Batterie-Lexikon / Glossar A
A200 Exide Sonnenschein Gelbatterien
- Technologie: Gel-Blei-Akku mit dryfit-Elektrolytbindung
- Kapazitätsbereich: 1 Ah bis 6,5 Ah
- Spannungen: 4V, 6V, 8V und 12V Varianten verfügbar
- Design Life: ca. 5 Jahre bei normaler Nutzung
- Zyklenfestigkeit: ca. 400 Lade-/Entladezyklen nach IEC 896-2
- Gehäusematerial: Robustes ABS-Kunststoff
- Tiefentladesicher: gemäß DIN 43 539 T5
A400 Exide Sonnenschein Gelbatterien
Die Exide Sonnenschein A400 ist eine hochwertige Baureihe von wartungsarmen Gel-Batterien mit der bewährten dryfit®-Technologie, die sich besonders für stationäre Anwendungen mit hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit und Lebensdauer eignet.
- Technologie: VRLA-Gel-Batterie (ventilreguliert, Elektrolyt in Gel gebunden)
- Kapazitätsbereich: 5,5 Ah bis 180 Ah
- Spannung: 6V und 12V Modelle verfügbar
- Design Life: bis zu 12 Jahre, bei größeren Modellen sogar 15 Jahre
- Zyklenfestigkeit: ca. 600 Lade-/Entladezyklen
- Gehäusematerial: ABS oder Polypropylen, je nach Modell
- Anschlüsse: Varianten wie A-Pol, F-M10, G-M5/G-M6, SR-6.3
- USV-Systeme (unterbrechungsfreie Stromversorgung)
- Telekommunikation und Sicherheitsbeleuchtung
- Bahntechnik, Gefahrenmeldetechnik, Verkehrstechnik
- Photovoltaik- und Solaranlagen
A500 Exide Sonnenschein Gelbatterien
- Technologie: VRLA-Gel-Batterie mit in Gel fixiertem Elektrolyt
- Kapazitätsbereich: ca. 1,2 Ah bis 200 Ah
- Spannung: verfügbare Modelle nur noch auf Basis 12V; früher als 2V, 4V, 6V, 8V und 12V.
- Design Life: 6–9 Jahre gemäß EUROBAT-Klassifikation („General Purpose“)
- Zyklenfestigkeit: sehr gute Lade-/Entladeeigenschaften
- Gehäusematerial: ABS oder Polypropylen, je nach Modell
- Zulassungen: UL-zertifiziert, viele Modelle mit VdS-Zulassung
- Wartungsarm – kein Nachfüllen von Wasser nötig
- Tiefentladesicher – zuverlässige Energieversorgung auch bei längerer Entladung
- Robustes Design – widerstandsfähig gegen mechanische und thermische Belastung
- Umweltfreundlich – vollständig recyclebar, geringe CO₂-Emission
- Gasungsarm – durch innere Gasrekombination
A600 - OPzV Exide Sonnenschein Gelbatterien
- Technologie: VRLA-Gel-Batterie mit Röhrchenplatten (OPzV)
- Kapazitätsbereich: 100 Ah bis 3300 Ah bei 2V-Zellen
- Spannung: Modelle mit 2V, 6V und 12V verfügbar
- Design Life:
- bis 15 Jahre bei 6V-Blöcken und 12V-Blöcken
- bis 20 Jahre bei 2V-Zellen
- Gasungsarm: durch innere Gasrekombination – ideal für Innenräume
- Gehäusematerial: Standard oder flammhemmend (UL 94-V0)
Typische Anwendungen:
- Telekommunikation und Mobilfunktechnik
- Sicherheitsbeleuchtung,
Gefahrenmeldetechnik,
Bahntechnik - Stromerzeugung und -verteilung
- USV-Systeme
A700 Exide Sonnenschein Gelbatterien
Technische Merkmale:
- Technologie: VRLA-Gel-Batterie (ventilreguliert, Elektrolyt in Gel gebunden)
- Kapazitätsbereich: 21 Ah bis 280 Ah (C10)
- Spannung: Modelle mit 4V und 6V
- Design Life: ≥12 Jahre gemäß EUROBAT („Very Long Life“)
- Gehäusematerial: Polypropylen (PP), robust und recyclebar
- Plattentechnologie: Dicke Gitterplatten aus Blei-Calcium-Legierung für hohe Korrosionsbeständigkeit
- Gasungsarm: durch Gasrekombination
ABS-Gehäuse
Eigenschaften von ABS-Gehäusen
- Hohe Schlagfestigkeit – widersteht mechanischen Belastungen und Vibrationen
- Gute Chemikalienbeständigkeit – resistent gegen Öle, Fette und verdünnte Säuren
- Temperaturbeständig – typischer Einsatzbereich von –20 °C bis +60 °C
- Formstabil & leicht – ideal für präzise Gehäuseformen und einfache Montage
- Isolierend – gute elektrische Isolation für elektronische Komponenten
- Optional flammhemmend – je nach Ausführung nach UL 94 V-0 klassifiziert
- Batteriegehäuse – z. B. bei AGM- oder Gelbatterien
- Elektronikgehäuse – Router, Netzteile, Steuergeräte
- Medizintechnik – Instrumentengehäuse, Diagnostikgeräte
- Industrie & Automation – Sensorgehäuse, Steuerboxen, Klemmenkästen
AC
Die charakteristische Eigenschaft von Wechselstrom ist seine Frequenz, die in Hertz (Hz) angegeben wird. In Europa beträgt diese Frequenz typischerweise 50 Hz, was bedeutet, dass der Strom 50 Mal pro Sekunde seine Richtung ändert (also 100 Polungswechsel). Die Spannung und der Strom folgen dabei einer Sinuswelle.
