Batterien sind elektrochemische Quellen, die als Folge der in ihnen stattfindenden Reaktionen Energie erzeugen und verschiedene mobile Geräte mit Strom versorgen. Sie können in vielen Varianten vorkommen, die sich sowohl in den Eigenschaften als auch in der Anwendung unterscheiden. Jeden Tag verwenden wir verschiedene Batterietypen, und sind uns dessen auch häufig nicht bewusst. Sind Sie neugierig, welche Arten von Batterien in den Läden erhältlich sind? Machen Sie sich mit unserem Text bekannt!
In diesem Artikel erfahren Sie:
- Welche Batterietypen auf dem Markt erhältlich sind,
- Wie sich die Batterietypen unterscheiden,
- Welche Anwendungen jeder Batterietyp findet.
Zink-Kohle-Batterien
Dies ist der erste Batterietyp, der in den allgemeinen Handel eingeführt worden ist. Die Kathoden der Zellen sind aus einem von Mangandioxid umgebenen Kohlenstoffstab ausgeführt und die Anoden aus Zink. Die Funktion des Elektrolyten erfüllt eine Lösung aus Ammoniumchlorid oder Zinkchlorid in Wasser. Die Nennspannung der Zellen beträgt 1,5 V.
Zink-Kohle-Batterien, die auch als Graphit-Batterien bezeichnet werden, zeichnen sich durch niedrige Preise, aber auch eine recht kurze Haltbarkeit aus, sie beträgt nur 2 Jahre. Ein weiterer Nachteil ist das Auslaufen des Elektrolyten als Folge der Tiefentladung.
Die Anwendung von Zink-Kohle-Batterien betrifft hauptsächlich Geräte mit geringem Stromverbrauch. Sie werden beispielsweise in Spielzeug, Taschenlampen, Taschenrechnern, Weckern, Radios, Fernbedienungen, Rasierern oder elektrischen Zahnbürsten verwendet.
Alkali-Batterien
Alkalische Batterien wurden im Jahr 1959 erfunden und werden derzeit häufiger verwendet als die Zink-Kohle-Batterien. Ihr Vorteil ist unter anderem eine größere Kapazität, eine längere Lebensdauer (sogar 5 – 7 Jahre) und ein breiterer Betriebstemperaturbereich (von -30 bis 70°C). Es kommt auch seltener zum Auslaufen des Elektrolyten. Für diese Vorteile muss jedoch selbstverständlich etwas mehr bezahlt werden.
Alkalibatterien haben Zellen mit einer Nennspannung von 1,5 V. Ihre Kathoden sind aus pulverisiertem Mangandioxid und ihre Anoden aus Zinkoxid hergestellt. Der basische Elektrolyt ist eine wässrige Lösung von Kaliumhydroxid.
Diese Batterien werden vor allem in Geräten mit mittlerem und hohem Energieverbrauch verwendet – z.B. in tragbaren Musikspielern, Kameras, Fotoapparaten, stationären Schnurlostelefonen oder elektronischen Spielen.
Silberbatterien
Die Nennspannung von Silberbatterien beträgt 1,55 V. Die Kathoden ihrer Zellen sind aus Silberoxid, die Anoden aus Zink und die Funktion des Elektrolyten erfüllt eine Kaliumhydroxidlösung. Obwohl sie Ende des 19. Jahrhunderts erfunden wurden, begann ihre Massenproduktion erst in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts.
Von allen galvanischen Zellen haben Silberbatterien das höchste Verhältnis von Kapazität zu Gewicht. Sie werden in Geräten verwendet, die eine konstante Spannung benötigen – vor allem in Kameras, Thermometern, Uhren und verschiedenen Spielen. Ihre Haltbarkeit beträgt jedoch ungefähr 2 Jahre. Zink korrodiert im alkalischen Elektrolyten und beginnt auszulaufen, was zu einer Zerstörung der Batterie führt und sie umweltgefährdend macht.
Lithium-Mangan-Batterien
Ihre Nennspannung beträgt 3 V. Lithium-Mangan-Batterien haben Lithium-Anoden und Kathoden aus pulverisiertem Mangandioxid. In ihnen wird ein organischer Elektrolyt verwendet. Sie zeichnen sich durch eine hohe Energiedichte und eine hohe Beständigkeit gegen Temperaturwechsel aus. Lithium-Mangan-Batterien zeichnen sich außerdem durch eine geringe Selbstentladungsrate aus, weshalb ihre Haltbarkeit sogar bis zu 10 Jahre beträgt.
Dank der Verwendung von Lithium-Mangan-Batterien gewinnen tragbare Geräte eine immer größere Kapazität bei gleichzeitiger Gewichtsreduzierung. Sie werden verwendet, um die Datenspeicher in Uhren, Kameras, Taschenrechnern, Computern und Übertragungssystemen aufrechtzuerhalten.
Zink-Luft-Batterien
Zink-Luft-Batterien haben eine Nennspannung auf einem Niveau von 1,4 V. Ihre Kathode ist Sauerstoff und ihre Anode ist Zinkpulver. Der Elektrolyt hingegen ist Kaliumhydroxid. Sie wurden noch im 19. Jahrhundert erfunden, haben jedoch erst in den 30er Jahren des vergangenen Jahrhunderts breitere Anwendung gefunden. In den 70er Jahren hat man begonnen, sie in ihrer heutigen Form herzustellen.
Ihre Betriebszeit ist relativ kurz – sie beträgt ungefähr 3-4 Monate. In der Verpackung können sie jedoch bis zu 4 Jahre aufbewahrt werden. Sie werden hauptsächlich in Hörgeräten und Telemetriegeräten verwendet.
Quecksilberbatterien
Wenn wir die Batterietypen besprechen, sollte auch die Quecksilberbatterien erwähnt werden. Ihre Nennspannung beträgt 1,4 V, die Zellen haben Kathoden aus Quecksilber und Anoden aus Zink, der Elektrolyt ist eine Lösung von Kaliumhydroxid in Wasser. Aufgrund des schädlichen Quecksilbergehalts sind sie derzeit nicht auf dem Markt erhältlich. Früher fanden sie beispielsweise in Taschenrechnern oder Uhren Anwendung.
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