Lithium-Ionen-Batterien sind weltweit zum Liebling der Energiespeicherung geworden. Lithium-Ionen-Batterien haben den Vorteil, dass sie leicht und leistungsstark sind und eine lange Lebensdauer haben, was sie zur Hauptquelle für mobile Anwendungen wie Elektrofahrzeuge, persönliche elektronische Produkte, Mobiltelefone und batteriebetriebene Elektrowerkzeuge macht. Allerdings befindet sich der traditionelle Markt für Blei-Säure-Batterien (der durch Lithium-Ionen-Batterien ersetzt wird) immer noch in einem Wachstumstrend: Im Jahr 2018 betrug der weltweite Marktwert von Blei-Säure-Batterien 39,7 Milliarden US-Dollar und wird voraussichtlich bis zum Jahr 59,7 Milliarden US-Dollar erreichen 2026, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 5,2 %.
Blei-Säure-Batterien haben eine über 160-jährige Geschichte in vielen verschiedenen Anwendungen und sind nach wie vor die am häufigsten verwendete wiederaufladbare elektrochemische Batterie in kleinen und mittleren Speicheranwendungen. Blei-Säure-Batterien zeichnen sich durch Sicherheit, niedrige Kosten, einfaches Laden und einfaches Recycling aus. Die Batterie besteht aus zwei Elektroden, die in Schwefelsäure-Elektrolyt getaucht sind. Die positive Elektrode besteht aus metallischem Bleioxid, während die negative Elektrode aus metallischem Blei besteht.
Es gibt zwei Arten von Blei-Säure-Batterien: reichhaltige flüssige Blei-Säure-Batterien und wartungsfreie ventilgeregelte Blei-Säure-Batterien (VRLA). Reichhaltige Blei-Säure-Batterien sind relativ kostengünstig, erfordern jedoch im Vergleich zu wartungsfreien, ventilgeregelten Batterien einen hohen Wartungs- und Belüftungsaufwand. Die AGM-Batterie ist eine Art VRLA-Batterie und ihr Glasfaser-Absorptionspad enthält flüssigen Schwefelsäure-Elektrolyten. AMG-Batterien können in jeder Position betrieben werden und es tritt kein Elektrolytverlust auf, selbst wenn das Batteriegehäuse beschädigt ist.
Blei-Säure-Batterien werden am häufigsten im Start-Stopp-System von Automobilen verwendet. Niedrige Kosten, die Fähigkeit, in kurzer Zeit hohen Strom zu erzeugen, und die Verwendung eines integrierten Wechselstromgenerators zum Laden sind Schlüsselfaktoren für Batterien. Für andere Verwendungszwecke stellen diese Batterien einige Herausforderungen dar, darunter relativ kurze Lade- und Entladezyklen während der Testphase der Batterie und eine niedrige Energiedichte aufgrund ihres hohen Gewichts (Batterien bestehen schließlich aus Blei).