AGM
- Der Elektrolyt (verdünnte Schwefelsäure) wird in einem saugfähigen Glasvlies gehalten.
- Dieses Vlies trennt die positiven und negativen Platten und verhindert Auslaufen.
- Die Batterie arbeitet mit einem geschlossenen Kreislauf, wodurch entstehende Gase rekombiniert werden und kein Wasserverlust (verschlossener Akku) entsteht
Akku / Akkumlator
Aktuell häufig verwendete Akku-Typen:
Typ | Spannung/Zelle | Elektrolyt | Besonderheiten |
---|---|---|---|
Bleiakkumulator | ca. 2 V | 20-40 %ige verdünnte Schwefelsäure (H₂SO₄) | robust, günstig, schwer |
Nickel-Metallhydrid (NiMH) | ca. 1.2 V | 20 %ige Kaliumhydroxid-Lösung (KOH) / Kalilauge | kein Memory-Effekt, gute Energiedichte |
Nickel-Cadmium (NiCd) | ca. 1,2V | 20 %ige Kaliumhydroxid-Lösung (KOH) / Kalilauge | nur noch in Industrieanwendungen, gute Energiedichte |
Lithium-Ionen (Li-Ion) | ca. 3.6–3.7 V | Flüssige Elektrolyte, Gel-Elektrolyte, Festkörper-Elektrolyte | hohe Energiedichte, leicht, empfindlich |
Akkupack
- NiCd (Nickel-Cadmium=,
- NiMH (Nickel-Metall-Hydrid) und
- Lithium (Lithium-Ionen)
Ein NiCd-Akkupack ist eine Kombination mehrerer Nickel-Cadmium-Zellen, die elektrisch miteinander verbunden sind, um eine höhere Spannung, Kapazität oder Leistungsfähigkeit zu erzielen. Diese Packs sind besonders robust und eignen sich für Anwendungen mit hohem Strombedarf, extremen Temperaturen oder häufigen Ladezyklen.
- Zellenspannung: ca. 1,2 V pro Zelle
- Schaltung: Seriell (Spannung ↑), Parallel (Kapazität ↑), oder kombiniert
- Gehäuse: Schrumpfschlauch, Kunststoff oder Metall
- Ladeverhalten: Memory-Effekt möglich, aber bei richtiger Pflege langlebig
- Temperaturbereich: zuverlässig von –20 °C bis +50 °C
- Typische Anwendungen: Elektrowerkzeuge, Notbeleuchtung / Einzelbatterieleuchten, Medizintechnik, Bahntechnik
Konfiguration | Zelltyp | Spannung (typisch) | Kapazität (typisch) | Anwendung |
---|---|---|---|---|
1s1p | 1× AA | 1.2 V | 0.8–1.2 Ah | Kleingeräte, Sensoren |
2s1p | 2× AA | 2.4 V | 0.8–1.2 Ah | Zahnbürsten, Fernbedienungen |
3s1p | 3× AA | 3.6 V | 0.8–1.2 Ah | Spielzeuge, Funkgeräte |
4s1p | 4× AA | 4.8 V | 0.8–1.2 Ah | LED-Leuchten, Modellbau |
5s1p | 5× AA | 6.0 V | 0.8–1.2 Ah | Steuerungen, Werkzeuge |
6s1p | 6× AA | 7.2 V | 0.8–1.2 Ah | RC-Modelle, Akkuschrauber |
10s1p | 10× AA | 12.0 V | 0.8–1.2 Ah | Notbeleuchtung, Medizintechnik |
10s2p | 20× AA | 12.0 V | 1.6–2.4 Ah | Elektrowerkzeuge, Solarspeicher |
6s1p (D-Zellen) | 6× D | 7.2 V | 4.0–5.0 Ah | Notstromsysteme, Industrieanlagen |
10s1p (Sub-C) | 10× Sub-C | 12.0 V | 1.8–2.5 Ah | Akkuschrauber, RC-Fahrzeuge |
Die tatsächliche Spannung hängt vom Ladezustand ab. Die Konfiguration wird als „s“ für Serie und „p“ für Parallel angegeben.
