Part 6

~Liebenow~ gelangt auf Grund seiner Beobachtungen zu der Regel, daß die Fuchssche Methode dann eindeutige Resultate gibt, wenn sie klar eine wesentliche Verschiedenheit der Kapazität beider Plattensorten anzeigt. Wenden sich dagegen die beiden Kurven (e₁ und e₂) beim Herabgehen der Klemmenspannung gleichzeitig, so können positive und negative Platten die gleiche Kapazität haben, es kann aber auch die der einen kleiner sein als die der anderen.

~Wirkungsgrad~[62]. Nennt man die einem Elemente während der Ladung zugeführte Elektrizitätsmenge, ausgedrückt in Amperstunden (oder in Coulomb), Q₁ und die während der Entladung von der Zelle abgegebene Elektrizitätsmenge Q₂, so ist

Q₂ -- der Wirkungsgrad. Q₁

Multipliziert man den erhaltenen Bruch mit 100, so erhält man den Wirkungsgrad in Prozenten der hineingeladenen Elektrizitätsmenge.

Da Q₁ und Q₂ von der Stromdichte, also auch von der Dauer der Ladung und Entladung, abhängig sind, so empfiehlt es sich, mit derselben Stromdichte zu entladen, mit der geladen wurde (s. Kapazität).

Der Wirkungsgrad beträgt aus verschiedenen Gründen weniger als 100% (in der Praxis nimmt man 85-90% an). Stromverluste, die man bei Laboratoriumsversuchen auf 3-4% herunterdrücken kann, werden zum Teil durch eine schwache während der ganzen Ladung erfolgende Gasbildung verursacht. Je größer die Stromdichte bei der Ladung ist, um so größer ist die durchschnittliche Klemmenspannung, um so größer wird also auch der Bruchteil des Stromes, der für die Gasbildung nutzlos verwertet wird. Besonders während der „Überladung‟ (Ladung nach Beginn des „Kochens‟) werden größere Elektrizitätsmengen für die Abscheidung von Wasserstoff und Sauerstoff verbraucht, die bei der Entladung nicht wiedergewonnen werden. Bei einer Wirkungsgradbestimmung wird man daher von einer Überladung absehen.

Kleine Verluste können auch dadurch verursacht werden, daß während der Ladung Teilchen der aktiven Masse durch die Gase abgekratzt oder losgesprengt werden.

Läßt man das Element nach erfolgter Ladung unbenutzt stehen, so erfolgt Selbstentladung, die eine Verringerung von Q₂ zur Folge hat. Je länger also die zwischen Ladung und Entladung liegende Zeit ist, um so geringer wird der Wirkungsgrad.

~Nutzeffekt~[63]. Man versteht darunter den Quotienten, den man erhält, wenn man die vom Akkumulator während der Entladung abgegebene Energie (gemessen in Wattstunden) durch die dem Akkumulator bei der vorhergegangenen Ladung zugeführte Energie (in Wattstunden) dividiert. Beispiel: Eine Zelle wurde mit 50 Amper 4 Stunden lang geladen; die mittlere Ladespannung war 2,3 Volt; die dem Akkumulator zugeführte Energie w₁ betrug

w₁ = 2,3 . 50.4 Wattstdn. = 460 Wattstdn.

Die Zelle wurde etwa ½ Stunde nach der Ladung mit 50 Amp. entladen; nach ungefähr 3¾ Stunden war die Spannung auf 1,8 Volt gesunken. Da die mittlere Spannung, wie die Messungen ergaben, jetzt rund 1,9 Volt betrug, so belief sich die vom Akkumulator abgegebene Leistung w₂ auf

w₂ = 50 . 3,75 . 1,9 Wattstdn. = 356,25 Wattstdn.

Mithin war in diesem Falle der Nutzeffekt gleich

w₂ 356,25 -- = ------ = 0,77 oder 77%. w₁ 460

Im Laboratorium kann man, wenn man mit geringer Stromdichte lädt und entlädt, einen Nutzeffekt von 90% und noch mehr erzielen. Mit zunehmender Entladestromstärke nimmt der Quotient ab. In der Praxis rechnet man mit einem Nutzeffekte von 70-75%. [Auf die Rolle, die die zwischen Ladung und Entladung liegende Zeit spielt, ist schon aufmerksam gemacht worden.]

