Galvanische Sekundärelemente

Galvanische Sekundärelemente geben sofort nach dem Schließen des Stromkreises eine Spannung ab. Ein Strom fließt dann so lange, bis die Ladungsmenge verbraucht ist. Im Gegensatz zum Primärelemente sind die elektrochemischen Vorgänge innerhalb eines Sekundärelements umkehrbar. Sie können durch Zuführen von elektrischer Energie wieder aufgeladen werden.
Sekundärelemente lassen sich deshalb wiederholt verwenden. Sie werden Akkumulator (Akku) oder Sammler genannt.
Wird einem Akku elektrische Energie zugeführt (Laden) wird diese in chemische Energie umgewandelt. Wird einem Akku elektrische Energie entzogen (Entladen) wird diese aus der chemischen Energie umgewandelt.

Definition

Das galvanische Sekundärelement besteht aus zwei Materialien, die als Elektrode dienen und in ein Elektrolyt getaucht sind. In diesem Zustand ist das Sekundärelement als Spannungsquelle unbrauchbar. Es muss zuerst aufgeladen werden, bevor es nach dem Ladevorgang Strom abgeben kann. Daher die Bezeichnung Sekundärelement.

Ladevorgang / Ladeverfahren

Jeder Akku hat eine besondere Art und Weise wie er geladen werden muss. Da hier nicht jeder Akku-Typ berücksichtigt werden kann, beziehen sich die folgenden Ausführungen auf den Blei- und den Nickel-Cadmium-Akkumulator (NiCd).

  • Konstantstrom-Ladeverfahren (I-Kennlinie)
  • Konstantspannungs-Ladeverfahren (U-Kennlinie)
  • Kombiniertes Ladeverfahren (W-/UI-Kennlinie)

W-Kennlinie

W-Kennlinie für Normalladen
Das Normalladen (12 bis 17 Stunden) erfolgt meist nach der W-Kennlinie. Anfangs ist der Ladestrom sehr groß. Mit steigender Ladespannung sinkt der Ladestrom immer mehr ab und geht in einen kleinen konstanten Ladestrom über, bis die Ladeschlussspannung erreicht ist.

UI-Kennlinie

UI-Kennlinie für Schnellladen
Das Schnellladen (1 bis 2 Stunden) erfolgt nach der UI-Kennlinie. Anfangs wird der Akku mit einem konstanten Ladestrom geladen. Währenddessen steigt die Ladespannung an. Ab der Gasungsspannung bleibt die Ladespannung konstant und der Ladestrom geht auf einen kleinen konstanten Ladestrom zurück.

Akkumulatoren

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