Alles wat u moet weten over loodaccu’s

Met hun veerkracht, betrouwbaarheid en lange standby-duur zijn loodaccu’s de maatstaf voor industrieel gebruik. Er zijn nu verschillende loodzuur-batterijsystemen voor een breed scala van toepassingen, van medische technologie tot telecommunicatieapparatuur. Lees meer over de fascinerende technologie van loodaccu’s, hun verschillende systemen en toepassingsgebieden in deze gids.

Wat zit er achter de technologie van loodaccumulatoren ( loodaccu’s)?

Loodaccu’s bestaan gewoonlijk uit een zuurbestendige buitenhuid en twee loden platen die als elektroden worden gebruikt. Zwavelzuur dient als elektrolyt.

De eerste loodbatterij werd reeds in 1854 ontwikkeld door de Duitse arts en natuurkundige Wilhelm Josef Sinsteden. Hij gebruikte twee loden platen naast elkaar in een vat met verdund zwavelzuur en zette dit onder spanning. Na een paar laad- en ontlaadprocessen stelde hij een meetbare capaciteit vast. Accumulatoren werden in die tijd echter nauwelijks gebruikt.

Pas twintig jaar later – in 1866 – brak de technologie door. Werner von Siemens ontwikkelde de elektrische generator en vanaf dat moment nam de vraag naar manieren om elektrische energie op te slaan toe. Vanaf dit moment was de loodbatterij niet meer weg te denken uit de industrie. Zelfs meer dan 150 jaar later is de loodbatterij nog steeds een van de belangrijkste en meest gebruikte batterijtechnologieën.

Algemene voor- en nadelen van loodaccu’s

Loodaccu’s staan bekend om hun lange levensduur. Een loodbatterij die als opslagbatterij wordt gebruikt, kan bijvoorbeeld 5 tot 15 jaar meegaan, afhankelijk van de kwaliteit en het gebruik. Ze zijn meestal goedkoop in aanschaf. Tegelijkertijd zijn ze uiterst duurzaam, betrouwbaar en vergen ze niet veel onderhoud. Deze kenmerken geven de lood-zuur-batterij een zeer goede prijs-prestatieverhouding.

Een zwak punt van loodbatterijen is echter hun gevoeligheid voor diepe ontlading, waardoor een batterij onbruikbaar kan worden. Daarom moet het altijd worden opgeladen tot ten minste 20 procent. Intussen zijn er ook modellen met diepontladingsbeveiliging. Aangezien tijdens het opladen kleine hoeveelheden gas vrijkomen, moet de loodaccu in goed geventileerde ruimten worden geplaatst om explosies te voorkomen.

Loodaccu’s worden over het algemeen gekenmerkt door een hoge vermogensdichtheid. Dit betekent dat zij hoge stromen kunnen leveren. Dit is bijzonder voordelig voor industrieel gebruik of voor startaccu’s voor voertuigen.

Een van hun nadelen is hun betrekkelijk lage energiedichtheid. Daardoor zijn ze relatief zwaar voor hun volume. Daarom zijn ze niet helemaal ideaal voor elektrische voertuigen die een bijzonder grote hoeveelheid energie moeten opslaan. Anderzijds kan het hoge gewicht ook worden gebruikt: bijvoorbeeld als tegengewicht voor machines die hoge lasten moeten vervoeren.

Diverse lood-zuur batterijsystemen

Loodaccu’s zijn thans verkrijgbaar in verschillende types: loodgel-accu’s, loodvlies-accu’s en zuivere loodaccu’s. De verschillen zijn vooral te wijten aan het materiaal dat als elektrolyt dient. Zij komen bijvoorbeeld tot uiting in de mogelijkheid van opslag, onderhoudsintensiteit en prestaties.

Lood-vlies-batterijen

Lood-vlies-batterijen bevatten zuur als elektrolyt, dat gebonden is in een micro-glasvlies. Een alternatieve term hiervoor is Absorbent Glass Mat (AGM), en daarom wordt hij vaak een AGM-batterij genoemd. Dankzij het glasvezelvlies is deze batterij lekvrij en onderhoudsvrij. Dit betekent dat hij ook permanent in zijwaartse positie kan worden gebruikt. Bovendien gaat hij meestal langer mee dan ondergelopen varianten en biedt hij een verbetering van de prestaties en de snelheid.