Man könnte der Ansicht sein, daß der Nutzeffekt deshalb mit wachsender Entladestromstärke sinkt, weil bei größerer Stromdichte der innere Widerstand des Akkumulators zunimmt. Daß sich dieser mit der Stromstärke und mit der Dauer der Zufuhr bezw. Entnahme von Elektrizität etwas ändert, soll später nachgewiesen werden. Einstweilen begnügen wir uns mit der Bemerkung, daß der innere Widerstand auch kleiner Zellen in den verschiedenen Stadien der Ladung und Entladung und daher auch der Spannungsverlust im Elemente (i · w) so klein ist, daß durch ihn der Nutzeffekt nur in geringem Maße beeinflußt wird. Die Gründe, weshalb der Nutzeffekt weit unter 100% liegt, sind schon früher dargelegt worden; diese sind die Konzentrationsänderungen und die Abhängigkeit der elektromotorischen Kraft von der Säuredichte.

Daß durch die Konzentrationsänderungen, die sich sowohl bei der Ladung wie bei der Entladung vollziehen, Arbeitsverluste verursacht werden, kann man sich auch folgendermaßen klar machen. Wenn man zwei Schwefelsäurelösungen verschiedener Konzentration mischt, so wird Wärme frei; sollen umgekehrt die beiden miteinander vermischten Säuren getrennt, soll also ein Konzentrationsunterschied hergestellt werden, so muß Arbeit aufgewendet werden. Da nun im Akkumulator durch den Strom ein Konzentrationsunterschied hergestellt und aufrecht erhalten wird, so muß hierfür elektrische Energie verbraucht werden. ~Dolezalek~ leitet eine Formel für die betreffenden Energieverluste ab, aus der sich ergibt, daß der Nutzeffekt abhängig ist von dem mechanischen Bau (Porosität) der Platten, von der Leitfähigkeit der Plattensäure, von der Stromstärke und von der Zeit. Beachtenswert ist, daß diese Energieverluste, ebenso wie die der Jouleschen Wärme entsprechenden der Leitfähigkeit der Säure umgekehrt proportional sind. Da nun Säure vom spezifischen Gewicht 1,22 (ca. 30% Schwefelsäure) das Maximum der Leitfähigkeit besitzt, so ist der Nutzeffekt bei dieser Säuredichte am größten.

Die Arbeitsverluste kann man graphisch bestimmen, wenn man die Lade- und Entladekurve aufgenommen hat. Wählt man nämlich für die beiden Kurven dieselben Koordinatenachsen (Zeiten als Abszissen, Spannungen als Ordinaten), so schließen dieselben eine Fläche ein, die ein Maß für die Energieverluste ist. Um dies zu beweisen, denken wir uns die Zeit in Abschnitte t₁, t₂ ... zerlegt, die so klein sind, daß man von der Änderung der Spannung während eines jeden Intervalls absehen kann. Nennen wir die zugehörigen Spannungen bei der Ladung E₁, E₂ ..., bei der Entladung e₁, e₂ ..., und bezeichnen wir die (konstante) Stromstärke, die bei der Ladung und Entladung die gleiche sein muß, mit J, so ist die

Ladearbeit während der Zeit t₁ gleich E₁ · J · t₁, „ „ „ „ t₂ „ E₂ · J · t₂ ... Entladearbeit „ „ „ t₁ „ e₁ · J · t₁, „ „ „ „ t₂ „ e₂ · J · t₂ ...

Der Energieverlust in der Zeit t₁ ist mithin (E₁ - e₁) · J · t₁ oder proportional (E₁ - e₁) · t₁. Durch dieses Produkt wird aber das der Zeit t₁ entsprechende Stück der zwischen den beiden Kurven liegenden Fläche dargestellt usw.

