Blei-Säure-Batterie-Technologien
Eine innovative neue Blei-Säure-Batterie mit einer als Reinblei-Technik (Thin Plate Pure Lead, TPPL) bezeichneten Technologie, bietet OEMs und Endkunden eine praktische und kostengünstige Alternative sowohl zu herkömmlichen Blei-Säure- als auch zu Li-Ionen-Batterien. Die TPPL-Technik überwindet viele der Nachteile von Blei-Säure-Batterien und ermöglicht es den Anwendern, die nötige Produktivität, Wirtschaftlichkeit und Sicherheit zu erreichen, die im heutigen wettbewerbsbetonten Marktumfeld unerlässlich sind.

Es gibt vier Grundtypen der Blei-Säure-Batterien: Blei-Säure-Nassbatterien (Blei-Antimon), ventilgeregelte Bleisäure-(VRLA)-Gelbatterien (Blei-Kalzium), VRLA-Vlies-(AGM)-Batterien (Blei-Kalzium) und Reinblei-Batterien (TPPL) (Reinblei – VRLA – AGM).

Blei-Säure-Nassbatterien bieten eine gute Zykluslebensdauer, weisen aber aufgrund ihrer Konstruktion gewisse Nachteile auf. So erweist sich der Ladevorgang als nicht optimal, da diese Batterien typischerweise Ladezeiten von acht bis zwölf Stunden erfordern und eine Überladung von etwa zehn bis 20 Prozent, um eine ausreichende Säuremischung zu erzeugen und Schichtbildung zu minimieren. Außerdem muss regelmäßig Wasser nachgefüllt werden. Eine Schnellladung ist zwar grundsätzlich möglich, erfordert jedoch spezielle Ladegeräte, die für Batterie- und Ladealgorithmen ausgestattet sind.

Kommerziell erhältliche VRLA-Batterien, sowohl Gel- als auch AGM-Batterien, bieten hier eine Verbesserung. Sie haben jedoch eine begrenzte Ladefähigkeit und benötigen daher eine längere Ladezeit von acht bis zehn Stunden. Bei aktuellen Gelbatterien ist eine Schnellladung mit Hochstrom-Ladeprogrammen schwierig.

Vorteile der TPPL-Technik
Die Reinblei-Batterie ist eine Weiterentwicklung gegenüber anderen Blei-Säure-Batterien, die auf zwei Kernkonzepten basiert: Dünnen Platten und reines Blei.

Dünne Platten: Die positiven und negativen Elektroden einer TPPL-Batterie sind nur einen Millimeter dünn, im Vergleich zu neun Millimeter in herkömmlichen Blei-Säure-Batterien. Dadurch können wesentlich mehr Elektroden auf gleichem Raum untergebracht werden, was die Kapazität erhöht und die Leistungsdichte steigert. Der Platzbedarf bei gleicher Kapazität verglichen mit einer AGM-Batterie kann um rund 30 Prozent reduziert werden.

Reinblei: AGM-VRLA-Batterien nutzen eine Blei-Kalzium-Legierung für die positiven und negativen Platten. Bei TPPL-Batterien wird hochreines Blei in Verbindung mit hochreiner Schwefelsäure verwendet. Das chemische Verhalten der Batterien ist dadurch wesentlich stabiler, wodurch sich Vorteile hinsichtlich Ladeeigenschaften und Lebensdauer ergeben. Außerdem sind die Platten aufgrund der Kornstruktur des Reinbleis weit weniger anfällig gegenüber Korrosion.

Wie die früheren VRLA-Produkte sind auch die TPPL-Batterien gekapselte Typen mit minimaler Ausgasung, bei denen kein Wasser nachgefüllt werden muss. Ihre Konstruktionsweise führt zu einer sehr niedrigen Innenimpedanz der Batterien und ermöglicht sowohl eine hohe Entladerate als auch eine schnelle, effiziente Ladungsaufnahme. Dadurch wird eine Teilladung, auch bekannt als Zwischenladung, möglich. Bediener haben somit die Gelegenheit beim Schichtwechsel oder der Mittagspause, die entladenen Batterien in kurzer Zeit mit hohen Strömen wieder aufzuladen. Am Wochenende kann die Batterie dann einer Vollladung mit anschließender Ausgleichsladung unterzogen werden, um den maximalen Ladezustand wiederherzustellen.

Die Batterien können im Bereich von 0,4 K5 bis 0,7 K5, dem zwei- bis vierfachen der normalen Laderaten von AGM- und Gelbatterien, geladen werden. Schnelle Ladealgorithmen für zyklische Anwendungen stehen zum schnellen und sicheren Laden zur Verfügung. Eine Teilladung ist ohne negativen Memory-Effekt möglich. Martin Walsh/as