Station 1 - Chik.die-sinis.de
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1.3 Informationen<br />
1.3.1 Oxidationsstufen von Hauptgruppenmetallen<br />
Die höchste Oxidationsstufe <strong>de</strong>r Hauptgruppenelemente entspricht <strong>de</strong>r Gruppennummer im PSE, bei <strong>de</strong>n<br />
Hauptgruppenmetallen sind vor allem <strong>die</strong> höchste und <strong>die</strong> um zwei erniedrigte Oxidationsstufe von Be<strong>de</strong>utung,<br />
<strong>die</strong>se niedrigere Oxidationsstufe gewinnt mit steigen<strong>de</strong>r Perio<strong>de</strong> an Be<strong>de</strong>utung.<br />
1.3.2 Blei/Bleidioxid-System<br />
(An<strong>de</strong>re Bezeichnungen: Blei-Säure-Akku, Bleiakkumulator, Lead-acid battery system)<br />
Anwendung<br />
Der Bleiakkumulator ist das am häufigsten angewandte Sekundärsystem. Die größten Stückzahlen<br />
gehen in <strong>die</strong> Autoindustrie als Starterbatterie. An<strong>de</strong>re Anwendungen sind Traktionsbatterien in<br />
Gabelstaplern, elektrisch angetriebenen Fahrzeugen und U-Booten. Notstromversorgungen für<br />
große Anlagen wer<strong>de</strong>n allgemein mit Bleiakkumulatoren ausgerüstet. Batterien wer<strong>de</strong>n mit Kapazitäten<br />
von 1 Ah bis zu 12.000 Ah gebaut.<br />
Vereinfachte elektrochemische Reaktionsgleichungen<br />
(Die Gleichungen beziehen sich auf <strong>de</strong>n La<strong>de</strong>vorgang, <strong>de</strong>r Entla<strong>de</strong>vorgang entspricht <strong>de</strong>r Rückreaktion)<br />
Negative Elektro<strong>de</strong> PbSO 4 + 2 H + + 2 e - Pb + H 2 SO 4<br />
Positive Elektro<strong>de</strong> PbSO 4 + 2 H 2 O PbO 2 + 4 H + + SO 2- 4 + 2 e -<br />
Summe 2 PbSO 4 + 2 H 2 O Pb + PbO 2 + 2 H 2 SO 4<br />
Der Elektrolyt ist wässrige Schwefelsäure. Da <strong>die</strong> Schwefelsäure an <strong>de</strong>n elektrochemischen Reaktionen<br />
beteiligt ist, muss sie strenggenommen zu <strong>de</strong>n aktiven Massen gerechnet wer<strong>de</strong>n. Die Säurekonzentration<br />
kann daher als Maß für <strong>de</strong>n La<strong>de</strong>zustand <strong>de</strong>s Bleiakkus verwen<strong>de</strong>t wer<strong>de</strong>n. Da <strong>die</strong><br />
Säurekonzentration mit <strong>de</strong>r Entladung abnimmt besteht bei einem teilentla<strong>de</strong>nen Akku und tiefer<br />
Umgebungstemperatur früher <strong>die</strong> Gefahr <strong>de</strong>s Einfrierens <strong>de</strong>r Elektrolytlösung. Mit eingefrorener<br />
Elektrolytlösung kann <strong>die</strong> Batterie, durch <strong>de</strong>n höheren Innenwi<strong>de</strong>rstand, keinen hohen Laststrom<br />
liefern.<br />
Gegen La<strong>de</strong>schluss (nahezu alles PbSO 4 ist in PbO 2 umgewan<strong>de</strong>lt), überschreitet <strong>die</strong> Zelle <strong>die</strong> Gasungsspannung<br />
von 2,39 V und es beginnt eine Überla<strong>de</strong>reaktion bei <strong>de</strong>r, aus <strong>de</strong>m in <strong>de</strong>r Elektrolytlösung<br />
enthaltenen Wasser, Wasserstoff- und Sauerstoff-Gas erzeugt wird.<br />
Achtung! Hochexplosive Gasmischung mit sehr niedriger Zün<strong>de</strong>nergie und –Temperatur.<br />
Bei einigen Bauarten wird das gebil<strong>de</strong>te Knallgas über eine Katalysatorpatrone zu Wasser rekombiniert<br />
= kein Wasserverlust, wartungsarm.<br />
Technische Daten<br />
• Elektrolytlösung (RT):<br />
o Konzentration Schwefelsäure: 36,9 Gew.% = 1,28 g/cm³ voll gela<strong>de</strong>ner Akku,<br />
o 7,7 Gew.% = 1,05 g/cm³ entla<strong>de</strong>ner Akku<br />
o für Schwefelsäure mit 1,28 g/cm³ RT gilt:<br />
o Leitfähigkeit: 0,7 S/cm<br />
o Gefrierpunkt: -60 °C<br />
o Viskosität: 2,5 Centipoise<br />
• Leerlaufspannung : 2,08 V, Nennspannung: 2 V<br />
• Entla<strong>de</strong>schlußspannung: 1,4 bis 1,7 V je nach Belastung