In der Notbeleuchtung / Sicherheitsbeleuchtung, verbaut in Einzelabtterieleuchten, finden sich unterschiedliche NiCd-Akkupacks.
Ein NiMH-Akkupack ist eine Kombination mehrerer Nickel-Metallhydrid-Zellen, die elektrisch miteinander verbunden sind, um eine höhere Spannung, Kapazität oder Leistung zu erzielen. Diese Packs sind besonders beliebt für Anwendungen, bei denen Zuverlässigkeit, Umweltfreundlichkeit und robuste Ladeeigenschaften gefragt sind.
- Zellenart: NiMH-Rundzellen (z. B. AA, AAA, Sub-C)
- Spannung pro Zelle: ca. 1,2 V
- Schaltung: Seriell (Spannung ↑), Parallel (Kapazität ↑), oder kombiniert
- Gehäuse: Schrumpfschlauch, Kunststoff oder Metall
- Ladeverhalten: Kein Memory-Effekt, aber empfindlich gegenüber Überladung
- Typische Anwendungen: Elektrowerkzeuge, Modellbau, Medizintechnik, Notbeleuchtung / Einzelbatterieleuchten
Konfiguration | Zelltyp | Spannung (typisch) | Kapazität (typisch) | Anwendung |
---|---|---|---|---|
1s1p | 1× AA | 1.2 V | 2.0–2.7 Ah | Kleingeräte, Fernbedienungen |
2s1p | 2× AA | 2.4 V | 2.0–2.7 Ah | Zahnbürsten, Sensoren |
3s1p | 3× AA | 3.6 V | 2.0–2.7 Ah | Spielzeuge, Funkgeräte |
4s1p | 4× AA | 4.8 V | 2.0–2.7 Ah | LED-Leuchten, Modellbau |
5s1p | 5× AA | 6.0 V | 2.0–2.7 Ah | Werkzeuge, Steuerungen |
6s1p | 6× AA | 7.2 V | 2.0–2.7 Ah | RC-Modelle, Akkuschrauber |
10s1p | 10× AA | 12.0 V | 2.0–2.7 Ah | Notbeleuchtung, Medizintechnik |
10s2p | 20× AA | 12.0 V | 4.0–5.4 Ah | Elektrowerkzeuge, Solarspeicher |
Die tatsächliche Spannung hängt vom Ladezustand ab. Die Konfiguration wird als „s“ für Serie und „p“ für Parallel angegeben.
In der Notbeleuchtung / Sicherheitsbeleuchtung, verbaut in Einzelabtterieleuchten, finden sich unterschiedliche NiMH-Akkupacks.
Ein Lithium-Ionen-Akkupack ist eine Zusammenstellung mehrerer einzelner Akkuzellen, die elektrisch miteinander verbunden und meist in einem Gehäuse oder Schrumpfschlauch verpackt sind. Ziel ist es, eine höhere Spannung, Kapazität oder Leistungsfähigkeit zu erreichen, als es mit einer einzelnen Zelle möglich wäre.
- Zellenanordnung: In Reihe (Serienschaltung) zur Spannungssteigerung oder parallel zur Kapazitätssteigerung – oft auch kombiniert (z. B. 3s2p).
- Gehäuse: Schrumpfschlauch, Kunststoffgehäuse oder Metallbox – je nach Anwendung.
- Elektronik: Häufig mit integriertem BMS (Battery Management System) zur Überwachung von Spannung, Temperatur und Ladezustand.
- Anschlüsse: Steckverbinder, Lötfahnen oder Schraubanschlüsse.