Der ~innere Widerstand~ eines Akkumulators, der bei Pufferbatterien (s. Kap. 9) eine wichtige Rolle spielt, kann in drei Summanden zerlegt werden, nämlich in den Widerstand, den der Strom in den verschiedenen Teilen der positiven Platte (bezw. Platten) findet (w_{p}), denjenigen in der negativen Elektrode (w_{n}) und den Widerstand in der Säure zwischen den Elektroden (w_{s}). Zu w_{p} und w_{n} ist auch derjenige Widerstand zu rechnen, den die Elektrizität in der in den Poren befindlichen Säure findet. Diese beiden Summanden, die unter sonst gleichen Umständen bei ~Planté~-Platten einen anderen Wert haben als bei ~Faure~-Platten, ändern sich im Laufe der Ladung und Entladung. Je mehr Bleisulfat nämlich zwischen den Blei- bezw. Bleisuperoxydpartikelchen verteilt ist, um so größer werden w_{p} und w_{n}; ferner steigt bezw. sinkt die Konzentration der Säure in den Poren; endlich hat die Erzeugung von Joulescher Wärme eine Temperaturerhöhung zur Folge. Auch mit dem Alter der Platten ändern sich die beiden Widerstände (s. Lebensdauer).

w_{s} ist ebenfalls variabel, da die Dichte der Säure zwischen den Platten (der „äußeren‟ Säure) während der Ladung zunimmt und bei der Entladung sinkt; dies gilt besonders von denjenigen Schichten der Säure, die an die Oberflächen der Platten grenzen; auch können Gase, die sich gegen Ende der Entladung entwickeln, eine Vergrößerung von w_{s} verursachen.

Die Leitfähigkeit einer Schwefelsäurelösung ändert sich mit dem spezifischen Gewichte. Setzt man einer bestimmten Menge Wasser Schwefelsäure in kleineren Quantitäten nach und nach zu, so findet man, daß das Leitungsvermögen zuerst schnell, dann langsam wächst, später aber wieder abnimmt; bei einer Säuredichte von 1,224 ist das Leitungsvermögen ein Maximum. Die betreffende Lösung enthält etwa 30,5 Gewichtsprozente Schwefelsäure; der spezifische Widerstand (Widerstand pro cm³) beträgt etwa 1,35 Ohm[64].

Der Widerstand eines Akkumulators im stromlosen Zustande kann wie derjenige eines jeden anderen elektrolytischen Apparates bestimmt werden. Bei der einfachen Brückenschaltung mit den von F. ~Kohlrausch~ angegebenen Modifikationen (Wechselströme, Telephon) erhält man besonders bei größeren Zellen (bei solchen ist der Widerstand kaum ein Tausendstel Ohm groß) wegen der Übergangswiderstände an den Klemmen keine genauen Resultate. Diese werden bei der Brückenschaltung von ~Matthiesen~ und ~Hockin~ eliminiert.

Angenähert (der Größenordnung nach) kann man den inneren Widerstand folgendermaßen bestimmen. Man lädt das Element, dessen Widerstand man ermitteln will, aus zwei hintereinander geschalteten Akkumulatoren unter Einschaltung eines Kurbelrheostats. Die Klemmen der Ladebatterie seien k₁ und k₂, die daran befestigten Drähte d₁ und d₂. Legt man d₁ ~und~ d₂ an k₁ (oder an k₂), so gibt das zu untersuchende Element Strom ab. Dieser Strom ist bei Beginn der Ladung nur wenig verschieden von dem Ladestrom. Bei einiger Übung kann man innerhalb eines Zeitraumes von einigen Sekunden laden, umschalten (also entladen) und die nötigen Ablesungen an einem mit den Klemmen des Elementes verbundenen Voltmeter vornehmen. Während der Ladung ist

e = E + i · w

(e = Klemmenspannung, E = elektromotorische Kraft der Zelle)

und während der Entladung ist

e′ = E - i · w.

Die Differenz der beiden Klemmenspannungen ist also (angenähert) gleich 2wi.

