Einführung
Seit mehr als einem Jahrhundert sind Blei-Säure-Batterien aufgrund ihrer Zuverlässigkeit, ihres Preis-Leistungs-Verhältnisses und ihres breiten Anwendungsspektrums ein ständiger Begleiter auf dem Globus der Energiespeicherung. Blei-Säure-Batterien werden in zahlreichen Branchen und Sektoren eingesetzt, von der Automobilindustrie bis zur Speicherung erneuerbarer Energien. Im Laufe der Zeit sind verschiedene Arten von Blei-Säure-Batterien aufgetaucht, die sich je nach Bedarf und Zweck entwickelt haben.
In diesem Beitrag werden verschiedene Arten von Blei-Säure-Batterien beschrieben und anschließend ihre wichtigsten Merkmale, ihre Zusammensetzung, ihre Vorteile und ihre Anwendungen näher erläutert. Von den vielseitigen VRLA- und AGM-Bleisäurebatterien bis hin zu speziellen Deep-Cycle- und High-Rate-Varianten hat jeder Typ bestimmte Eigenschaften, die ihn für bestimmte Aufgaben geeignet machen.
Außerdem werden wir uns mit dem Innenleben dieser Batterien befassen, ihre chemische Bandbreite kennen lernen und verstehen, wie sie in verschiedenen Szenarien von Nutzen sind. Die Bereitstellung von Backup-Strom in kritischen Anwendungen, die Speicherung erneuerbarer Energie in netzunabhängigen Anlagen oder der Betrieb von Telefonen oder Autos mit Blei-Säure-Batterien hat sich bewährt. Sie spielt nach wie vor eine große Rolle bei modernen Energiespeicherlösungen.
1. VRLA (Valve Regulated Lead-Acid) Batterie:
Ventilgeregelte Blei-Säure-Batterien (VRLA) sind wiederaufladbare Batterien, die aufgrund ihrer geschlossenen Bauweise wartungsfrei sind. Diese Ventile verwendeten versiegelte Batterien, um ein Auslaufen des Elektrolyts zu verhindern, und waren für die Ventilsteuerung ausgelegt. Bei dieser Batterietechnologie werden Glasfaserseparatoren verwendet, die mit Elektrolyten gesättigt sind, so dass die Batterie wartungsfrei ist und nicht ausläuft. Das Hauptmerkmal von VRLA-Batterien liegt in ihrer ventilgesteuerten Konstruktion, bei der ein Einweg-Überdruckventil während des Ladens und Entladens zusätzliches Gas entweichen lässt, so dass die Batterie dicht und sicher bleibt.
Beispiele für Anwendungen sind folgende:
●Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV): VRLA-Batterien sind ein wichtiger Energiespeicher für USV-Systeme, der bei Stromausfällen Notstrom liefert, um wichtige elektronische Geräte und Daten zu schützen.
●Notbeleuchtung: In Gebäuden, Industrieanlagen und öffentlichen Räumen versorgen VRLA-Batterien Notbeleuchtungssysteme, damit Menschen in Notfällen sicher das Gebäude verlassen können.
●Alarm- und Sicherheitssysteme: VRLA-Batterien liefern zuverlässige Backup-Stromversorgung für Sicherheitsalarm- und Überwachungssysteme und sorgen für ununterbrochenen Schutz und Überwachung.
●Telekommunikation: Zu den Anwendungen dieser Batterietypen in der Telekommunikationsbranche gehört die Sicherung der Stromversorgung von Mobilfunktürmen und Kommunikationsgeräten bei Stromausfällen, um eine ununterbrochene Verbindung zu gewährleisten.
Vorteile：
●Sicherheit: Die versiegelte Konstruktion und das ventilgeregelte System machen VRLA-Batterien für verschiedene Anwendungen sicher, ohne dass die Gefahr des Auslaufens von Säure besteht, was sie ideal für den Einsatz in Innenräumen und empfindlichen Umgebungen macht.
●Keine Wartung erforderlich: VRLA-Batterien benötigen im Vergleich zu herkömmlichen Blei-Säure-Batterien keine übliche Wartung, da sie länger halten als herkömmliche Batterien.