Variante | Zelltyp | Spannung (typisch) | Kapazität (typisch) | Anwendung |
---|---|---|---|---|
1s1p | 1 Zelle | 3.7 V | 2–5 Ah | Kleingeräte, Wearables |
2s1p | 2 in Reihe | 7.4 V | 2–5 Ah | Funkgeräte, Modellbau |
3s1p | 3 in Reihe | 11.1 V | 2–5 Ah | Drohnen, Laptops |
3s2p | 3×2 Zellen | 11.1 V | 4–10 Ah | E-Bikes, Werkzeuge |
4s1p | 4 in Reihe | 14.8 V | 2–5 Ah | RC-Modelle, Akkuschrauber |
6s1p | 6 in Reihe | 22.2 V | 2–5 Ah | Hochleistungsdrohnen, Pedelecs |
10s4p | 40 Zellen | 36 V | 10–20 Ah | E-Scooter, E-Bikes |
13s5p | 65 Zellen | 48 V | 15–25 Ah | Elektrofahrzeuge, Solarspeicher |
Die tatsächliche Spannung hängt vom Zelltyp ab (z. B. Li-Ion: 3.6–3.7 V/Zelle, LiFePO₄: 3.2 V/Zelle). Die Konfiguration wird oft als „s“ für Serie und „p“ für Parallel angegeben.
In der Notbeleuchtung / Sicherheitsbeleuchtung, verbaut in Einzelabtterieleuchten, finden sich unterschiedliche Lithium-Akkupacks.
Alkaline
Alkaline-Batterien bestehen hauptsächlich aus:
- Anode (Minuspol): Besteht aus Zinkpulver, das eine große Oberfläche für die Reaktion bietet.
- Kathode (Pluspol): Besteht aus Mangandioxid () und Graphit.
- Elektrolyt: Eine wässrige Kaliumhydroxid-Lösung (KOH), die als Ionenleiter dient.
- Separator: Eine Membran, die Anode und Kathode trennt, aber den Ionenfluss ermöglicht.
- Kostengünstig und weit verbreitet: Sie sind die am häufigsten verwendeten Einwegbatterien.
- Hohe Energiedichte: Sie speichern viel Energie im Verhältnis zu ihrem Volumen.
- Geringe Selbstentladung: Sie behalten ihre Ladung über längere Zeiträume, wenn sie nicht verwendet werden.
- Gute Leistung bei mittleren und geringen Strömen: Ideal für Fernbedienungen, Uhren, Taschenlampen und Spielzeug.
- Auslaufsicherheit: Moderne Alkaline-Batterien sind relativ auslaufsicher, auch wenn bei extremer Entladung oder Beschädigung Auslaufen möglich ist.
- Nicht wiederaufladbar: Sie sind für den einmaligen Gebrauch konzipiert.
- Spannungsabfall: Die Spannung sinkt kontinuierlich während der Entladung, was für manche Geräte problematisch sein kann.
- Begrenzte Hochstromfähigkeit: Für Geräte mit sehr hohem Energiebedarf (z.B. Digitalkameras mit Blitz) sind sie weniger geeignet als zum Beispiel Lithium-Batterien oder NiMH-Akkus.
- Umweltbelastung: Obwohl sie weniger Schwermetalle als ältere Batterietypen enthalten, müssen sie ordnungsgemäß entsorgt werden, um die Umwelt zu schützen.
Insgesamt sind Alkaline-Batterien eine zuverlässige und wirtschaftliche Energiequelle für eine Vielzahl von Alltagsgeräten.
Alterungsreserve / Alterungszuschlag
Die genaue Höhe der Alterungsreserve hängt von verschiedenen Faktoren ab:
- Anwendung: Für kritische Sicherheitsanwendungen ist die Alterungsreserve in der Regel höher. Normen wie die DIN EN 50171:2022-10 VDE 0558-508:2022-10 für Sicherheitsbeleuchtungsanlagen fordern oft eine Alterungsreserve von 25 % der berechneten Kapazität.
- Betriebstemperatur: Höhere Umgebungstemperaturen beschleunigen die Alterung von Bleibatterien. Bei Temperaturen über 20 °C kann eine höhere Alterungsreserve erforderlich sein.
- Erwartete Lebensdauer: Je länger die geplante Lebensdauer der Batterie ist, desto größer muss die Alterungsreserve sein.
- Entladetiefe und Zyklenzahl: Bei Anwendungen mit häufigen oder tiefen Entladungen (z.B. Solarstromspeicher) altern Batterien schneller als bei reinen Pufferanwendungen (Erhaltungsladung).
