Vor- und Nachteile von Zink-Kohle-Batterien
Die Zink-Kohle-Batterie, auch als Leclanché-Element bekannt, ist eine traditionelle, allgemein verwendete Trockenzelle. Zink-Kohle-Batterien waren die ersten kommerziellen Trockenbatterien, die aus der Technologie der nassen Leclanché-Zelle entwickelt wurden. Diese Batterie liefert einen direkten elektrischen Strom aus der elektrochemischen Reaktion zwischen Zink und Mangan(IV)-oxid (MnO2) in Gegenwart eines Elektrolyten. Ihr Name stammt von der Kathode, einer Mischung aus pulverförmigem Kohlenstoff (üblicherweise Graphitpulver) und Mangan(IV)-oxid (MnO2), die um einen Kohlenstoffstab gepackt ist. Die Zink-Kohle-Zelle hat einen Elektrolyten aus Ammoniumchlorid oder Zinkchlorid, der in Wasser gelöst ist.
Zink-Kohle-Batterien wurden heute größtenteils durch effizientere und sicherere Alkalibatterien ersetzt. Sie erzeugen eine Spannung von etwa 1,5 Volt zwischen der Zinkanode, die typischerweise als zylindrischer Behälter für die Batteriezelle konstruiert ist, und einem Kohlenstoffstab, umgeben von der Kathode, die den Strom von der Mangandioxid-Elektrode sammelt. Der Elektrolyt besteht aus einer gesättigten wässrigen Lösung von Ammoniumchlorid, die etwa 20 Prozent Zinkchlorid enthält. Der Name „Zink-Kohle“ ist etwas irreführend, da er impliziert, dass Kohlenstoff als Reduktionsmittel wirkt, statt des Mangandioxids.
In den Vereinigten Staaten hat das alkalische Zink-Manganoxid (Zn-MnO2) im Allgemeinen alle Leclanché-Zellen ersetzt. Im Vergleich zu modernen Alkalizellen haben Leclanché-Zellen folgende Nachteile: Leclanché-Zellen eignen sich nicht für eine kontinuierliche Entladung mit hoher Rate, die Kapazität von Leclanché-Zellen ist viel niedriger als die moderner Alkalizellen und das Leckphänomen ist bei Leclanché-Zellen häufig.
Vor- und Nachteile von Primärbatterien
Vorteile: Primärzellen haben eine höhere Energiedichte als wiederaufladbare Sekundärzellen. Hohe spezifische Energie, lange Lagerzeiten (niedrige Selbstentladung) und sofortige Einsatzbereitschaft verleihen Primärbatterien einen einzigartigen Vorteil gegenüber anderen Stromquellen. Sie sind in der Regel die beste Wahl für Anwendungen mit geringer Entladung. Sie können zu abgelegenen Orten transportiert und sofort verwendet werden, auch nach langer Lagerung; sie sind auch leicht verfügbar und umweltfreundlich, wenn sie entsorgt werden.
Nachteile: Der Hauptnachteil von Primärbatterien 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. Der Einsatz von Primärbatterien führt zu einer großen Menge an zu recycelnden Abfallbatterien. Für große Batterien sind Primärbatterien in der Regel nicht kosteneffektiv.
