Batterie

Eine Batterie ist ein nicht wiederaufladbarer Energiespeicher, der auf elektrochemischer Umwandlung basiert. Er wird als Primärzelle bezeichnet, im Gegensatz zu den wiederaufladbaren Akkus, die als Sekundärzelle bezeichnet werden. Eine Batterie besteht aus zwei Elektroden, der Anode und der Kathode, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen und sich in einem Elektrolyt befinden.


Ein solches Element bei dem sich zwei verschiedene Materialien in einen Elektrolyt befinden und bei dem durch elektrochemische Umsetzung Gleichspannung erzeugt wird, heißt galvanisches Element oder galvanische Zelle. Die Anode einer galvanischen Zelle ist negativ geladen, die Kathode positiv.

Aufbau einer Batterie

Aufbau einer Batterie

An den Grenzflächen zwischen den beiden Elektroden und dem Elektrolyt finden elektrochemische Reaktionen statt, die als Spannungswert zwischen den Elektroden gemessen werden können. Der Spannungswert ist abhängig vom Elektrodenmaterial und der elektrochemischen Reaktion und wird als elektrochemische Spannungsreihe bezeichnet. Je nach Materialien können dabei Spannungswerte zwischen +2,9 V und -3,0 V entstehen.

Die verschiedenen Bauform-Bezeichnungen für Geräte-Batterien

Die verschiedenen Bauform-Bezeichnungen für Geräte-Batterien

Die meisten Batterien verwenden Zink (Zn), Kohle oder Mangan (Mn). In der Regel besteht die negative Elektrode, die Anode, aus Zink und hat die Form eines Behälters, in den das Elektrolyt und die positive Elektrode eingebracht werden. Batteriezellen haben meistens eine Quellenspannung von 1,5 V. Die positive Elektrode, die Kohle-Elektrode, enthält neben Braunstein oft elektrolytisch erzeugtes Mangan-Oxyd. Marktgängige Batterien sind Zink-Kohle-Batterien, Zink-Luft-Batterie, Alkali-Mangan-Batterien (ZnMnO2), Zink-Quecksilberoxid-Batterien und Lithium-Batterien.

Zur Leistungssteigerung werden die Zinkelektroden mit einigen Prozent Quecksilber (Hg) versetzt. Da sich der Zinkbecher bei der Entladung teilweise auflöst, ist er von einem Stahlmantel umgeben.

Parameter und Kennwerte von Batterien

Wichtige Parameter von Batterien sind die Nennspannung oder Leerlaufspannung, die Batteriekapazität, angegeben in Amperestunden (Ah), der Innenwiderstand, die Nennbelastung und die Energiedichte als Verhältnis von Kapazität zu Gewicht.

Geräte-Batterien nach DIN, ANSI, IEC, Fotos: Duracell

Geräte-Batterien nach DIN, ANSI, IEC, Fotos: Duracell

Von der Bauform her unterscheidet man zwischen den Rundbatterien, die alle 1,5 V haben, den Flachbatterien (4R61), die aus drei Rundbatterien bestehen und 4,5 V haben, den 9-V-Blockbatterien (6R62) und den Knopfzellen.

Die Umweltverträglichkeit von Batterien ist in der Batterieverordnung (BattV) beschrieben in dem die Grenzwerte für Schadstoffe und die Entsorgung geregelt sind.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Batterie
Englisch: battery
Veröffentlicht: 31.01.2017
Wörter: 349
Tags: #Batterien, Akkus
Links: Akku (Akkumulator), Alkali-Mangan-Batterie, Amperestunde, Batteriekapazität, BattV (Batterieverordnung)