Elektrolyte
Elektrolyte sind Medien, die Ionen enthalten und die elektrische Leitung durch die Bewegung dieser Ionen ermöglichen, ohne Elektronen zu leiten. In Batterien ist der Elektrolyt eine Lösung, die je nach Batterietyp flüssig oder pastenartig sein kann. Die Wahl des Elektrolyten ist für die Leistung und Sicherheit aller Batterien entscheidend.
Lithium-Ionen-Batterien
In Lithium-Ionen-Batterien besteht der Elektrolyt typischerweise aus einem Lithiumsalz, das in organischen Lösungsmitteln gelöst ist. Ein guter Elektrolyt muss eine geringe Reaktivität mit anderen Zellkomponenten, hohe ionische Leitfähigkeit, geringe Toxizität, ein großes Fenster elektrochemischer Spannungsstabilität (0-5V) und thermische Stabilität aufweisen.
Alkalische Batterien
In alkalischen Batterien, die auf Nickel-Cadmium, Nickel-Wasserstoff und Manganoxid-Zink basieren, wird als Elektrolyt wässriges Kaliumhydroxid eingesetzt.
Zusammensetzung von Batterien
Batterien bestehen aus einer Vielzahl von Materialien, die zu unterschiedlichen Fähigkeiten und Verhaltensweisen in der Funktionalität der Batterie führen. Die gängigsten sind Blei, Nickel, Zink und Lithium, die jeweils unterschiedliche Leistungen erbringen und je nach Anforderung für verschiedene Zwecke geeignet sind.
Wet-Cell-Batterien
Eine Wet-Cell-Batterie hat einen flüssigen Elektrolyten. Andere Namen sind überflutete Zelle, da die Flüssigkeit alle internen Teile bedeckt, oder ventilierte Zelle, da bei Betrieb entstehende Gase in die Luft entweichen können. Wet-Cell-Batterien waren Vorläufer der Dry-Cell-Batterien und werden häufig als Lehrmittel für die Elektrochemie verwendet.
Dry-Cell-Batterien
Eine Dry-Cell-Batterie verwendet einen pastenförmigen Elektrolyten mit gerade genug Feuchtigkeit, um den Stromfluss zu ermöglichen. Im Gegensatz zu einer Wet-Cell kann eine Dry-Cell in jeder Ausrichtung betrieben werden, ohne zu verschütten, da sie keine freie Flüssigkeit enthält, was sie für tragbare Geräte geeignet macht.
Komponenten einer Batterie
Kathode
Die Kathode ist die positive oder oxidierende Elektrode, die Elektronen aus dem externen Stromkreis aufnimmt und während der elektrochemischen Reaktion
