 10 Jahren erreichen, wobei die verfügbare Kapazität jedoch geringer wird.

Als Starterbatterie ist die zu erwartende Lebensdauer ungleich kürzer.

Als Bauformen kennen wir die herkömmlichen offenen "Nassakkus", sowie die verschlossen Akkus, die es auch als "Gelakkus" und als "Vliesakkus"(AGM) gibt.

Im entladenen Zustand bestehen beide Pole aus Bleisulfat, während der Ladung werden diese durch den Ionenfluss in Blei(IV)Oxid (PBO2) (positiver Pol) und porösem Blei(Pb) (negativer Pol) umgewandelt. (Ausnahme: Silber-Calcium Akkus)

Die Nenn-Zellspannung eines Bleiakkus beträgt 2 V, d.h. ein 12V-Akku besteht aus 6 Zellen. Die tatsächliche Zellspannung dagegen beträgt zwischen 1,75 (bei ca. halb entladenem Akku) und 2,4 V (bei voll geladenem Akku).

Unter Belastung nimmt bei einem Bleiakku die Spannung von Beginn an kontinuierlich ab

Bleiakkus können (im Neuzustand) bis ca. 65% ihrer nominell enthaltenen Energie wieder zu Verfügung stellen, ohne Schaden zu nehmen. Bei sehr geringen Entladeströmen (<1,00 A) können beim neuen Akku u.U. auch bis 80% der nominellen Energie verfügbar sein, bevor die Entladeschlussspannung erreicht wird. Ich würde jedoch davon abraten, das unbeaufsichtigt zu testen!

Für alle Bleiakkus gilt: Im Laufe der Lebensdauer nimmt die verfügbare Kapazität ab.

Ein 12V-Bleiakku ist noch zu 100% geladen, wenn die Ruhespannung über 12,72 V beträgt. Die Spannung eines halb entladenen Akkus beträgt nur noch ca. 11,9V. Sofern der Wert unterhalb 11,88 V absinkt, wird's schon kritisch, ein weiteres Absinken der Spannung birgt bereits die Gefahr einer Tiefentladung, weil der Spannungsabfall unter gleichbleibender Last immer schneller erfolgt.

Ein 12V-Akku mit einer gemessenen Spannung von unter 10V ist bereits tiefentladen! Das muss nicht unbedingt heißen, dass der Akku schon zerstört ist, aber die Ladung sollte wirklich umgehend erfolgen, weil die Spannung auch durch Selbstentladung natürlich weiter absinken wird.

Fällt die Spannung so auf unter 9 V, ist der Akku unbrauchbar geworden und lässt sich in den allermeisten Fällen nicht wieder reanimieren.

Der über die reine Spannungsmessung festgestellte Ladezustand sagt allerdings noch nichts verlässliches über die wirklich verfügbare Kapazität aus. Es ist durchaus möglich, dass die Leerlaufspannung eines Akkus bei ca. 13V liegt, der Akku aber dennoch nur sehr kurz in der Lage ist, Leistung abzugeben.

Wenn man verlässliche Aussagen über die verfügbare Kapazität eines Bleiakkus haben möchte, muss man eine Spannungsmessreihe unter einer definierten Last über einen definierten Zeitraum durchführen.

Das Laden eines Bleiakkus sollte mit möglichst geringen Strömen erfolgen.

Als Richtwert wird häufig der Wert "1/10C" genannt, was bedeutet, dass die Stromstärke nicht mehr als ca. 1/10 der Kapazität in Ah überschreiten sollte. Dieser Wert ist aber wohl eher an der unteren Grenze des Möglichen angesiedelt.

Andere Quellen geben, einen Ladestrom bis 5/10 der Nennkapazität an, was definitiv zu hoch ist, da der Akku sich dann doch ziemlich erwärmen kann.

Natürlich ist ein Akku nicht gleich defekt, wenn er kurzzeitig mit höheren Strömen geladen wird, seine Gesamtlebensdauer wird jedoch schon beeinträchtigt.

Der Lebensdauer zuträglich ist es, wenn die maximale Stromzufuhr (in A) nicht mehr als 2/10 der Nennkapazität beträgt.

In jedem Fall muss der Ladevorgang geregelt werden, was bei modernen Ladegeräten automatisch erfolgt. Diese haben meist eine dreistufige Kennlinie:

Im ersten Abschnitt des Ladens wird der Ladestrom konstant gehalten, d.h. die angelegte Spannung steigt langsam an.

Im zweiten Abschnitt wird hingegen die Spannung konstant auf einem bestimmten Wert gehalten, was zur Folge hat, dass der Ladestrom langsam abnimmt.

Der dritte Abschnitt ist dann die so genannte Erhaltungsladung. Hierbei wird die Spannung konstant auf einem Wert unterhalb der Ladeschlussspannung gehalten. Es fließt also zunächst kein Ladestrom mehr und erst, wenn durch Entladung die Akkuspannung wieder absinkt, fließt ein geringer Ausgleichsstrom. Sobald dieser Ausgleichsstrom einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird von der Erhaltungsladung auf die erste Stufe der Ladekennlinie umgeschaltet, d.h. die angelegte Spannung wird wieder so geregelt, dass ein konstanter Strom fließt u.s.w.

Bleiakkus haben eine relativ geringe "Energiedichte", die das Verhältnis zwischen der gespeicherten Energie und dem Akkumulatorengewicht beschreibt. Diese beträgt lediglich zwischen 0,11 MJ/kg und maximal 0,15 MJ/kg, was umgerechnet ca. 0,031 und 0,042 kWh/kg entspricht.

Zur Veranschaulichung: ein 12V Bleiakku mit 85 Ah Kapazität speichert theoretisch eine Energie von ungefähr 1.0 kWh, wiegt also, je nach Energiedichte zwischen ca. 25 kg und 32 kg.

Diese Werte gelten in etwa für alle Arten von Bleiakkus, es macht keinen nenneswerten Unterschied, ob man Nass-, Gel- oder Vliesakkus nimmt.

Bleiakkus haben den Vorteil, dass sie ohne ein gesondertes Batteriemanagement auskommen und daher auch unkompliziert zu ersetzen sind

Bei allen Bleiakkus ist zu beachten, dass diese besonders vorsichtig behandelt werden und nicht mechanisch beschädigt sein dürfen.

Zum einen ist das enthaltene Blei, gleich in welcher Form, hochgiftig, zum Anderen ist die Batteriesäure, ebenfalls ganz gleich in welcher Form, stark ätzend. Mechanisch beschädigte Akkus sollten daher schnellstmöglich ausgewechselt und fachgerecht entsorgt werden.

Die Nennkapazität eines Akkus wird von den Herstellern unterschiedlich spezifiziert. Die Hersteller knüpfen diese immer an eine Entladebedingung, die mit C10, C20, C100 etc. bezeichnet wird, aus der sich dann der Entladestrom ergibt. Die Bezeichnung C100 z.B. bedeutet, dass der Entladestrom, der für die Angabe der Kapazität zugrunde gelegt wurde, 1/100 der angegebenen Kapazität beträgt. C50 bedeutet dann 1/50 der Kapazitätsangabe, u.s.w. .

Hintergrund hierbei ist, dass ein Akku mehr Energie abgeben kann, wenn der Entladestrom sehr gering ist.

Darüberhinaus findet man dann manchmal irgendwo in der Beschreibung, dass bei den angegebenen Werten eine 80% Kapazitätsentnahme möglich ist.

Mehr hierzu im Artikel "Der Peukert-Effekt". Dieser Peukert Effekt beschreibt, grob gesagt, den Einfluß des Entladestromes auf die entnehmbare Energie.

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