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Blei-Säure Batterien

Blei-Säure Batterien – die Klassiker unter den Starterbatterien

Blei-Säure Batterien oder genauer Blei-Säure-Akkumulatoren bestehen aus sich gegenseitig nicht berührenden Bleiplatten (den Elektroden) und flüssigem oder gebundenem Elektrolyt, der je nach Bauart aus verdünnter Schwefelsäure besteht oder aber in einem Gelkissen (Gel-Batterie) bzw. in einem Glasvlies (AGM-Batterie) gebunden ist und die Verbindung zwischen den Bleiplatten darstellt. Eine typische Autobatterie enthält sechs auf diese Weise aufgebaute Zellen, die in Reihe geschaltet werden, um die gewünschte Kapazität zu erhalten.

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Blei-Säure-Batterien mit flüssigem oder gebundenem Elektrolyt sind im Großteil der konventionellen Fahrzeuge verbaut und in fast allen Maßen und Kapazitäten erhältlich. Dies gilt sowohl für den europäischen Markt (DIN) als auch für asiatische Modelle, die ASIA-Batterien benötigen.

Hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis unter den Autobatterien

Der Grundaufbau der Blei-Säure-Batterie aus Elektroden und Elektrolyt hat sich seit über hundert Jahren kaum geändert. Es wurden im Laufe der Zeit jedoch Optimierungen vorgenommen, die dazu geführt haben, dass sich die klassische Autobatterie zu einem echten Preis-Leistungs-Schlager entwickelt hat.

So ist es zum Beispiel kaum noch nötig, destilliertes Wasser für ein Wiederauffüllen der Blei-Säure-Batterie zu nutzen. Aufgrund des verbesserten Aufbaus sind Feuchtigkeitsverluste nur noch bei extremen Bedingungen zu beobachten, sodass die Blei-Säure-Batterie heute als wartungsfrei bezeichnet werden kann. Weitere Verbesserungen wurden im Bereich der Kapazität, der Spannung, der Lebensdauer und der Kaltstartwerte vorgenommen.

Autobatterien mit flüssigem Elektrolyt (Schwefelsäure) verfügen serienmäßig über auslaufsichere Deckel. Dennoch sollten sie nur stehend verbaut und wenn möglich im Motorraum platziert werden. Kommt nur ein Einbau im Innenraum infrage, sollte ein Entlüftungsschlauch mit verbaut werden. Dieser Schlauch kann die eventuell beim Laden der Batterie entstehende Mischung aus Wasserstoff und Sauerstoff nach außen ableiten und so eine Explosion verhindern.

Ein weiteres Argument für den Einbau im Motorraum ist die Unempfindlichkeit der klassischen Blei-Säure-Batterie gegenüber hohen Temperaturen. Für ihre Verwandten, die Gel- und AGM-Batterie, gilt das jedoch nicht. Sie sollten wenn möglich in kühleren Regionen des Fahrzeugs ihr Zuhause finden.

Blei-Säure Batterien bringen aufgrund ihres auf Bleiplatten basierenden Aufbaus ein relativ hohes Eigengewicht mit. Je nach Fahrzeugtyp kann das von Vorteil oder von Nachteil sein. Während ein Motorrad möglichst wenig Gewicht mitschleppen möchte, freut sich der Gabelstapler über das Gegengewicht zur Ladung durch die Blei-Säure-Batterie.

Blei-Säure-Batterien bzw. Akkumulatoren und ihre Untervertreter Gel-Batterien, EFB und AGM stellen aufgrund ihrer guten Mischung aus Lebenserwartung, Zuverlässigkeit, Robustheit und Preis die absolute Mehrheit unter den Autobatterien. Dennoch können sie nicht einfach beliebig untereinander ausgetauscht werden, da sie allesamt unterschiedliche Eigenschaften besitzen. So ist die klassische Blei-Säure-Batterie nicht für moderne Autos mit Start-Stopp-Automatik, Bremsenergierückgewinnung (Rekuperation) und vielen elektrischen Verbrauchern an Bord geeignet. Hier sollten Sie auf die jüngeren Schwestern der Blei-Säure-Batterie, die EFB oder AGM-Batterie, zurückgreifen.