Wenn die elektromotorische Kraft eines Akkumulators konstant wäre, so könnte man w leicht während der Ladung und Entladung bestimmen; denn dann wäre

e - E w = -----. i

Es würde genügen, „den Stromkreis für kurze Zeit zu öffnen‟ und die Spannung, die das mit den Klemmen verbundene aperiodische Voltmeter anzeigt (E), abzulesen. Wie jedoch aus den Kurven im folgenden Kapitel hervorgeht, gehen die Änderungen der elektromotorischen Kraft schnell vor sich, so daß die Unterbrechungsmethode sehr unzuverlässig ist. Will man den Widerstand einer Zelle während des Stromdurchganges genau bestimmen, so kann man die Methode von ~Uppenborn~[65] oder die von ~Nernst~ und ~Haagn~ angegebene benutzen. Letztere unterscheidet sich von der gewöhnlichen Brückenmethode dadurch, daß zwei Widerstände durch Kondensatoren ersetzt sind, außerdem wird noch ein Hilfskondensator eingeschaltet, der verhindert, daß die Zelle Strom in die Brückenanordnung sendet[66]. (Eine ausführliche Beschreibung der verschiedenen Meßmethoden findet man in dem bekannten Werke von F. ~Kohlrausch~, Leitfaden der Physik.)

Nach Messungen von ~Haagn~ stieg der Widerstand einer kleinen Zelle während der etwa fünfstündigen Entladung von 0,018 bis 0,045 Ohm, während der Ladung fiel er von 0,04 auf 0,018 Ohm. Nach Messungen von ~Häberlein~ verhält sich der Widerstand bei Beginn zu demjenigen am Ende der Ladung wie 17 : 24. ~Roloff~ gibt für die Type 3 × J₁ der Akkumulatoren-Fabrik Akt.-Ges. an, daß der Widerstand bei Beginn der Entladung 0,0012 Ohm und am Ende 0,0018 Ohm war.

Da die Konzentration der Säure in den Poren der wirksamen Masse von der Stromdichte abhängig ist, so folgt erstens, daß bei schneller Entladung (großer Stromdichte) der durchschnittliche (mittlere) Widerstand größer ist als bei langsamer Entladung und zweitens, daß der Spannungsabfall im Elemente (w · J) nicht linear mit der Stromdichte wächst, sondern in einem etwas stärkeren Verhältnisse.

Wenn man Zellen von verschiedener Kapazität, die aus Platten von derselben Konstruktion zusammengesetzt sind und Säure von derselben Dichte enthalten, mit gleicher Stromdichte beansprucht, so darf man das Produkt w · J als konstant ansehen; denn in dem Maße, in dem w bei den großen Zellen abnimmt, wächst J.

[52] Wenn man zwischen Platin- oder Kohlenelektroden verdünnte Schwefelsäure zersetzt, so steigen an den Außenseiten der Elektroden nur wenige Gasblasen empor. Bei der Ladung eines Akkumulators wird dementsprechend an der Außenseite der positiven und negativen Elektrode nur wenig Bleisuperoxyd bezw. Blei gebildet.

[53] Diese müßte eigentlich als „Kapazität‟ schlechthin bezeichnet werden.

[54] E. T. Z. 1904, S. 587.

[55] E. T. Z. 1897, S. 287.

[56] E. T. Z. 1889, S. 88.

[57] E. T. Z. 1901, S. 811.

[58] Wenn man einen Elektrolyten erwärmt, so wächst das Leitungsvermögen ziemlich stark.

[59] ~P. Schoop~, Die Sekundär-Elemente.

[60] Zeitschr. f. Elektrochemie 1902, Nr. 44.

[61] Liebenow empfiehlt als Meßelektrode eine kleine Zelle aus Ton (porös), in der sich Kadmiumamalgam und eine konzentrierte Lösung von Kadmiumsulfat in Akkumulatorensäure befindet. Ein durch einen Glasstab isolierter Draht geht bis zum Kadmiumamalgam. Man stellt die Zelle auf die Oberkante der Platten; ihr unteres Ende muß dann von der Säure benetzt werden. Die Anordnung entspricht einem Voltaschen Elemente, bei dem eine Elektrode in einer mit verdünnter Schwefelsäure angefüllten Tonzelle steht.

