Batterie und Akku Wissen

Die Volta-Säule ist die Grundform einer Batterie. Sie besteht aus Kupfer und Zink und einem Elektrolyt aus Säure oder Salzlösung und besteht aus einer Anordnung von galvanischen Zellen. In diesem Artikel finden Sie die Beschreibung des grunsätzlichen Aufbaus der Volta-Säule. Weiters erfahren Sie über die den Ablauf der Umwandlung von chemischer in elektrische Energie, die für die Spannung in der Volta-Säule zuständig ist.

Die galvanische Zelle ist das Grundelement jeder Batterie und jedes Akkus. Zink und Kupfer bilden die Grundlage, die für den Spannungsaufbau zuständig ist. Der generelle Aufbau einer galvanischen Zelle besteht aus zwei Kammern, in der sich Zink und Kupferelemente befinden. Durch den Austausch von elektrisch geladenen Teilchen findet ein Spannungsaufbau statt, der für elektrische Energie sorgt.

Die Primärbatterie ist ein einmaliger Energielieferant. Nach der Entladung ist die Batterie nur unter bestimmten Umständen wieder aufladbar, gegenüber Akkus ist aber hier mit Nachteilen zu rechnen, sie erreicht nie wieder ihre vollständige Spannung. Zur Gattung der Primärbatterie gehören unter anderen die Zink-Kohle Batterie und die am meisten unter den Primärbatterien verbreitete Alkali-Mangan Batterie.

Die Zink-Kohle Batterie besteht aus einem positiven Pol aus Kupfer und einem negativen Pol aus Zink. Ein Stift, der aus Kohle besteht, ist für den Transport der Elektronen zuständig. Die Zink-Kohle Batterie besitzt gegenüber der Alkali-Mangan Batterie ein schlechteres Preis-Leistungsverhältnis. Aus diesem Grund gewinnt die Zink-Kohle Batterie immer mehr an Beliebtheit. Trotzdem wollen wir die Zink-Kohle Batterie mit einem Artikel würdigen.

Die Alkali-Mangan Batterie zeichnet sich durch eine hohe Leistungsfähigkeit aus, weiters ist die Gefahr des Auslaufens gering. Außerdem besitzt die Alkali-Mangan Batterie den Vorteil einer Wiederaufladbarkeit, die aber gegenüber Akkus beschränk ist. Diese wieder aufladbare Arte wird als Rechargeable Alkaline Manganese bezeichnet, deren Verbreitung auf dem Markt jedoch relativ gering ist. Die Alkali-Mangan Batterie kommt ohne Quecksilber aus und ist deshalb umweltverträglicher.

Die Knopfzellen haben schon eine lange Geschichte hinter sich. Bereits 1883 wurden die erste Knopfzelle zum Patent angemeldet. Bei Knopfzellen gibt es aufladbare und nicht aufladbare Arten, die sich in ihrem Aufbau nur gering voneinander unterscheiden. Trotz der aufwendigen Herstellung werden Knopfzellen sehr häufig eingesetzt. Besonders beliebt sind sie in tragbaren Geräten. Hier wegen sie wegen ihrer geringen Größe und langen Haltbarkeit eingesetzt.

Sekundär-Batterien, meistens Akku genannt, lassen sich nach ihrer Entladung wieder aufladen. Der Akku zeichnet sich durch ein hohe Spannung und eine geringe Entladung aus. Er ist sehr umweltverträglich, da er aus Blei besteht, das problemlos nach der Entsorgung eingeschmolzen und wieder verwendet werden kann. Außerdem ist er in der Produktion günstig und eine gute Alternative zu der Batterie, da er durch seine aufladbare Eigenschaft wiederverwendbar ist.

Der Lithium-Ion Akku besitzt eine hohe Energiedichte. Im Gegensatz zu anderen Akkus besitzt er keinerlei Memory-Effekt. Weiters zeichnet er sich durch seine geringe Selbstenladung aus, jedoch muss auch hier auf die richtige Lagerung geachtet werden, um seine Lebensdauer zu erhöhen. Lithium-Ion Akkus werden bevorzugt in Laptops verwendet. Durch zu hohe Temperatur kann die Lebensdauer eines Lithium-Ion Akkus deutlich gemindert werden.