Bei Blei-Säure Batterien kann die Lebensdauer maßgeblich mit dem richtigen Beladen der Batterie verlängert werden. Gerade Kurzstreckenfahrten mit vielen elektrischen Verbrauchern an Bord bewirken, dass die Lichtmaschine die Batterie während der Fahrt nicht vollständig aufladen kann. Es bildet sich Säure an Deckel und Boden, die die zur Verfügung stehende Reaktionsfläche verkleinert. Diese Säure wird sich in einem weiteren Schritt zu Kristallen zusammenfügen und die Leistungsfähigkeit der Batterie weiter verkleinern. Dieser Vorgang wird Sulfatierung genannt.

Blei-Säure als Versorgungsbatterie

Neben der typischen Autobatterie, also der Starterbatterie, kommt die Blei-Säure-Technologie auch bei Versorgungsbatterien zum Einsatz. Versorgungsbatterien können konstant mittlere Spannungen liefern anstatt sehr hohe Ströme über einen kurzen Zeitraum (beim Startvorgang).

Blei-Säure-Versorgungsbatterien weisen grundsätzlich dieselben Eigenschaften auf wie klassische Autobatterien. Sie sind wartungsfrei, sodass destilliertes Wasser nicht mehr mitgeführt werden muss. Dennoch sollten sie niemals in Kipp- oder Schräglage eingebaut werden. Erfolgt der Einbau im Innenraum, sollte außerdem ein Belüftungsschlauch nach außen gelegt werden.

In puncto Lebenszeit können Sie bei der klassischen Blei-Säure-Technologie von gut 1000 Be- und Entladezyklen ausgehen, wenn Sie Ihre Versorgungsbatterie nie mehr als 25 % entladen. Sie sollten also möglichst wenige elektrische Verbraucher mit hohem Strombedarf an Bord haben oder von Beginn an eine Batterie mit einer hohen Kapazität wählen, um möglichst viel Strom entnehmen zu können, bevor die 25 % ausgeschöpft sind.

Die Blei-Säure-Batterie eignet sich in der Versorgungsbatterievariante gut für Gelegenheitscamper oder Wochenendausflügler in der schönen Jahreszeit. Auf dem Wasser, zum Beispiel auf Booten, sollte sie jedoch nicht eingesetzt werden, da sie im Fall eines Bootsunglücks auslaufen kann. Darüber hinaus kann sie problemlos mit herkömmlichen Ladegeräten nachgeladen werden, um eine Sulfatierung zu verhindern. Eine teure Neuanschaffung ist hier also nicht vonnöten.

Vor- und Nachteile der klassischen Blei-Säure Batterie

Die Blei-Säure-Batterie weist wie jede andere Batterietechnologie auch unterschiedliche Eigenschaften auf, die bedacht werden wollen, bevor man sein Fahrzeug auf Blei-Säure umschichtet.

Vorteile Blei-Säure

  • Batterien dieses Typs liefern hohe Spannung in kurzer Zeit und sind somit hervorragend als Starterbatterie bzw. Autobatterie bei konventionellen Fahrzeugen geeignet
  • Sehr robust und sicher auch bei falscher Anwendung
  • Kostengünstig
  • Heutzutage wartungsfrei, das heißt das Nachfüllen mit destilliertem Wasser entfällt
  • Einfaches Recycling
  • Kann mit handelsüblichen Ladegeräten nachgeladen werden
  • Sehr alte Technologie mit sehr langen Erfahrungswerten

Nachteile Blei-Säure

  • Blei ist für Mensch und Natur hochgiftig, Schwefelsäure ist ätzend
  • Blei-Säure-Batterien sind bei gleicher Kapazität schwerer als andere Batterietypen
  • Höhere Selbstentladungswerte als andere Batterietechnologien
  • Vertragen Tiefenentladungen sehr schlecht
  • Sollte stehend eingebaut werden, um nicht auslaufen zu können
  • Keine Leerlagerung möglich
  • In Innenräumen muss Belüftungsschlauch nach außen gelegt werden, um die eventuell bei der Beladung entstehenden Gase Wasserstoff und Sauerstoff nach außen abzuleiten

Recycling von Blei-Säure-Batterien

Sowohl das verwendete Blei als auch die Schwefelsäure dürfen nicht in die Umwelt gelangen, da sie dort verheerende Schäden anrichten würden. Eine Entsorgung im Hausmüll oder in der Natur ist somit verboten und wird bestraft. Stattdessen müssen alte Autobatterien bei speziellen Annahmestellen entsorgt werden, die sie dem Wiederverwertungskreislauf zufügen.