[62] Was hier „Wirkungsgrad‟ genannt wird, wird von anderen Autoren als „Güteverhältnis‟ bezeichnet, während das Verhältnis der entnommenen Energie zu der bei der Ladung aufgewendeten Energie vielfach als Wirkungsgrad bezeichnet wird.

[63] Man vergleiche die Fußnote auf der vorigen Seite.

[64] Man bezieht das Leitvermögen (und den spezifischen Widerstand) der Elektrolyte auf eine Säule von 1 cm Länge und 1 qcm Querschnitt, also kurz auf 1 ccm.

[65] Näheres siehe ~Uppenborn~, Kalender für Elektrotechniker.

[66] Zeitschr. f. Elektrochemie 1897, S. 421.

Viertes Kapitel.

Ladung und Entladung.

Wir wollen zunächst das ~Verhalten~ des Bleiakkumulators während der Ladung und Entladung betrachten.

1. ~Ladung~. In den ersten Minuten nach Beginn der Ladung, für die das in Fig. 2 (s. S. 26) gegebene Schaltungsschema gilt, steigt die Klemmenspannung des Akkumulators ziemlich schnell auf 2,1 bis 2,18 Volt[67]. Oft beobachtet man, daß die Spannung im Anfange der Ladung zuerst steigt und dann wieder etwas abfällt, daß also das erste Stück der Spannungskurve einen kleinen Höcker aufweist. Während des größten Teiles der Ladung wächst die Spannung nur ganz langsam bis zu 2,2 Volt; gegen Ende der Ladung erfolgt ein schneller Anstieg der Kurve.

Bei etwa 2,3 Volt beginnt die Gasentwicklung; an den Anoden schon etwas früher; sie ist zuerst schwach, dann lebhaft; der Akkumulator „kocht‟. Die Klemmenspannung hängt besonders während der Gasbildung in hohem Maße von der Ladestromstärke ab (s. Fig. 7); hat der Strom noch den der vierstündigen Ladung entsprechenden Wert, so steigt die Spannung bis zu etwa 2,7 Volt und ev. noch höher.

In den Fig. 7 und 8 ist der Verlauf der Klemmenspannung bei Beginn und gegen Ende der Ladung graphisch dargestellt. Die Zelle bestand aus 5 Platten, 2 positiven und 3 negativen (10 cm × 14 cm); die ersteren waren Großoberflächenplatten. Die Stromdichte betrug zuerst etwa 0,6, später etwa 0,4 Amp. pro Quadratdezimeter, bezogen auf die positiven Platten.

Die Stromdichte war verhältnismäßig klein. Nach ~Heim~[68] ist bei dreistündiger Entladung die Stromdichte bei positiven Großoberflächenplatten 1,3-1 Amp. pro 1 dm².

Vereinzelte Gasblasen sieht man während der ganzen Ladung emporsteigen. Die Gase, die sich entwickeln, sind die Elemente des Wassers, und zwar entweicht der Sauerstoff an den positiven, der Wasserstoff an den negativen Platten. Die stärkere Gasentwicklung ist ein Zeichen, daß der chemische Umsatz an den dem Strome zugänglichen Teilen der aktiven Masse nahezu vollendet ist. Hat man den Akkumulator mit der höchsten zulässigen Stromstärke geladen, so setzt man, sobald lebhafte Gasbildung erfolgt, den Strom auf die Hälfte bis ein Drittel seiner bisherigen Stärke herab.

Die Klemmenspannung e während der Ladung kann in zwei Summanden zerlegt werden; der eine Teil dient dazu, die Gegenspannung (die momentane elektromotorische Kraft) des Elementes E aufzuheben, der andere, den Ohmschen Widerstand w der Zelle zu überwinden:

e = E + i · w.