Bleibatterien unterliegen im Betrieb verschiedenen chemischen und physikalischen Alterungsmechanismen, die ihre Leistungsfähigkeit reduzieren. Dies kann sein:
- Sulfatierung: Bildung von Bleisulfatkristallen auf den Platten, die die aktiven Oberflächen blockieren und den Innenwiderstand erhöhen.
- Korrosion der Gitterplatten: Besonders an der positiven Elektrode, führt zum Verlust von aktivem Material und zur Zunahme des Innenwiderstands.
- Wasserverlust: Bei offenen Batterien durch Elektrolyse, bei verschlossenen Batterien (VRLA, z.B. AGM oder Gel) durch Rekombinationsprozesse, was zur Austrocknung und Kapazitätsverlust führt.
- Aktives Materialabfall: Verschlammen der Batterie, wenn sich abgelöste Partikel der Elektrodenmasse – insbesondere der aktiven Bleimasse – am Boden der Batteriezellen ansammeln.
Ampere (A)
Amperestunden (Ah)
- Q die elektrische Ladung in Amperestunden (Ah) ist
- I der elektrische Strom in Ampere (A) ist
- t die Zeit in Stunden (h) ist
- 1 Stunde lang einen Strom von 1 Ampere (A) abgeben.
- 2 Stunden lang einen Strom von 0,5 Ampere (A) abgeben.
- Eine halbe Stunde lang einen Strom von 2 Ampere (A) abgeben.
Anode
Aquagen-Stopfen
Funktionsweise:
- Während des Ladevorgangs entstehen in der Batterie Wasserstoff und Sauerstoff durch Elektrolyse.
- Diese Gase steigen auf und gelangen in den Aquagen-Stopfen.
- Dort befindet sich ein Edelmetallkatalysator, der die Gase zu Wasserdampf rekombiniert.
- Der Wasserdampf kondensiert an den Innenwänden des Stopfens, bildet Tropfen und fließt zurück in die Batterie.
- Reduziert Wasserverlust – verlängert die Nachfüllintervalle oder macht sie überflüssig.
- Senkt Wartungskosten – weniger manuelle Eingriffe nötig.
- Erhöht Sicherheit – durch integrierten Flammschutz gegen Rückzündung.
- Verringert Lüftungsbedarf – weniger Gasemissionen im Batterieraum.
- FNC- / Nickel-Cadmium-Zellen
- OGi-Zellen
- OGi-Blöcke
- OPzS-Zellen
- OPzS-Blöcke
Ein ähnliches Produkt bietet Exide für die Exide Produkte (OGi und OPzS) mit ihrem Keramiktrichterstopfen an.
Ausgleichsladung
Eine Ausgleichsladung ist eine spezielle Form eines Ladezyklus' i.d.R. für Blei-Säure-Batterien. Damit soll erreicht werden, daß Spannungsungleichgewichte zwischen den einzelnen Batteriezellen innerhalb eines Akkupacks oder einer Batteriebank ausgeglichen werden. In einer Batterieanlage, aber auch in Akkupacks, gibt es immer geringfügige Unterschiede zwischen den einzelnen Zellen, selbst wenn sie vom gleichen Typ und Hersteller stammen. Diese Unterschiede können sich über die Zeit durch folgende Faktoren verstärken: - Fertigungstoleranzen: Minimale Abweichungen in der Produktion der einzelnen Zellen.
- Temperaturunterschiede: Zellen, die leicht unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt sind, können sich unterschiedlich verhalten.
- Unterschiedliche Selbstentladung: Zellen entladen sich nicht immer gleich schnell.
- Alterungsprozesse: Zellen altern nicht immer im exakt gleichen Tempo.
- Unterschiedliche Lade- und Entladezyklen: Wenn Zellen unterschiedlich belastet werden, können sich Ungleichgewichte entwickeln.
Diese Faktoren führen dazu, dass einige Zellen einen höheren Ladezustand erreichen als andere oder sich schneller entladen. Eine Zelle mit niedrigerer Spannung kann dann die Gesamtleistung des Akkupacks oder der Batterieanlage limitieren oder sogar tiefentladen werden, was ihre Lebensdauer drastisch verkürzt. Eine Ausgleichsladung soll dem entgegenwirken. Bei einer Ausgleichsladung wird die Batterie oder der Akkupack mit einer leicht erhöhten Spannung und/oder für einen längeren Zeitraum geladen als bei einer normalen Ladung.
Sie hierzu auch die Schlagworte BACS und BMS