Automobilelektrik
Starterbatterien
Aufbau des Akkus
zuletzt bearbeitet am 25.10.2002
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AutomobilelektrikStarterbatterienAufbau des Akkuszuletzt bearbeitet am 25.10.2002 |
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Den äußeren Aufbau einer herkömlichen Starterbatterie zeigt das Bild. Außenliegende Zellenverbinder zur Reihenschaltung gibt´s schon lange nicht mehr. Die Zellen werden nun innen auf dem kürzesten Weg (Innenwiderstand) miteinander verbunden. Zwar konnte man damals noch durch Messen der einzelnen Ruhespannungen feststellen, welche Zelle defekt war, es half jedoch nichts, es musste ohnehin die komplette Batterie ausgetauscht werden. Als wartungsfreier Akku hat er auch keine Zellenstopfen mehr, durch die destilliertes Wasser nachzugießen wäre. Eine spezielle Zusammensetzung des aktiven Materials sowie Massnahmen zur Regeneration von Wasser aus dem trotz allem noch entstehenden Knallgas unterdrückt den Wasserverlust des Elektrolyten soweit, dass die Flüssigkeitsfüllung lebenslang reicht. Selbstverständlich sind die Zellen nicht hermetisch dicht verschlossen, sondern stehen über je eine versteckte Lüftungsbohrung zum Druckausgleich (Temperaturunterschiede, Gasung) mit der Atmosphäre in Verbindung. |
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Das Explosionsbild zeigt weitere Einzelheiten aus dem Innenleben des Akkus:
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Eine Zelle des Akkus besteht aus folgenden Komponenten:
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Sechs in Reihe geschaltete Einzelzellen mit einer Spannung von je 2V ergeben eine Batterie mit einer Nennspannung von 12V. Aus der ersten Zelle wird der Anschluss der Plusplatten herausgeführt und bildet die positive Polklemme. (1) Aus der letzten Zelle wird der Anschluss der Minusplatten herausgeführt und bildet die negative Polklemme. (2) Sonst wird jeweils der Minusplattensatz der linken Nachbarzelle mit dem Plusplattensatz der rechten Nachbarzelle durch den Zellenverbinder verbunden. (3) |
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Die Schichtung der Platten zeigt dieses Bild deutlich. Der Plattenabstand der muss möglichst gering gehalten werden, damit die Ionen im Elektrolyt einen möglichst kurzen Weg haben (Innenwiderstand). Andererseits dürfen sich niemals eine negative und eine positive Platte berühren (Zellenkurzschluss). Das Problem wird elegant mit den Taschenseparatoren (Taschenscheider) gelöst. Diese Taschen bestehen aus einer elektrisch isolierenden, säurebeständigen Kunststofffolie, die jedoch für Ionen durchlässig ist. Auf diese Weise wird ein Kurzschluss durch Formänderung der Platten bei Erschütterungen, Temperaturschwankungen oder Lade- / Entladeprozesse vermieden. Darüber hinaus fängt die Tasche auch noch das aktive Material auf, das mit der Batteriealterung aus den Gitterzellen ausbröckelt, und so nicht mehr einen Zellenkurzschluss verursachen kann. |
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Da die elektrochemischen Prozesse nur an Kontaktstellen zwischen Elektrolyt und aktivem Material stattfinden können, bestehen die Platten nicht aus Blechen sondern aus einem Bleigitter, in das das hochporöse aktive Material hineingepresst ist. So entsteht eine große aktive Oberfläche, wo extrem viele Umwandlungsprozesse gleichzeitig stattfinden können, was für die Praxis einen hohen Entladestrom bedeutet. |
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Die Firma Johnson Controls stellt unter dem Namen OPTIMAX Starterakkus mit spiralgewickelten Zellen her.
An Vorzügen werden unter anderen größere Kapazität bei gleichem Volumen / gleicher Masse, bessere Schockresistenz und höhere Unempfindlichkeit gegen Tiefentladung herausgestellt. Auch diese Akkus benötigen als Bleiakkus 6 in Reihe geschaltete Zellen. |
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