Elektrische Elemente/ Akku/ Kenngrößen

Bemessungskapazität C

Bezeichnet die Strommenge, welche bei fünfstündiger Entladung mindestens entnommen werden kann.
Sie wird in Milliamperestunden (mAh) oder Amperestunden (Ah) angegeben.

Bemessungsladestrom

Gibt die erforderliche Strommenge an, die benötigt wird, um eine entladene Zelle innerhalb von 14 bis 16 Stunden wieder aufzuladen.

Lade- und Endladeströme

Für den Bleiakkumulator gilt: Die entnehmbare Energiemenge (Spannung * Strom * Zeit) ist von der Entladezeit abhängig. Bei Starterbatterien wird die Kapazität (=Energiemenge in Ah) für eine 20-stündige Entladung angegeben. Bei stationären Batterien wird die Kapazität bei 10-stündiger Entladung angegeben. Beim Startvorgang fließen Ströme, die in 10 Minuten den Akkumulator vollständig entladen. Die Kapazität wir nicht einmal halb genutzt. Deshalb ist z.B. bei Notbeleuchtungen je nach Überbrückungszeit etwa die doppelte Akku-Kapazität erforderlich. Der Akku kann im Allgemeinen in 1 bis 3 Stunden geladen werden. Sinnvoller ist eine Aufladung in 10 bis 14 Stunden. Der Ladestrom ist wegen des Wirkungsgrades etwa 20 % über dem Entladestrom. Beispiel: Wird der Akku in 5 Stunden mit 10 Ampere entladen (=50 Ah), so ist er in 5 Stunden mit 12 A (=60 Ah) aufzuladen. Die Hersteller geben für ihre Produkte Datenblätter heraus.

Dauerladestrom

Der Dauerladestrom dient lediglich dazu, den Akkumulator in seinem Zustand zu erhalten. Jeder Akku hat eine Selbstentladung. Die letztere ist in erster Linie vom Antimongehalt der Zellen und der Säuredichte abhängig, aber auch von der Zellentemperatur und der Alterung. Der Dauererhaltungsstrom sollte besser als Ladeerhaltungsstrom bezeichnet werden. Heutige Blei-Akkus haben durch den geringen Antimonanteil eine geringe Selbstentladung. Sie haben auch nach Wochen wenig Ladung verloren. Bei NiH-Akkus ist die Selbstentladung gerade dann hoch, wenn sie „voll“ sind. In den nächsten 24 Stunden beträgt die Selbstentladung bis zu einem Drittel der Ladung. Eine Dauerladung ist aber nicht sinnvoll, da der Akku nicht die erwartete Lebensdauer erreicht.

Ah-Wirkungsgrad η

Der Ah-Wirkungsgrad gibt das Verhältnis von effektiv entnehmbarer Kapazität und der eingeladenen Kapazität an.

Er wird mit dem Formelzeichen η bezeichnet.

Der Ah-Wirkungsgrad ist abhängig vom Zelltyp, der Zelltemperatur und dem Lade- und Entladestrom, unter Nennbedingungen beträgt er jedoch rund 80 %.

Ladezustand

Wird im Englischen als “state of charge” bezeichnet. Er ist ein Maß für das Verhältnis zwischen verfügbarer Kapazität und Nominalert.

Gasungsspannung

Ist die Ladespannung, bei der der Bleiakkumulator beginnt, die Gase $H_{2}$ (Wasserstoff) und $O_{2}$ (Sauerstoff) (beides zusammen Knallgas) zu produzieren. Daher musste man bei älteren Autoakkus öfter mal destilliertes Wasser nachfüllen, um das vergaste Wasser zu ersetzen.

 
Oberhalb der Gasungsspannung besteht Explosionsgefahr!!!
 

Überladung

Als Überladung bezeichnet man den Zustand, in dem sich das Elektrolyt (verdünnte Schwefelsäure) zersetzt. Dadurch gibt es weniger Ladungsträger, und die Kapazität sowie die Leistung sinken.

Wird dauerhaft überladen, so führt dies zur Zerstörung des Akkumulators.

Tiefentladung

Ist die Spannung bis zur kleinsten Entladespannung gesunken, darf dem Akku kein weiterer Strom entnommen werden. Sonst kommt es zur Tiefentladung, wobei sich an der Oberfläche der Elektroden Kristalle bilden. Dadurch kommt die weitere Stromabgabe des Akkus weitgehend zum Erliegen. Dadurch fließt auch beim Versuch der Wiederaufladung nur ein extrem geringer Ladestrom. Durch geduldiges, mehrmaliges Laden und schonendes Entladen kann man oft einen Teil der Akkukapazität wiederherstellen, aber die frühere Leistung erreicht der Akku nie mehr.

Handys, Laptops und andere elektronische Geräte haben einen elektronischen Schutz vor Tiefentladung: Das Gerät schaltet ab. Der Autoakku hat keinen solchen Schutz, und die Akkus von Notstromgeräten (USV) meist auch nicht.