●Vielseitigkeit: Diese Batterien sind sehr vielseitig. Sie kommen in verschiedenen Branchen zum Einsatz, z. B. bei USV-Anlagen, Notbeleuchtungen, Sicherheitssystemen, Telekommunikationsanlagen und vielem mehr.
●Schnelles Aufladen: VRLA-Batterien haben eine relativ schnelle Ladeakzeptanz, wodurch sie schnell wieder aufgeladen werden können und in kurzer Zeit für die Notstromversorgung bereit sind.
2. AGM (Absorbent Glass Mat) Verschlossene Blei-Säure-Batterie:
Die AGM-Batterie besteht aus einer Blei-Säure-Chemie, bei der der Elektrolyt in den AGM-Separatoren absorbiert wird. AGM-versiegelte Blei-Säure-Batterien sind ventilgeregelt und mit Glasfasermatten-Separatoren versiegelt. AGM-Separatoren machen die Batterie völlig wartungsfrei und gewährleisten gleichzeitig die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems. Die Glasfasermatte nimmt den Elektrolyt praktisch auf und hält ihn fest, so dass er auch dann nicht ausläuft, wenn die Batterie gekippt oder in verschiedenen Ausrichtungen positioniert wird.
Vorteile:
Erstens haben sie eine niedrige Selbstentladungsrate. Wenn sie gelagert werden, können sie ihre Ladung normalerweise über einen längeren Zeitraum mit geringem Leistungsverlust halten. Zweitens weisen sie eine bessere Leistung bei hohen Entladungsraten auf, so dass sie sich hervorragend für Anwendungen eignen, bei denen Energieausbrüche oder eine hohe Leistungsabgabe erforderlich sind. Die versiegelte Bauweise bedeutet auch, dass keine Wartung erforderlich ist, da kein regelmäßiges Gießen oder Überprüfen des Elektrolytgehalts notwendig ist.
Anwendungen:
Im Automobilsektor werden sie häufig für das Anlassen, die Beleuchtung und die Zündung (SLI) verwendet, und auf Schiffen sorgen sie für eine kontinuierliche und zuverlässige Stromversorgung bei Ausflügen. Außerdem eignen sich AGM-Batterien gut für den Einsatz als Solarenergiespeicher, da sie Energie effizient speichern und wiederholt geladen und entladen werden können. Außerdem eignen sich diese Batterien hervorragend für Elektroroller. AGM-versiegelte Blei-Säure-Batterien haben sich als vielseitige und zuverlässige Stromquellen für verschiedene Anwendungen bewährt.
3. GEL-versiegelte Blei-Säure-Batterie:
Gel-Batterien bestehen aus Bleiplatten und einem gelierten Schwefelsäureelektrolyt. Das Gel wird durch die Zugabe von Kieselsäure zum Elektrolyten gebildet, wodurch eine halbfeste Substanz entsteht, die die Säure an Ort und Stelle hält. Im Gegensatz zu normalen gefluteten Blei-Säure-Batterien wird bei der Gel-Technologie der Schwefelsäure-Elektrolyt immobilisiert. Ein Verschütten oder eine Wartung ist daher nicht erforderlich. Die Konstruktion ist versiegelt, d. h. sie ist sicher und ermöglicht den Batteriebetrieb in jeder Richtung, ohne dass Säuren auslaufen.
Vorteile:
Die Hauptvorteile von GEL-versiegelten Blei-Säure-Batterien liegen in der verbesserten Zyklenlebensdauer. Die Zusammensetzung des Gels verringert die Sulfatierung der Batterieplatten und macht sie dadurch widerstandsfähiger gegen die mit den Lade- und Entladezyklen verbundenen Abnutzungserscheinungen. Diese verlängerte Zyklusdauer führt zu einer längeren Lebensdauer der Batterie und damit zu einer geringeren Austauschhäufigkeit.
GEL-Batterien haben eine bessere Leistung unter Hochtemperaturbedingungen. Der qualifizierte Elektrolyt neigt weniger dazu, bei steigenden Temperaturen auszutrocknen, und trägt somit zur Erhaltung der Batteriekapazität und -effizienz bei.