Loodaccu’s behoren tot de klepgeregelde lood-zuur accu’s. Hiermee is het mogelijk de hoeveelheid waterstof en zuurstof te regelen die tijdens het opladen kan ontsnappen. Daarom worden deze accu’s vaak gebruikt wanneer een grote hoeveelheid energie voor lange tijd moet worden opgeslagen, bijvoorbeeld in noodstroomvoorzieningen. Als u een oplaadbare batterij gebruikt voor noodstroomvoorziening, noodverlichting, een alarmsysteem of een brandalarmsysteem, moet deze voldoen aan de hoogste kwaliteitsnormen en dus een VdS-goedkeuring hebben.

Door zijn vele positieve eigenschappen wordt de loodbatterij nu op verschillende manieren gebruikt en heeft zij verschillende eigenschappen:

• Standby loodaccu’s worden gebruikt in UPS en alarmsystemen. Zij zijn ontworpen voor weinig laadprocessen, maar worden gekenmerkt door een bijzonder lange standby-duur.
• Vooral cyclusvaste loodaccu’s kunnen vaak worden ontladen en weer opgeladen. Het oplaadproces verloopt ook sneller dan bij conventionele loodaccu’s. Ze worden gebruikt in campers, scheepvaarttoepassingen, rolstoelen, medische e-scooters en nog veel meer.
• Loodaccu’s met hoge stroomsterkte zijn speciaal ontwikkeld voor toepassingen waarbij in korte tijd hoge ontlaadstromen nodig zijn. Zij kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt in voertuigen, motorfietsen of robotica.

Lood-gel batterijen

Lood-gel batterijen gebruiken vloeibaar zwavelzuur als elektrolyt, dat gebonden is met kiezelzuur. Dit type is ook volledig afgesloten en heeft een klep die voorkomt dat de elektrolyt weglekt. Daardoor zijn ze gemakkelijker te vervoeren en kunnen ze ook in zijwaartse positie worden opgesteld. Ze zijn ook bijna onderhoudsvrij.

Aangezien er geen gas ontsnapt uit het verzegelde ontwerp, kunnen de batterijen worden gebruikt in de nabijheid van mensen en in gesloten ruimten. Bovendien kunnen ze worden gebruikt waar strengere milieubeschermingsvoorschriften gelden, zoals op waterscooters.

De toepassingsgebieden zijn vergelijkbaar met die van de loodvliesaccumulator. Accumulatoren voor cyclische werking worden vooral gebruikt in elektrische voertuigen, mobilhomes, boten of trapliften. Batterijen die ontworpen zijn om continu te werken, zijn geschikt voor waarschuwings- en noodstroomsystemen, alsook voor telefoon- en zonnesystemen.

Er is maar één ding waar je rekening mee moet houden: Aangezien de inwendige weerstand in loodgel-accu’s hoger is dan in bijvoorbeeld open lood-accu’s, zijn zij minder geschikt om hoge stromen te leveren.

Zuivere loodaccu’s

Zuivere loodaccu’s zijn speciaal ontworpen voor bijzonder veeleisende toepassingen in de industrie. Ze hebben ook een gesloten ontwerp. De elektrode is gemaakt van lood met een hoge zuiverheidsgraad, dat dunner is dan in conventionele loodbatterijen. Als alternatief kunnen de platen ook worden gemaakt van een samenstelling van lood en tin. Dit verlaagt de interne druk in de batterij, waardoor het mogelijk wordt een hoge vermogensdichtheid in oplaadbare batterijen te bereiken. In deze gids vindt u meer informatie over zuivere loodbatterijen.

Conclusie

Bijna 170 jaar na de uitvinding van de eerste loodzuur-batterij is de technologie nu stevig verankerd in veel verschillende toepassingsgebieden. Voordelen zoals lange levensduur, vermogensdichtheid en weerstand maken de accumulatoren onmisbaar voor de industrie.

Foto: Adobe Stock