Lithium Akkus sind leichter als Nickel Akkus. Ihre Wartung ist einfach, da sie keinen Memory Effekt besitzen, trotzdem jedoch über eine hohe Kapazität verfügen. Diese positiven Eigenschaften haben aber auch ihren Preis. Gegenüber den Nickel Akkus sind sie teurer und besitzen eine geringere Lebensdauer. Ein Lithium Akku der nicht in Verwendung ist, muss einer sachgemäße Lagerung unterzogen werden. Diese Lagerung soll bei halb aufgeladenem Zustand geschehen. Weiters kann ein Lithium-Akku besonders vor Überhitzung geschützt werden.

Der Nickel-Metall-Hydrid Akku zeichnet sich durch seine Umweltfreundlichkeit und seine hohe Kapazität aus. Weiters kann er mehr Energie speichern als Nickel-Cadmium Akkus. Dafür ist er wesentlich kältempfindlicher. Zu niedrige Temperaturen und starke Entladung schadet ihm. Bei längerer Lagerung kommt es zu einer starke Entladung. Durch seinen Aufbau aus Kristallgitter besitzt er eine geringere Lebensdauer, da sich dieses beim Laden und Entladen vergrößert, um dann wieder zu schrumpfen, was zu Zersplitterungen führen kann.

Der Nickel-Cadmium Akku ist sehr widerstandsfähig gegenüber Kälte und besitzt generell eine hohe Lebensdauer. Er kann bis zu einer Temperatur von -40° Celsius Energie abgeben. Durch diese Eigenschaft wird er oft in sehr kalter Umgebung angewendet. Unter anderem wird er als Starterbatterie in Fahrzeugen verwendet, die in sehr kalter Umgebung zum Einsatz kommen. Der Nickel Cadmium Akku kann, durch seine robuste Eigenschaften, lange ohne Einbußen gelagert werden.

Der Blei-Akku kann kurzfristig einen starken Stromstoß liefern und wird darum in Fahrzeugen als Startbatterie verwendet. Weiters findet er auch in Elektroautos Einsatz. Der Blei-Akku besitzt eine hohe Lebensdauer und kann darum ohne Verluste häufig entladen und wiederaufgeladen werden. Durch Korrosion an dem Bleigerpst kann seine Lebensdauer aber beinträchtig werden. Er ist in der Produktion sehr günstig, weist aber durch seinen Bleianteil ein höheres Gewicht als andere Akku-Arten auf.

Um die Lebensdauer von Akkus und Batterien zu gewährleisten, sollten einige Dinge beachtet werden. Durch falsches Lagern, Laden und Entladen kann die Lebensdauer erheblich beinträchtigt werden. Jede Art von Batterien oder Akkus haben besondere Eigenschaften, die bei der Pflege beachtet werden müssen. Akkus müssen mit einem passenden Ladegerät aufgeladen werden. Die Lagerung muss an den jeweilige Akku- oder Batterieart angepasst werden.

Der Zink-Luft Akku ist noch realtive neu am Markt. Er zeichnet sich durch seine umweltfreundlichen Bestandteile aus. Weiters ist er in der Herstellung und in seinen Bestandteilen sehr günstig. Er besitzt nur eine sehr geringe Entladung bei richtiger Lagerung. Für den Prozess der Energieabgabe benötigt er Sauerstoff und kann aus diesem Grund in sauerstoffarmer Umgebung nicht eingesetzt werden. Durch seinenfehlenden Memory-Effekt kann der der Zink-Luft Akku rückstandslos wieder aufgeladen werden.

Das Elektrolyt des Lithium Polymer ist gelartig oder fest. Dadurch kann das Auslaufen verhindert werden. Der der Lithium Polymer Akku ist in der Produktion verhältnismäßig teuer. Beim Auf- und Entladen ist erebenfalls empfindlich. Bei falscher Handhabung kann es zu einem Kurzschluss, zu Tiefentladung oder Überladung führen.
Seine Vorteile ist seine konstante Stromzufuhr, die er an eine Gerät abgibt, sein geringes Gewicht und die nicht vorhandene Selbstentladung. Dadurch kann übersteht er auch eine länger Lagerung bei Nichtgebrauch sehr gut.