Autobatterien: Mehr als nur Nassblei

Früher war die Arbeit an der elektrischen Anlage eines Autos einfach. Die Batterie versorgte lediglich den Anlasser des Fahrzeugs beim Anlassen mit Strom oder versorgte die wenigen Zubehörteile, wenn der Motor nicht lief. In der restlichen Zeit lud die Lichtmaschine die Batterie auf und versorgte den Rest des Fahrzeugs und das Zündsystem mit Strom. Während sehr frühe Autos keine Batterien hatten und einige alte Autos über 6-V-Plus-Massesysteme verfügten, haben die meisten von uns ihr ganzes Leben damit verbracht, Autobatterien in verschiedenen Größen (kontrolliert durch Battery Council International) und Autos mit 12 V zu haben. negatives Erdungssystem.

Die Zeiten haben sich geändert. Autos haben keine Verteiler mehr, sie haben Computer. Sie haben auch jede Menge Gadgets, von GPS über Rückfahrkameras bis hin zu Handy-Ladegeräten. Batterien müssen immer leistungsfähiger werden und der moderne Trend geht dahin, auch weniger Wartung zu erfordern. Heutzutage werden Sie also feststellen, dass es nicht nur eine Art von Autobatterien gibt. Doch wie funktionieren diese anderen Batterien und was war an der guten alten Blei-Säure-Nasszelle falsch?

In diesem Beitrag spreche ich nicht von Batterien für Elektroautos, das ist ein ganz anderes Thema – und die meisten von ihnen haben auch eine normale Autobatterie.

Diese Batterien sind einfach genug. Jede Zelle verfügt über ein Gitter mit einer Bleilegierung für die Kathoden und Bleioxidanoden, die in Schwefelsäure sitzen. Eine typische Batterie hat sechs Zellen, um eine Spannung von 12,6 V zu erreichen, und es gab einen Deckel, der es dem Benutzer ermöglichte, bei Bedarf Wasser – vorzugsweise destilliertes Wasser – hinzuzufügen und außerdem das beim Laden entstehende Wasserstoffgas abzulassen.

Die Geißel all dessen ist die Verdunstung des Elektrolyten der Batterie. Bei alten Batterien könnte der Inhalt tatsächlich verschüttet werden. Durch den Batteriebetrieb wird auch Wasser entfernt. Durch Hitze kann Flüssigkeit verdampfen. Weniger Flüssigkeit bedeutet, dass weniger Oberfläche dem Elektrolyt ausgesetzt ist, was die Leistungsfähigkeit der Batterie verringert. Es kann auch zu einer Sulfatierung kommen, bei der die Elektroden mit Bleisulfat beschichtet sind, was die Batterie schwächt und ein sorgfältiges Aufladen erfordert.

Der Hauptverschleiß bei diesem Batterietyp besteht jedoch darin, dass ein Teil des Materials während des Betriebs Bleisulfat abgibt, das auf den Boden der Batterie sinkt. Deep-Cycle-Batterien haben dickere Platten und mehr Platz am Boden für die Ansammlung von Abfällen. Wenn sich am Boden genügend Abfallmaterial ansammelt, fällt die Batterie schließlich aus.

Damals, als man das Wasser in der Batterie wie die Luft in Reifen überprüfen musste, gab es Zusatzstoffe wie VX-6, die man in die Batteriezellen schütten konnte und die Cadmiumsulfat verwendeten, um Sulfatierung zu verhindern. Zumindest war das die Behauptung, die einige bestritten.

Aber natürlich möchten Sie eine Batterie haben, die ewig hält und keiner Wartung bedarf. Natürlich kann man nicht alles haben, aber man kann es versuchen. Neue Legierungen reduzierten die Menge des zersetzten Wassers, sodass Batterien genügend Flüssigkeit enthalten können, um über ihre gesamte Nutzungsdauer hinweg zu halten. Aus diesem Grund sind die meisten Batterien heute versiegelt und verfügen nur über Entlüftungsöffnungen, damit das Gas während des Ladevorgangs entweichen kann.

Verbesserte Flutbatterien waren eine weitere Innovation und konnten herkömmliche Batterien weitgehend ersetzen. Diese verwenden einen Polymerseparator, der für Elektrolyt porös ist, aber einen Kurzschluss der Platten untereinander verhindert. Diese Batterien halten viel länger als herkömmliche Batterien und sind weitaus toleranter gegenüber Tiefentladung.

Die wichtigste Neuerung bei AGM-Batterien besteht darin, dass der Elektrolyt keine Flüssigkeit ist. Stattdessen wird es in einer Glasfasermatte gehalten, die aus sehr dünnen Glasfasern gewebt ist. Bei der Herstellung werden die Matten mit Säure getränkt, ausgewrungen, um überschüssige Flüssigkeit zu entfernen, und dann in die Batterie eingebaut, wo sie für die gesamte Lebensdauer der Batterie ausreichend Säure mit den Elektroden in Kontakt halten.

AGM-Batterien erfordern wenig Wartung und können im Gegensatz zu Flüssigbatterien in jeder Ausrichtung betrieben werden. Dies ist besonders wichtig bei Geländefahrzeugen und Motorrädern, bei denen die Batterie gekippt oder umgedreht werden kann. Außerdem stoßen sie weniger Wasserstoffgas aus, was sie sicherer macht. Sie erfordern keine regelmäßige Wartung, halten aber möglicherweise länger als eine ordnungsgemäß gewartete herkömmliche Batterie. Beachten Sie jedoch, dass alle Wetten ungültig sind, wenn Sie die normale Batterie nicht ordnungsgemäß warten. Andererseits ist es bei Hauptversammlungen schwieriger, zu viel zu verlangen.

Während eine Matte eine flache, polsterartige Struktur zu implizieren scheint, können AGM-Matten je nach Batterie gerollt oder in andere Konfigurationen gebracht werden. Unten sehen Sie beispielsweise einen Vergleich einer herkömmlichen Batterie und einer Spiral-AGM-Batterie. Eine weitere Option für halbfeste Elektrolyte ist die Gelzelle, die jedoch in Automobilanwendungen nicht oft anzutreffen ist, da die gelierte Schwefelsäure bei kälteren Temperaturen keine gute Leistung erbringt.

Es gibt Möglichkeiten, einige Arten von Problemen bei nicht versiegelten Batterien zu beheben, die teilweise mit großen Spannungsspitzen einhergehen. Thomas Edison nutzte gerne Nickel-Eisen-Batterien in seinem Elektroauto, und in einigen Fällen könnte es auch zu einem kleinen Revival dieser Technologie kommen.

Ausgewähltes Bild: „Walmart EverStart Car Batteries, Battery“ von Mike Mozart