Zink-Luft-Batterien sind Primärzellen, also nicht wiederaufladbare Batterien. Ihre chemische Reaktion basiert auf der Oxidation von Zink. Zink-Luft-Batterien gehören zu den Metall-Luft-Batterien und verwenden eine relativ alte Technik, die vielfach in Knopfzellen, aber auch in anderen Batterieformen und -größen eingesetzt wird Die Überlegungen reichen über den Einsatz klassischer Batterien weit hinaus bis hin zur Energiequelle für Kraftfahrzeuge.
Der Aufbau von Zink-Luft-Batterien
Vom Aufbau her bestehen Zink-Luft-Batterien aus einer Anode aus Zinkpulver, die Kathode wird aus dem Luftsauerstoff gebildet, der Elektrolyt ist Kalilauge und als Katalysator dient ein Graphitstab, Graphitpulver oder ein Kohlenstoffgitter. Bei der häufig gewählten Bauform der Knopfzelle befinden sich zwischen dem Zinkpulver und dem Sauerstoff ein Separator und das Kohlenstoffgitter. Die Zuführung des Sauerstoffs erfolgt durch kleine Luftlöcher, die bis zum Einsatz durch Klebebänder versiegelt sind. Sobald die Luftlöcher geöffnet werden und Sauerstoff zugeführt wird, findet eine Oxidation des Zinks mit dem Sauerstoff statt und die Zink-Luft- Batterie gibt die Nennspannung ab.
Nach der elektrochemischen Spannungsreihe ist die Leerlaufspannung von Zink-Luft-Batterien 1,6 V. Durch eine Drosselung der Luftzufuhr wird die Spannung auf gängige Werte von Quecksilberoxid-Zink-Batterien von 1,3 V bis 1,4 V reduziert. Die Energiedichte liegt bei über 500 Wh/kg.
Da Zink-Luft-Batterien bei Sauerstoff reagieren und Energie erzeugen, ist die Luftabgeschlossenheit bei der Lagerung und vor dem Einsatz besonders wichtig, da sich die Batterie sonst selbst entlädt. Erfolgt keine Luftzufuhr liegt die Selbstentladung bei ca. 3 % pro Jahr. Außerdem hat sie keinen Memory-Effekt. Eingesetzt werden Zink-Luft-Batterien als Hörgerätebatterien. In Armbanduhren ist ihr Einsatz eingeschränkt, da diese häufig luftdicht versiegelt sind.