Aufgrund des vergleichsweise hohen Alters der Blei-Säure Batterien bzw. Akkumulatoren und ihrer traditionellen Verwendung als Autobatterien funktioniert das Recycling der Batterien mittlerweile sehr gut: Über 80 % der Blei-Säure Batterien in Europa werden aus recycelten Stoffen hergestellt. Hierzu gehören neben Blei vor allem Schwefelsäure, Polypropylen und Sulfate.

Um sicherzustellen, dass möglichst viele Blei-Säure Batterien dem Recycling zugeführt werden, besteht für Starterbatterien eine Pfandpflicht in Höhe von derzeit 7,50 €.

Die Unterarten der Blei-Säure Batterie

Die Blei-Säure-Technologie kann grob in zwei Varianten unterteilt werden:

Blei-Säure-Batterien mit offenen Zellen sind mit verdünnter Schwefelsäure gefüllt. Sie können bei Bedarf mit destilliertem Wasser nachgefüllt werden, was bei Batterien neueren Baudatums jedoch kaum noch nötig ist.

Batterien mit geschlossenen Zellen sind per definitionem wartungsfrei, denn aufgrund ihrer fest verschlossenen Bauform ist hier ein Nachfüllen ausgeschlossen. Ein Überdruckventil sorgt für die nötige Sicherheit. Batterien mit geschlossenen Zellen basieren entweder auf der AGM-Technologie oder auf der Gel-Technologie.

EFB – Enhanced Flooded Battery

Die EFB ist eine Weiterführung der klassischen Blei-Säure- oder Nassbatterie. Ihr Aufbau ist zunächst einmal ähnlich, doch verfügt die EFB zusätzlich über ein Polyester-Scrim zwischen den Bleiplatten, das die Lebensdauer der Batterie im Gegensatz zur klassischen Blei-Säure deutlich erhöht. Die EFB steckt also spürbar mehr Ladezyklen weg als die klassische Blei-Säure-Batterie und kann tiefer entladen werden.

Enhanced Flooded Batterien (EFB) finden meist in modernen Fahrzeugen mit Start-Stopp-Automatik, aber ohne weitere hohe Verbraucher an Bord Anwendung.

Gel-Batterie

Bei der Gel-Batterie bestehen die Elektroden ebenfalls aus Bleiplatten, doch der Elektrolyt liegt in einem Gelkissen. Diese Bauart macht deshalb mit einer hohen Rüttelfestigkeit und einer starken Langzeitperformance auf sich aufmerksam. Auch der Einbau in Schräglagen oder in Booten ist problemlos möglich, da sie im Fall einer Havarie auf dem Wasser nicht auslaufen. Gel-Batterien sind meist als Versorgungsbatterien anzutreffen, da sie aufgrund ihrer trägeren Reaktionszeit auf die konstante Abgabe mittlerer Spannung über einen langen Zeitraum optimiert sind.

AGM – Absorbent Glass Mat Battery

Die AGM-Batterie besticht durch eine hohe Belastbarkeit und herausragende Performance. AGM steht für Absorbent Glass Mat und sagt aus, dass der Elektrolyt bei diesem Batterietyp in einem Glasvlies gebunden ist. Zwar handelt es sich bei dieser Besonderheit auch schon um die einzige signifikante Abweichung von der klassischen Blei-Säure-Batterie bzw. Nassbatterie, doch diese Änderung hat es in sich.

Die AGM-Batterie ist nicht nur vollständig auslaufsicher und wartungsfrei, durch den Aufbau wird außerdem auch die Kontaktfläche im Inneren der Batterie deutlich vergrößert. Dadurch wird die Leistung spürbar erhöht, sodass eine AGM-Batterie mit kleinerer Kapazität dieselbe Spannung liefern kann wie eine klassische Blei-Säure-Batterie mit höherer Kapazität.

Die AGM-Batterie steckt darüber hinaus gut dreimal so viele Ladezyklen weg wie klassische Nassbatterien. Sie werden deshalb bei modernen Autos mit Start-Stopp-Automatik und vielen elektrischen Verbrauchern an Bord verbaut, die die Batterie auch während der Fahrt entladen. Da sie außerdem über gute Energiespeichereigenschaften verfügt, eignet sie sich auch für den Einsatz in modernen Fahrzeugen mit Bremsenergierückgewinnung (Rekuperation) sowie als Versorgungsbatterie oder Solarbatterie.

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