Man beobachtet oft, wie schon erwähnt wurde, daß kurze Zeit nach Beginn der Ladung die Potentialdifferenz der Klemmen etwas sinkt und dann wieder ansteigt. Diese Erscheinung ist nach Dolezalek auf eine Änderung des Widerstandes zurückzuführen, den der Strom in den Platten findet. Während der der Ladung vorausgegangenen Ruhepause bedecken sich die Elektroden wahrscheinlich mit einer sehr dünnen Schicht von schlechtleitendem Bleisulfat (s. Sulfatierung). Dieses wird, wenn die Ladung beginnt, in kurzer Zeit gelöst. Im übrigen wird durch die Änderung des inneren Widerstandes während der Ladung die Klemmenspannung nur wenig beeinflußt. Das anfängliche schnelle und das spätere langsame Wachsen der Klemmenspannung ist auf die Änderung der Konzentration der Säure in den Poren der wirksamen Masse und der äußeren Säure zurückzuführen. Sobald die Stromzufuhr beginnt, wird in den Poren Säure frei, die Konzentration (und damit die elektromotorische Kraft) steigt so lange, bis in jedem Zeitteilchen gerade soviel Säure durch Diffusion nach außen gelangt, wie in den Poren durch den chemischen Umsatz erzeugt wird. Je größer die Ladestromstärke ist, um so größer wird der Unterschied der Konzentration der beiden Säuren, um so größer wird die Klemmenspannung. Die Differenz der beiden Konzentrationen können wir, wenn mit konstanter (nicht zu großer) Stromdichte geladen wird, als konstant ansehen; wächst also die Dichte der äußeren Säure, so nimmt auch diejenige der Säure in den Poren zu.

Gegen Ende der Ladung werden von den Platten Gase absorbiert, man spricht daher von einer „Gaspolarisation‟. Da die Okklusionsfähigkeit des Bleies nur eine geringe ist, so ist es sehr zweifelhaft, ob die Gaspolarisation überhaupt eine Rolle spielt. Übrigens kann man, wie wir gesehen haben, den starken Anstieg der Spannung gegen Ende der Ladung darauf zurückführen, daß der Elektrolyt an Bleisulfat verarmt und daher die Konzentration der Blei- und Bleisuperoxydionen[69] eine sehr geringe wird (siehe Theorie von ~Liebenow~).

Verschiedene Firmen schreiben vor, daß die von ihnen gelieferten Akkumulatoren ab und zu nach Beginn der lebhaften Gasentwicklung noch längere Zeit, etwa 2-3 Stunden lang, weiter geladen werden sollen. Der Zweck der ~Überladung~, die im allgemeinen schädlich ist, weil durch die entweichenden Gase Teilchen der aktiven Masse abgerissen werden, die ferner eine nicht unwesentliche Verringerung des Nutzeffektes zur Folge hat, ist ein zweifacher. Es kommt zuweilen vor, daß einzelne Zellen einer Batterie aus irgend einem Grunde gegen die anderen „zurückbleiben‟. Bei diesen Zellen erfolgt die Umwandlung von Bleisulfat in Blei bezw. Bleisuperoxyd langsamer als bei den übrigen Elementen, die sich in normalem Zustande befinden. Während der Überladung geht nun die chemische Umwandlung in den kranken Zellen noch weiter vor sich, so daß ihnen Gelegenheit gegeben wird, sich zu erholen. Ferner werden durch die während der Überladung entweichenden Gasblasen Strömungen in der Säure hervorgerufen (die Säure wird aufgewühlt), die eine Vermischung der unteren, dichteren Schichten mit den oberen, weniger dichten zur Folge haben. Die Konzentrationsverschiebungen kommen dadurch zustande, daß während der Ladung konzentrierte Schwefelsäure zu Boden sinkt. (Die Konzentrationsunterschiede kann man leicht nachweisen, indem man mittels eines Hebers Säure aus den oberen und den unteren Schichten entnimmt und mittels des Aräometers die Dichte mißt.)

~Die Stromdichte darf bei der Ladung einen gewissen oberen Grenzwert nicht überschreiten~, weil sonst 1. die Umwandlung nur oder fast ausschließlich an der Oberfläche der Platten vor sich geht (s. Kapazität), 2. die Ladespannung einen zu hohen Wert hat (s. Nutzeffekt) und 3. infolge der schnellen, den chemischen Umsatz begleitenden Volumänderungen sich der Zusammenhang zwischen der aktiven Masse lockern kann (s. auch S. 14, Überschwefelsäure).

