Blei- und Lithium-Akkus

Der Bleiakkumulator

Der Klassiker für Starterbatterien in Autos nutzt Blei und Schwefelsäure.

• Laden: $2\text{PbSO}_4 + 6\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{PbO}_2 + \text{Pb} + 4\text{H}_3\text{O}^+ + 2\text{SO}_4^{2-}$
• Entladen: Die Reaktion läuft freiwillig in die umgekehrte Richtung ab.
• Umwelt: Blei und Schwefelsäure sind hochgiftig, weshalb Recycling extrem wichtig ist.

Lithium-Ionen-Akkumulator

Der moderne Standard für Smartphones und E-Autos.

• Ladevorgang: $\text{Li}^+$-Ionen wandern durch den Separator vom Metalloxid ($\text{LiCoO}_2$) zum Graphit ($\text{LiC}_6$).
• Entladevorgang: Die Ionen fließen freiwillig zurück, Elektronen liefern den Nutzstrom.

💡 Tipp: Beim Laden erzwingst du einen instabilen Zustand, beim Entladen stellt sich das stabile Gleichgewicht freiwillig wieder ein.

Pflege & Ladekurve

Optimaler Akku-Betrieb

Lithium-Ionen-Akkus reagieren empfindlich auf extreme Bedingungen.

• Ladestatus: Akku am besten immer zwischen 20% und 80% halten.
• Temperatur: Hitze trocknet den Elektrolyt aus (Gefahr von Kurzschluss und Brand), Kälte erhöht den Innenwiderstand.

Die zwei Ladephasen

Der Ladevorgang verläuft nicht gleichmäßig, sondern in zwei Schritten:

• Phase I (CC): Konstanter Ladestrom füllt den Akku schnell bis etwa 65% auf.
• Phase II (CV): Konstante Spannung, während der Strom exponentiell abfällt.

Beispiel:

• Phase I: Schnelles Laden in 75 Min.
• Phase II: Langsames Laden bis 180 Min.

💡 Achtung: Moderne Geräte schalten sich bei Kälte oder fast leerem Akku automatisch ab, um eine schädliche Tiefenentladung zu verhindern.