Die Starterbatterie im Kraftfahrzeug
Bei der Starterbatterie im Kfz handelt es sich um einen sogenannten Bleiakkumulators, bei der die Elektroden im geladenen Zustand aus Blei und Bleidioxid und der Elektrolyt aus verdünnter Schwefelsäure besteht.
Bleiakkumulatoren gelten für eine Lebensdauer von einigen Jahren als zuverlässig und preisgünstig. Im Vergleich mit anderen Akkumulatortechnologien sind sie jedoch ziemlich schwer und weisen nur eine geringe Energiedichte auf.
Bleiakkumulatoren bestehen im aufgeladenen Zustand am positiven Pol aus Bleioxid, am negativen aus fein verteiltem, porösem Blei (Bleischwamm). Als Elektrolyt wird 37-prozentige Schwefelsäure verwendet. Sie zeichnen sich durch das kurzzeitige Zulassen hoher Stromstärken, die zum Beispiel für Fahrzeug- bzw. Starterbatterien notwendig sind, aus. Im entladenen Zustand bestehen beide Pole aus Bleisulfat.
Die Nennspannung einer Zelle beträgt 2 Volt, die Spannung schwankt jedoch je nach Ladezustand und Lade-/Entladestrom zwischen ca. 1,75 und 2,4 Volt. Aus diesem Grund besteht eine 12 Volt Batterie im Kraftfahrzeug immer aus 6 Zellen.
Die Säuredichte stellt gleichzeitig ein Maß für den Ladezustand dar. Sie beträgt bei vollem Akku ca. 1,28 g/cm³ und bei entladenem Akku 1,10 g/cm³
Bleiakkumulatoren sollten nicht tiefentladen werden, da dies zu irreparablen Schäden führt und den Akkumulator unbrauchbar machen kann. Zum Aufladen sollte ein passender Laderegler verwendet werden, um ebenfalls schädliche Überladung zu vermeiden und die Gasung zu beschränken.
Ein Bleiakkumulator kann ebenfalls gasen, wenn er durch Edelmetalle verunreinigt wird. Dabei lagern sich Teile des Edelmetalls an der Bleielektrode an und verringern so die Überspannung des Wasserstoffs. Es kann Knallgas entstehen, das sich durch Funken beim Abklemmen der Batterieanschlüsse oder elektrostatischer Aufladung z.B. des Kunststoffgehäuses durch Reiben, gefährlich entzünden kann.
Lebensdauer
Mittlerweile haben Bleiakkus durch technischen Fortschritt und bei regelmäßiger Pflege eine recht hohe Lebensdauer von mehreren Jahren. Trotzdem altern die Bleiakkus. Das liegt in erster Linie an der inneren Korrosion (bei nur äußerer K. siehe auch: Polfett) der Bleigerüste der Elektroden, an der Entstehung von feinen Kurzschlüssen und an der Sulfatierung des Bleis. Diese Sulfatierung bewirkt, dass sich die Bleioxid-Kristalle zu immer größeren Verbünden zusammenschließen. So verringert sich die elektrochemisch aktive Oberfläche des Bleioxides. Durch diese kleinere Oberfläche löst sich das Bleioxid immer schlechter, so dauert es sehr lange bis eine hinreichend hohe Konzentration an elektrischer Energie vorliegt. Außerdem ist die elektrische Leitfähigkeit des Sulfats geringer als diejenige von Blei. Der dadurch erhöhte Innenwiderstand der Zelle führt im Lastfall zu einem stärkeren Spannungsabfall.
Drastisch verringert sich die Lebensdauer der Batterie, wenn der chemische Sulfatierungsprozess durch eine höhere Konzentration der Salzsäure beschleunigt wird. Diese höhere Konzentration entsteht durch Verdunstung des Wasseranteiles in der Salzsäurelösung. Aus diesem Grunde ist es wichtig, insbesondere bei den hohen Temperaturen in Thailand, regelmäßig (wöchentlich einmal) den Flüssigkeitsstand in den Batteriezellen zu prüfen. Bei fehlender Flüssigkeit wird die Zelle ausschließlich mit destillierten Wasser wieder aufgefüllt.
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