Batterie

Eine Batterie ist ein aufgrund seiner Abmessungen meist transportabler Energiespeicher, der nicht wieder aufgeladen werden kann. Die Energieerzeugung in einer Batterie beruht auf einem elektrochemischen Umwandlungsprozess, der Elektrolyse.

Zwei gegensätzlich geladene Elektroden, die Anode und die Kathode, lösen in einem Elektrolyt eine Ionenwanderung aus, die eine Spannung in dem an die Elektroden angelegten Stromkreis erzeugt. Eine Batterie wird deshalb auch als galvanisches Element bezeichnet.

Die Spannung, die eine Batterie erzeugen kann, hängt vorrangig vom Material und der Fläche der Elektrode ab. Als Elektrodenmaterial wird hauptsächlich Zink, Kohle oder Mangan eingesetzt, dass zur Leistungssteigerung mit Quecksilber versetzt werden kann. Die negative Elektrode ist meist als Becher ausgeführt, der das Elektrolyt umgibt, und wird durch einen Stahlmantel geschützt. Während des Elektrolyseprozesses lösen sich die Elektroden auf. Die Batterie ist leer, nachdem sich eine der Elektroden vollständig zersetzt hat. Neben Zink-Kohle-, Zink-Quecksilberoxid- und Alkali-Mangan-Batterien werden auch Lithium-Batterien vermarktet.

Die Leistung einer Batterie wird durch die zur Verfügung gestellte Spannung und die Batteriekapazität, die sich in Amperestunden bemisst, gekennzeichnet. Die Energiedichte, die die Relation von Kapazität und Gewicht der Batterie beschreibt, ist ebenfalls ein wichtiger Parameter. Batterien sind in mehreren handelsüblichen Bauformen verfügbar. Neben Rundbatterien mit 1,5-Volt-Leistung und Flachbatterien, die 4,5 Volt zur Verfügung stellen, werden 9-Volt-Blockbatterien und Knopfzellen angeboten.

Knopfzellen eignen sich aufgrund ihrer geringen physischen Größe gut für kleinere technische Anwendungen wie Armbanduhren oder Hörgeräte. Die in Knopfzellen arbeitenden Elektroden sind als Alkali-Mangan- (LR), Lithium-Manganoxid- (CR), Zink-Silberoxid- (SR) oder als Zink-Luft-Zellen (PR) gefertigt. Darüber hinaus werden Knopfzellen durch ihren Durchmesser und ihre Dicke gekennzeichnet. Diese liefern Spannungen zwischen 500 mAh und 1 Ah.