Die größte zulässige Stromdichte hängt von der wirksamen Oberfläche, von der Dicke der aktiven Schicht und von der Porosität der Platten ab. Gewöhnlich beträgt ~der maximale Ladestrom~ (wie er von den Fabriken angegeben wird) so viel Amper, wie der dritte Teil der Kapazität bei dreistündiger Entladung angibt. Ist z. B. die Kapazität bei dreistündiger Entladung 120 Amperstunden, so ist die maximale Ladestromstärke gleich 40 Amp.

Kennt man die ~maximale Ladestromstärke~ nicht, so bestimme man die projizierte Oberfläche der Positiven; ist die Länge einer Platte a cm, die Breite b cm, so ist die Oberfläche einer Platte 2 a b cm²; pro Quadratdezimeter darf man 0,6 bis 0,7 Amp. rechnen.

~Eine untere Grenze für die Ladestromstärke gibt es nicht~; im Gegenteil, je kleiner die Stromstärke, um so günstiger die Ökonomie, um so gründlicher erfolgt der chemische Umsatz. Besonders wenn Zellen zu sehr in Anspruch genommen wurden, oder einige Zeit in entladenem Zustande gestanden haben, ist ihnen eine Ladung mit schwachem Strome von Nutzen.

Über die ~Ladung~ von Akkumulatoren bei ~konstanter Spannung~ hat ~Heim~[70] eingehende Versuche ausgeführt.

Einer Reihe von Ladungen mit (angenähert) konstanter Stromstärke, wie sie für drei- bis vierstündige Ladung vorgeschrieben ist, d. h. von normalen Ladungen, folgten Ladungen mit konstanter Spannung von 2,4 Volt, später von 2,5 Volt pro Zelle. Hierbei ist die anfängliche Stromstärke eine verhältnismäßig sehr große, sie sinkt aber schnell. Die Zellen nehmen in jedem Augenblicke diejenige Elektrizitätsmenge auf, die ihrem momentanen Ladezustande angemessen ist; bei Beginn der Ladung ist die Aufnahmefähigkeit der Zelle eine sehr große. Es ergab sich, daß „der Nutzeffekt beim Laden mit konstanter Spannung von 2,4 bis 2,5 Volt und einer Ladezeit von etwa ½ Stunde nicht sehr wesentlich ungünstiger ausfällt, als man ihn bei 3½- bis 4stündigen Ladungen und 3stündigen Entladungen mit konstantem Strome erzielt‟. Ferner fand ~Heim~, daß durch eine 1½stündige Ladung bei konstanter Spannung von 2,4 Volt die Zellen nicht ganz, bei 2,5 Volt dagegen fast so weit geladen werden, wie durch 3½stündige Ladungen mit konstanter Stromstärke. Durch ½stündige Ladung bei 2,4 Volt erreicht man die Hälfte, durch ½stündiges Laden mit 2,5 Volt zwei Drittel der beim Laden mit konstanter Stromstärke erzielten Kapazität. Der Wirkungsgrad in Amperstunden war fast so günstig wie bei der Ladung mit konstanter Stromstärke.

Von der Ladung mit konstanter Spannung wird man aber nur in Ausnahmefällen Gebrauch machen, wohl nur dann, wenn die Zeit, die für die Ladung zur Verfügung steht, knapp bemessen ist, da ihrer Anwendung die schnellere Abnutzung der Platten und vielfach auch der hohe Betrag der anfänglichen Stromstärke im Wege steht. War doch die Stromstärke bei Beginn der Ladung mit 2,5 Volt 6-7 Mal größer als der höchste zulässige Ladestrom[71] und zwar bei einer Type „für starke Entladung‟.

2. Wir wollen uns jetzt mit den verschiedenen ~Stromquellen~ beschäftigen, die ~für die Ladung~ von Akkumulatoren in Betracht kommen.