Merkmale von D-Batterien
Grundlegendes zu D-Batterien
D-Batterien, auch als R20-Batterien bekannt, sind große, zylindrische Einzelzellenbatterien. Sie werden typischerweise in Geräten mit mittlerem bis hohem Stromverbrauch eingesetzt, wie in großen Spielzeugen, Taschenlampen und Musikinstrumenten. Mit einer deutlich höheren Kapazität als AA- und sogar C-Batterien bieten sie eine zuverlässige Energiequelle. Die genaue Spannung, Kapazität und Entladeraten dieser Batterien hängen von ihrer chemischen Zusammensetzung ab, jedoch akzeptieren Geräte, die für D-Zellen konzipiert sind, üblicherweise Spannungen zwischen 1,2 und 1,5 V, sofern nicht anders vom Hersteller angegeben.
Typen und Chemie von D-Batterien
D-Batterien sind in verschiedenen Chemien verfügbar:
- Primärbatterien: Alkaline, Lithium-Metall, Zink-Kohle, Zink-Chlorid
- Sekundärbatterien: NiMH, NiCd
Diese Batterien haben einen Nenndurchmesser von 33,2 Millimetern und eine Länge von 61,5 Millimetern. Ihr Gewicht variiert zwischen 160 und 180 Gramm.
Wichtige Parameter von D-Batterien
Um die Leistungsfähigkeit der verschiedenen Batterietypen zu vergleichen, sind bestimmte Parameter entscheidend:
Zellenspannung
Die Spannung einer Batterie entsteht durch den Potenzialunterschied der Materialien, die die positiven und negativen Elektroden in der elektrochemischen Reaktion bilden. Alkaline-Batterien haben eine offene Zellenspannung von etwa 1,5 V, während die von NiMH-Batterien häufig bei 1,2 V liegt.
Abschaltspannung
Die Abschaltspannung ist die minimal zulässige Spannung einer Batterie. Sie definiert im Allgemeinen den „leeren“ Zustand der Batterie. Bei NiMH- oder NiCd-Batterien wird oft eine Abschaltspannung von 1,0 V pro Zelle verwendet, während bei Alkaline-Zellen häufig 0,9 V als Abschaltspannung gelten.
Kapazität
Die koulometrische Kapazität gibt die Gesamtamperestunden an, die verfügbar sind, wenn die Batterie bei einem bestimmten Entladestrom von 100 % SOC (State of Charge) bis zur Abschaltspannung entladen wird. Eine typische Alkaline- oder NiMH-Batterie im Standard-D-Format hat etwa 10.000 (NiMH) bis 15.000 mAh (Alkaline).
C-Rate der Batterie
Die C-Rate beschreibt, wie schnell eine Batterie im Verhältnis zu ihrer maximalen Kapazität entladen oder geladen wird. Sie wird in Stunden-1 angegeben. Eine 1C-Rate bedeutet, dass der Entladestrom die gesamte Batterie in 1 Stunde entlädt. Hersteller bewerten Alkaline- und Bleisäurebatterien oft bei einer sehr niedrigen 0,05C, also einer 20-stündigen Entladung.
Selbstentladung
Batterien entladen sich allmählich selbst, auch wenn sie nicht angeschlossen sind oder keinen Strom liefern. Dies ist auf nicht-stromerzeugende „Seiten“-chemische Reaktionen innerhalb der Zelle zurückzuführen, selbst wenn keine Last anliegt. Ein Hauptvorteil von Alkaline-Batterien ist ihre einfache Lagerung. Sie sind chemisch
