Lebensdauer der Blei-Säure-Batterie

1. Entladungstiefe
Die Entladungstiefe bezieht sich auf den Grad, bis zu dem die Entladung während des Gebrauchs stoppt. 100 % Tiefe bedeutet, dass die gesamte Kapazität entladen wird. Die Lebensdauer von Blei-Säure-Batterien wird stark von der Entladetiefe beeinflusst. Die wichtigsten Designüberlegungen sind Deep-Cycle-Nutzung, Shallow-Cycle-Nutzung oder Floating-Charge-Nutzung. Wenn für den Deep-Cycle-Einsatz eine Batterie mit flachem Zyklus verwendet wird, versagt die Blei-Säure-Batterie schnell.
Da das positive Aktivmaterial Bleidioxid selbst nicht fest miteinander verbunden ist, entsteht beim Entladen Bleisulfat, das beim Laden wieder zu Bleidioxid wird. Das Molvolumen von Bleisulfat ist größer als das von Bleioxid, sodass sich das Volumen des aktiven Materials während der Entladung ausdehnt. Wird ein Mol Bleioxid in ein Mol Bleisulfat umgewandelt, erhöht sich das Volumen um 95 %. Durch diese wiederholte Kontraktion und Expansion wird die gegenseitige Bindung zwischen den Bleidioxidpartikeln allmählich gelockert und sie können leicht abfallen. Wenn nur 20 % des aktiven Materials eines Mols Bleidioxid entladen werden, wird der Grad der Kontraktion und Expansion stark reduziert und die Bindungskraft wird langsam zerstört. Je tiefer die Entladungstiefe ist, desto kürzer ist daher die Lebensdauer.
2. Überladungsgrad
Beim Überladen wird eine große Menge Gas abgeschieden, und das aktive Material der positiven Platte wird durch das Gas beeinflusst, was die Ablösung des aktiven Materials fördert; Darüber hinaus wird die positive Gitterlegierung durch anodische Oxidation stark korrodiert, sodass eine Überladung der Batterie ihre Einsatzdauer verkürzt.
3. Einfluss der Temperatur
Die Lebensdauer von Blei-Säure-Batterien erhöht sich mit steigender Temperatur. Zwischen 10 und 35 Grad kann jede Erhöhung um 1 Grad die Lebensdauer um etwa 5 bis 6 Zyklen verlängern. Zwischen 35 und 45 Grad kann jede Erhöhung um 1 Grad die Lebensdauer um mehr als 25 Zyklen verlängern. Über 50 Grad verringert sich die Lebensdauer aufgrund des Verlusts der Sulfidkapazität der negativen Elektrode.
Die Batterielebensdauer erhöht sich mit steigender Temperatur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs, da die Kapazität mit steigender Temperatur zunimmt. Bei gleichbleibender Entladekapazität nimmt die Entladetiefe bei steigender Temperatur ab und die Feststofflebensdauer verlängert sich.
4. Einfluss der Schwefelsäurekonzentration
Obwohl sich die Erhöhung der Säuredichte positiv auf die Kapazität der positiven Platte auswirkt, erhöht sich die Selbstentladung der Batterie, die Korrosion des Gitters wird ebenfalls beschleunigt und auch die Lockerung und Ablösung von Bleidioxid wird gefördert. Mit zunehmender Dichte der in der Batterie verwendeten Säure nimmt die Zyklenlebensdauer ab.
5. Einfluss der Entladestromdichte
Mit zunehmender Entladestromdichte verringert sich die Batterielebensdauer, da sich das positive Bleidioxid unter Bedingungen hoher Stromdichte und hoher Säurekonzentration löst und abfällt.