Anwendungen:
Eine weitere wichtige Anwendung von GEL-Batterien ist die Speicherung erneuerbarer Energien, bei der überschüssiger Strom aus Solarzellen oder Windturbinen in GEL-Batterien gespeichert wird, um eine gleichmäßige und kontinuierliche Stromversorgung zu gewährleisten, wenn erneuerbare Energiequellen ausfallen. Überschüssige GEL-Batteriespeicher sind auch in der medizinischen Industrie von Bedeutung, da sie wichtige Geräte wie Beatmungsgeräte und Patientenüberwachungssysteme versorgen. Aufgrund ihrer langen Lebensdauer und zuverlässigen Leistung sind sie eine gute Wahl für medizinische Anwendungen, die hochwertige Stromquellen benötigen.
4. Deep-Cycle-Blei-Säure-Batterie:
Deep-Cycle-Batterien haben im Allgemeinen dickere Bleiplatten und eine höhere Dichte an aktivem Material. Die robuste Konstruktion bietet eine größere Kapazität, die mehr Energie speichern kann. Die Deep-Cycle-Blei-Säure-Batterie wurde so konzipiert, dass sie wiederholte Tiefentladungen und Wiederaufladungen unbeschadet übersteht. Anders als beim Anlassen von Motoren eignen sie sich aufgrund ihrer Eigenschaften für Anwendungen, die eine anhaltende, zuverlässige Leistungsabgabe über einen längeren Zeitraum erfordern.
Mögliche Vorteile:
Der Hauptvorteil von Deep-Cycle-Blei-Säure-Batterien ist ihre lange Lebensdauer. Dank ihrer robusten Konstruktion, ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Plattenverschleiß und ihrer Fähigkeit, auch unter anspruchsvollen Entlade- und Ladebedingungen zu bestehen, eignen sie sich für Anwendungen, die häufige und kontinuierliche Zyklen während ihrer gesamten Betriebsdauer erfordern.
Außerdem eignen sich Deep-Cycle-Blei-Säure-Batterien am besten für Anwendungen mit kontinuierlichen Entlade- und Aufladezyklen. Diese können eine konstante und zuverlässige Leistung liefern, ohne dass die Leistung oder Effizienz über längere Zeiträume abnimmt. Sie ermöglichen fast alle Arten von Anwendungen.
Anwendungen:
Gängige Anwendungen sind der Antrieb von Golfwagen und Elektrofahrzeugen für eine dauerhafte Nutzung und Reichweite. Darüber hinaus sind Deep-Cycle-Batterien gut geeignet, um überschüssige Energie zu speichern, die während intensiver Sonnenstunden erzeugt wird, und sie bei geringer oder fehlender Sonneneinstrahlung wieder abzugeben. Sie gewährleistet eine kontinuierliche Stromversorgung bei maximaler Nutzung der Sonnenenergie.
5. Hochwertige Blei-Säure-Batterie:
Die
Hochstrom-Blei-Säure-Batterie
ist ein sorgfältig ausgewähltes Elektrodenmaterial, das für eine schnelle Entladung und Wiederaufladung entwickelt wurde. Die Hochstrom-Blei-Säure-Batterie soll hohe Ströme für Kurzzeitanwendungen liefern. Dies eignet sich für Anwendungen, die eine schnelle und starke Energiefreisetzung erfordern. Diese Batterien sind mit optimierten Elektrodenmaterialien und -konfigurationen so konzipiert, dass sie effizient arbeiten und auch bei hohen Entladungsraten zuverlässig sind.
Vorteile:
Ein großer Vorteil von Hochleistungs- Blei-Säure-Batterien besteht darin, dass sie für Anwendungen mit hohem Stromverbrauch geeignet sind. Es bietet schnelle Energieschübe. Sie eignen sich für Anwendungen, bei denen eine schnelle und umfangreiche Leistungsabgabe erforderlich ist.
Hochwertige Blei-Säure-Batterien sind auch für Notstromsysteme geeignet. In Notfällen, wenn eine zuverlässige, sofortige Stromquelle benötigt wird, können Hochleistungsbatterien die erforderliche Energie zur Aufrechterhaltung wichtiger Funktionen und Geräte liefern.
