1. Erholung. Wir haben gesehen, daß die Klemmenspannung eines Akkumulators bei der Entladung sinkt, weil der Elektrolyt im Innern der Platten und dicht an der Oberfläche an Säure verarmt. Für die Richtigkeit dieser Erklärung spricht auch diejenige Erscheinung, die man als Erholung bezeichnet. Sie besteht darin, daß nach Verringerung der Belastung, besonders nach Öffnung des Stromkreises, infolge des Ausgleiches der Konzentrationsunterschiede die Spannung zuerst schnell, dann langsam bis zu dem der augenblicklichen Dichte der ganzen Säure entsprechenden Werte steigt. Wenn man die Erscheinung der Erholung nicht kennt oder nicht beachtet, so kann man sich leicht über den Zustand des Akkumulators täuschen. Aus dem Umstande, daß die elektromotorische Kraft rund 2 Volt beträgt, darf man nicht schließen, daß noch eine große Elektrizitätsmenge aufgespeichert sei. Dies geht aus den folgenden Messungen hervor.
Eine Zelle, die bei vierstündiger Entladung eine Kapazität von etwa 16 Amperstunden hat, wurde mit 4 Amp. entladen; die anfängliche elektromotorische Kraft betrug 2,08 Volt. Nach 1 Stunde zeigte das Voltmeter eine Klemmenspannung von 1,95 Volt an; die Entladung wurde unterbrochen. Als sie nach 15stündiger Ruhe fortgesetzt wurde, ergab sich eine elektromotorische Kraft von 2,03 Volt; 31⁄6 Stunden später belief sich die Klemmenspannung auf 1,8 Volt. Nach 5stündiger Pause zeigte das Voltmeter 2,02 Volt an; bei Entnahme von 4 Amp. fiel die Spannung in 5 Minuten auf 1,83 Volt. Aus diesen Beobachtungen ergibt sich wohl von selbst, was man zu tun hat, wenn man sich ein Urteil über die Frage bilden will, wann man mit der Stromentnahme aufhören muß.
2. Selbstentladung. Läßt man einen geladenen Akkumulator unbenutzt stehen, so nimmt seine Kapazität von Tag zu Tag ab, und die Säuredichte sinkt allmählich. Die langsam infolge chemischer Prozesse, die sich in der offenen Zelle abspielen, erfolgende Abnahme der Nutzkapazität bezeichnet man als Selbstentladung.
Hierzu gehört also nicht die durch mangelhafte Isolation verursachte Entladung, die besonders bei Batterien für hohe Spannungen eine Rolle spielt. Der Vorgang ist folgender: Von der positiven Klemme der Batterie fließt ein schwacher Strom durch die Säure über die feuchte Wand der Zelle usw. zum negativen Pole der Batterie. Außerdem können Ströme von dem positiven Pole einer Zelle über die Glaswand nach dem negativen Pole derselben Zelle übergehen.
Die Umwandlung von Blei und Bleisuperoxyd in Bleisulfat, die erfolgt, ohne daß der Akkumulator Strom abgibt, kann durch verschiedene Erscheinungen verursacht werden.
a) Die Säure absorbiert Sauerstoff der Luft; gelangt dieser an die Bleischwammelektrode, so wird Blei oxydiert. Da die Absorption und Diffusion[88] des Sauerstoffs nur sehr langsam erfolgen, so ist die betreffende Kapazitätsabnahme nur gering.
b) Bei der Ladung sättigt sich die Säure in der Nähe der Elektroden und in den Poren der aktiven Masse mit Sauerstoff bezw. mit Wasserstoff, auch werden von den Elektroden selbst geringe Mengen dieser Gase aufgenommen (Okklusion). Nach beendigter Ladung diffundiert der Wasserstoff langsam in die Säure hinein und gelangt nach der positiven Elektrode, wo er reduzierend wirkt; der Sauerstoff wandert langsam nach der Bleiplatte, wo er Oxydation hervorruft. Auch die diesen Vorgängen entsprechenden Verluste spielen keine große Rolle.
c) Größere Elektrizitätsverluste können durch die Anwesenheit von fremden Metallen in der Schwefelsäure verursacht werden. Jedoch sind keineswegs alle Metalle zu den schädlichen zu rechnen, sondern nur diejenigen, die mit Blei in verdünnter Schwefelsäure ein galvanisches Element bilden, bei dem Blei der negative Pol ist. Wir werden hierauf unten noch näher eingehen. Einstweilen nehmen wir an, daß ein schädliches Metall, etwa Platin, in der Akkumulatorsäure enthalten sei. Durch Blei wird das Platin ausgefällt, es schlägt sich also Platin auf der Bleischwammelektrode nieder (wie sich Kupfer auf einem Zinkstabe niederschlägt, den man in die Lösung eines Kupfersalzes eintaucht). Es sei jetzt an folgenden Versuch erinnert: Befinden sich ein Zinkstab und eine Kupferplatte in verdünnter Schwefelsäure, und neigt man die Metalle so, daß sie sich innerhalb der Säure berühren, so beobachtet man an der Berührungsstelle lebhafte Gasentwickelung (Wasserstoff). Die Anordnung bildet ein innerhalb der Säure kurz geschlossenes Voltasches Element; der Strom geht vom Kupfer durch die Berührungsstelle zum Zink, durch die Säure zum Kupfer zurück. In unserem Akkumulator befinden sich nun außerordentlich viele, sehr kleine kurzgeschlossene Elemente, jedes Platinteilchen bildet mit seiner Unterlage ein solches. Die Vorgänge sind ähnliche wie diejenigen, die sich in dem Voltaschen Elemente abspielen (s. [S. 22]) und können durch die Gleichung dargestellt werden
Pb + H2SO4 = PbSO4 + H2.
Dieses gilt auch, wenn sich ein anderes schädliches Metall in dem Elektrolyten befindet.