Blei-Säure-Batterien (häufig in Fahrzeugen und Industrieanwendungen) verwenden einen Schwefelsäure-Elektrolyten, der mit Bleiplatten reagiert, um durch reversible elektrochemische Reaktionen Strom zu erzeugen.
Die Chemie
Entladung (Batterie liefert Strom)
- Negative Platte (Anode): Pb + SO₄²⁻ → PbSO₄ + 2e⁻
- Positive Platte (Kathode): PbO₂ + 4H⁺ + SO₄²⁻ + 2e⁻ → PbSO₄ + 2H₂O
- Insgesamt: Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ → 2PbSO₄ + 2H₂O
Ladung (Batterie wird wiederaufgeladen)
- Reaktionen kehren um: PbSO₄ + H₂O → Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄
- Schwefelsäure-Konzentration steigt; spezifisches Gewicht steigt
Hauptkomponenten
- Platten: Bleilegierungsgitter, beschichtet mit aktivem Material (PbO₂ positiv, poröser Pb negativ)
- Elektrolyt: Schwefelsäurelösung (~4,2–5,0 M, 30–50 % nach Gewicht)
- Separatoren: Poröse Isolatoren, die Kurzschlüsse verhindern, aber Ionfluss erlauben
- Gehäuse: Polypropylen, säurebeständig
Leistungsmerkmale
- Nennspannung: 2,1 V/Zelle (12-V-Batterie = 6 Zellen)
- Energiedichte: Niedrig (30–50 Wh/kg) aber hohe Leistungsdichte
- Temperatursensitiv: Kapazität sinkt bei Kälte; Gasbildung steigt bei Hitze
- Selbstentladung: ~3–5 %/Monat
Wartung & Sicherheit
- Offene Batterien: Elektrolytstand prüfen, nur destilliertes Wasser hinzufügen
- Versiegelte (VRLA): Wartungsfrei; Ventil reguliert Druck
- Wassergasexplosionsgefahr während des Ladens — lüften!
- Schwefelsäure verursacht schwere Verätzungen — PPE tragen
- Blei ist giftig — ordnungsgemäß recyceln (99 % recycelbar)
Blei-Säure bleibt das weltweit am meisten recycelte Konsumprodukt.