Anwendungen:
Hochstrom-Blei-Säure-Batterien werden normalerweise in der Industrie eingesetzt. Sie werden häufig in Gabelstaplern und anderen Flurförderzeugen eingesetzt, da diese Geräte hohe Ströme benötigen, um schwere Lasten zu heben und die Maschinen effizient zu betreiben. Solche Batterien sorgen dafür, dass die Gabelstapler in kurzen Intervallen Strom liefern können, um produktiv zu bleiben und einen hohen Standard zu erreichen.
Aufgrund ihrer schnellen Energiefreisetzung eignen sich Blei-Säure-Batterien mit hohem Stromverbrauch auch für Telekommunikationssysteme. Bei Stromausfällen oder Nachfragespitzen können diese Batterien die Telekommunikationsinfrastruktur schnell unterstützen und so die Verfügbarkeit von Kommunikationsdiensten verbessern.
6. OPzV Röhrenbatterie:
OPzV-Röhrenbatterien haben einen Gelelektrolyt und röhrenförmige positive Platten. Die OPzV-Röhrenbatterie hat bekanntermaßen eine Konstruktion mit röhrenförmigen positiven Platten. Diese Batterien sind so konstruiert, dass sie im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien eine höhere Leistung und Lebensdauer aufweisen. Sie sind durch die Verwendung von positiven Röhrenplatten für Tiefentladungen optimiert und damit die beste Wahl für Anwendungen, die häufige und tiefe Entladungen erfordern.
Vorteile:
Die OPzV-Röhrenbatterie hat die längste Lebensdauer unter den Blei-Säure-Batterietypen. Die Kombination von röhrenförmigen positiven Platten und Gelelektrolyten verringert die Degradation der Platten, verlängert die Lebensdauer einer bestimmten Batterie und macht sie zu einer kosteneffizienten und zuverlässigen Langzeit-Energiespeicherlösung.
Darüber hinaus haben OPzV-Batterien eine gute Deep-Cycling-Fähigkeit. Daher können sie häufig tief entladen werden, ohne an Leistung oder Effizienz einzubüßen. Diese Eigenschaft ist entscheidend für Anwendungen wie Speichersysteme für erneuerbare Energien und netzunabhängige Stromversorgungssysteme, die auf eine konsistente und dauerhafte Stromversorgung angewiesen sind.
Anwendungen:
OPzV-Röhrenbatterien werden in verschiedenen Speichersystemen für erneuerbare Energien eingesetzt. Sie speichern sehr effektiv überschüssige Energie, die von Sonnenkollektoren oder Windturbinen erzeugt wird, und ihre Fähigkeit, häufigen Tiefentladungen und Wiederaufladungen standzuhalten, gewährleistet eine stabile und zuverlässige Stromversorgung in Zeiten, in denen wenig oder keine erneuerbaren Energien erzeugt werden.
Außerdem werden diese Batterien an abgelegenen Telekommunikationsstandorten eingesetzt, um bei Stromausfällen oder in Gebieten mit schlechterem Zugang zum Stromnetz eine Notstromversorgung zu gewährleisten. Ihre lange Lebensdauer und die Fähigkeit zum Deep-Cycling machen sie zu einer zuverlässigen Energiequelle für kritische Kommunikationsinfrastrukturen.
7. OPzS Blei-Säure-Batterie:
Die OPzS-Blei-Säure-Batterie ist mit einem flüssigen Schwefelsäure-Elektrolyt ausgestattet. Batteriezellen haben röhrenförmige positive Platten und flache oder geklebte negative Platten. Die OPzS-Blei-Säure-Batterie ist bekannt für ihr Röhrenplatten-Design, das einen flüssigen Schwefelsäure-Elektrolyten verwendet. Diese Batterien sind mit harten und starken röhrenförmigen positiven Platten ausgestattet, die eine wichtige Rolle für ihre zuverlässige Leistung und lange Lebensdauer spielen.
