AAA-Batterien: Ein Überblick
Grundlegendes zu AAA-Batterien
AAA-Batterien, eine der gängigsten Arten zylindrischer Einzelzellen, sind in tragbaren elektronischen Geräten, Spielzeug und Fernbedienungen allgegenwärtig. Die spezifische Spannung, Kapazität und praktische Entladeraten dieser Batterien hängen von ihrer chemischen Zusammensetzung ab. Üblicherweise akzeptieren Geräte, die für AAA-Zellen konzipiert sind, Spannungen zwischen 1,2 und 1,5 V, sofern nicht vom Hersteller anders angegeben.
Arten von AAA-Batterien
AAA-Batterien unterteilen sich in Primär- und Sekundärbatterien, die je nach Chemie variieren:
- Primärbatterien: Alkaline, Lithium-Metall, Zink-Kohle und Zink-Chlorid
- Sekundärbatterien: NiMH (Nickel-Metallhydrid) und NiCd (Nickel-Cadmium)
Elektrische Grundlagen von Batterien
Batterien wandeln gespeicherte chemische Energie durch einen elektrochemischen Prozess in elektrische Energie um. Eine typische Batterie besteht aus einer oder mehreren voltaischen Zellen. Der Kern jeder elektrochemischen Zelle sind spontane Redoxreaktionen zwischen zwei Elektroden, getrennt durch einen Elektrolyten – eine ionisch leitfähige und elektrisch isolierende Substanz.
Maße und Gewicht von AAA-Batterien
Eine AAA-Batterie misst im Durchmesser 10,5 mm und in der Länge 44,5 mm. Alkaline AAA-Batterien wiegen etwa 11,5 Gramm, wohingegen primäre Lithium-AAA-Batterien rund 7,6 Gramm auf die Waage bringen. Wiederaufladbare NiMH-AAA-Batterien sind mit 14-15 Gramm schwerer.
Chemie und Kapazität
Die Kapazität einer Batterie hängt von ihrer chemischen Zusammensetzung ab. Alkaline-Batterien bieten eine Kapazität von rund 1100 mAh, wohingegen NiMH-Batterien etwa 800 mAh erreichen. Die Selbstentladung ist ein weiterer wichtiger Faktor: Alkaline-Batterien verlieren pro Jahr etwa 2-3 % ihrer Ladung, während NiMH-Batterien in den ersten 24 Stunden bis zu 20 % verlieren können.
Chemie der Alkaline-Batterien
Bei einer Alkaline-Batterie erfolgt die Elektronenbewegung von der Zink-Anode (Zn) zur Manganoxid-Kathode (MnO2). Die Halbreaktionen lauten:
Zn(s) + 2OH−(aq) → ZnO(s) + H2O(l) + 2e− [Eoxidation° = +1.28 V]
2MnO2(s) + H2O(l) + 2e− → Mn2O3(s) + 2OH−(aq) [Ereduktion° = +0.15 V]
Gesamtreaktion: Zn(s) + 2MnO2(s) ⇌ ZnO(s) + Mn2O3(s) [e° = +1.43 V]
Weitere Batterietypen
Es gibt zahlreiche Batterietypen, die sich in Größe, Format und Chemie unterscheiden. Zu den bekanntesten zählen AA-, AAA-, C- und D-Batterien sowie spezielle Typen wie CR2032 oder 18650-Batterien. Je nach Anwendung werden unterschiedliche Batterietypen bevorzugt, beispielsweise in Elektrofahrzeugen, Laptops oder Mobiltelefonen.
