Vor- und Nachteile von Alkalibatterien
Was ist eine Alkalibatterie?
Eine Alkalibatterie (IEC-Code: L) ist eine Art Primärbatterie, die elektrischen Strom direkt aus der elektrochemischen Reaktion zwischen Zink und Mangan(IV)-oxid (MnO2) in Gegenwart eines alkalischen Elektrolyten erzeugt. Sie erhält ihren Namen aufgrund des alkalischen Elektrolyten aus Kaliumhydroxid (KOH), im Gegensatz zu den sauren Ammoniumchlorid (NH4Cl) oder Zinkchlorid (ZnCl2) Elektrolyten der Zink-Kohlenstoff-Batterien. Andere Batteriesysteme verwenden ebenfalls alkalische Elektrolyte, setzen jedoch unterschiedliche aktive Materialien für die Elektroden ein. Die primäre Alkalibatterie ist ein weit verbreitetes Produkt und essentiell für den Betrieb vieler tragbarer Geräte wie Elektrowerkzeuge, Radios, Spielzeuge und Fernbedienungen. Die gängigste Alkalibatterie ist die bekannte AA-Batterie.
Vorteile von Alkalibatterien
- Alkalibatterien haben eine höhere Energiedichte als wiederaufladbare Sekundärzellen.
- Hohe spezifische Energie, lange Lagerzeiten (geringe Selbstentladung) und sofortige Einsatzbereitschaft bieten Alkalibatterien einen einzigartigen Vorteil gegenüber anderen Energiequellen.
- Sie sind in der Regel die beste Wahl für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch.
- Sie können an abgelegene Orte transportiert und sofort eingesetzt werden, auch nach langer Lagerung; sie sind auch leicht verfügbar und umweltfreundlich bei der Entsorgung.
Nachteile von Alkalibatterien
- Der Hauptnachteil von Alkalibatterien ist, dass sie nicht wiederaufladbar sind.
- Ein weiterer Nachteil ist ihre niedrige C-Rate. Selbst Hochstromtypen gelten im Vergleich zu wiederaufladbaren Batterien als niedrig.
- Sie sind auch weniger umweltfreundlich als wiederaufladbare Batterien.
- Die Verwendung von Primärbatterien führt zu einer großen Menge an zu recycelnden Abfallbatterien. Für große Batterien sind Primärbatterien in der Regel nicht kosteneffektiv.
Eigenschaften von Alkalibatterien
Um die Fähigkeit jeder Batterie zu vergleichen und zu verstehen, sind einige wichtige Parameter charakteristisch für jede Batterie, auch innerhalb eines Batterietyps. Diese Parameter sind eine Referenz, wenn eine Batterie benötigt wird und spezifische Qualitäten erforderlich sind, da Batterien in allen Arten von Geräten und für unendlich viele Zwecke verwendet werden.
Zellspannung
Die Spannung von Elektrobatterien wird durch die Potentialdifferenz der Materialien erzeugt, die die positiven und negativen Elektroden in der elektrochemischen Reaktion bilden. Die Spannung, die von jeder Lithium-Ionen-Zelle erzeugt wird, beträgt etwa 3,6 Volt. Dies hat viele Vorteile. Sie ist höher als die von Standard-Nickel-Cadmium-, Nickel-Metallhydrid- und sogar Standard-Alkalizellen, die etwa 1,5 Volt betragen.
Abschaltspannung
Die Abschaltspannung ist die minimal zulässige Spannung. Sie definiert im Allgemeinen den „leeren“ Zustand der Batterie. Bei der Kapazitätsprüfung einer NiMH- oder NiCd-Batterie wird normalerweise eine Abschaltspannung von 1,0 V pro Zelle verwendet, während für eine Alkalizelle normalerweise 0,9 V als Abschaltspannung verwendet werden.
Kapazität
Die koulometrische Kapazität ist die Gesamt-Ampere-Stunden, die verfügbar sind, wenn die Batterie mit einem bestimmten Entladestrom von 100 % SOC auf die Abschaltspannung entladen wird. Eine typische Alkali- oder NiMH-Batterie in der Standardgröße „AA“ hat etwa 2000 bis 3000 mAh (oder 2 bis 3 Ah).
C-Rate der Batterie
Um einen vernünftig guten Kapazitätswert zu erhalten, bewerten Hersteller Alkali- und Blei-Säure-Batterien häufig mit einer sehr niedrigen 0,05C, also einer 20-stündigen Entladung.
Selbstentladung