Vorteile:
Eine Stärke der OPzS-Blei-Säure-Batterien ist ihre Langlebigkeit und Solidität. Neben dem flüssigen Schwefelsäureelektrolyt erhöht das röhrenförmige Plattendesign die Festigkeit der Batterie, so dass sie häufigen Tiefentladungen und einer starken Degradation des Akkus standhält und somit eine längere Lebensdauer aufweist.
Außerdem haben OPzS-Batterien eine gute Zyklenfestigkeit, da die Anwendung wiederholte tiefe Zyklen erfordert. Diese Besonderheit ist sehr nützlich in Umgebungen, in denen eine zuverlässige und stabile Stromversorgung erforderlich ist, z. B. im Telekommunikationssektor, bei Eisenbahnsystemen und Energiespeichern.
Anwendungen:
OPzS-Blei-Säure-Batterien werden in vielen kritischen Anwendungen in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Diese Batterien dienen als zuverlässige Reservestromquellen, die bei Stromausfällen oder in abgelegenen Gebieten mit geringem Zugang zum Stromnetz unterbrechungsfreie Kommunikationsdienste gewährleisten.
Darüber hinaus werden OPzS-Batterien in großem Umfang in Eisenbahnsystemen eingesetzt, um Signal-, Kommunikations- und Beleuchtungssysteme mit lebenswichtiger Reserveenergie zu versorgen. Sie sind resistent gegen Tiefentladungen und raue Betriebsbedingungen, was sie zu zuverlässigen Energiespeicherlösungen für die Eisenbahninfrastruktur macht.
8. Start-Stopp- oder Motorstart-Blei-Säure-Batterien:
Start-Stopp- oder Motorstart-Blei-Säure-Batterien sind speziell für Fahrzeuge mit Start-Stopp-Technologie konzipiert. Das System wird auch als automatische Abschaltung und Neustart des Motors bei kurzen Stopps, z. B. an Ampeln, bezeichnet, um Kraftstoffverbrauch und Kohlendioxidemissionen zu sparen. Diese Batterien verfügen über fortschrittliche Technologien wie AGM (Absorbent Glass Mat) oder IFB (Improved Flooded Battery), was bedeutet, dass sie die häufigen Starts und Stopps der Motoren verkraften, ohne auszufallen.
Vorteile:
Start-Stopp- oder Motor-Start-Blei-Säure-Batterien bieten viele Vorteile, wenn sie in Fahrzeugen mit Start-Stopp-Technik eingesetzt werden. Einer der Hauptvorteile ist die verbesserte Kraftstoffeffizienz. Diese Batterien können den Motor nach einem Stillstand schnell wieder starten und so unnötige Leerlaufzeiten reduzieren, was zu Kraftstoffeinsparungen und geringeren Emissionen führt.
Außerdem weisen diese Batterien eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Tiefzyklusbetrieb auf, was für den kontinuierlichen Start-Stopp-Betrieb von Motoren unerlässlich ist. Ihre verbesserte Zykluslebensdauer sorgt für zuverlässige Leistung bei langen Laufzeiten, was zu Langlebigkeit und Kosteneffizienz für Fahrzeugbesitzer führt.
Anwendungen:
Diese Batterien werden nur in modernen Autos mit Start-Stopp-Technik eingebaut. Um den Kraftstoffverbrauch zu senken und den Kohlenstoffgehalt zu reduzieren, werden zunehmend Start-Stopp-Systeme in Fahrzeuge eingebaut. Start-Stopp- oder Motorstart-Blei-Säure-Batterien sind in diesen Fahrzeugen wichtig, da sie einen reibungslosen und zuverlässigen Neustart des Motors bei häufigen Stopps gewährleisten.
Schlussfolgerung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es verschiedene Arten von Blei-Säure-Batterien gibt, die jeweils auf bestimmte Anwendungen und Funktionsanforderungen zugeschnitten sind. Die Wahl des Batterietyps hängt von Faktoren wie der Entladungsrate, dem Bedarf an zyklischer Nutzung, den Wartungsvorlieben und den Budgetvorgaben ab. Mit der Weiterentwicklung der Technologie werden Bleisäurebatterien wahrscheinlich noch weiter verbessert werden, so dass sie noch viele Jahre lang eine brauchbare Energiespeicherlösung sein werden.
