{"id":78355,"date":"2024-01-14T13:07:16","date_gmt":"2024-01-14T13:07:16","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/chemie-elektrischer-batterien\/"},"modified":"2024-01-14T16:29:14","modified_gmt":"2024-01-14T16:29:14","slug":"chemie-elektrischer-batterien","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/chemie-elektrischer-batterien\/","title":{"rendered":"Chemie elektrischer Batterien"},"content":{"rendered":"

Die Chemie der Elektrobatterien<\/h2>\n

Die Grundlage der Elektrobatterien bildet das Prinzip der elektrochemischen Zelle, die auf spontanen Redoxreaktionen in zwei Elektroden beruht, getrennt durch ein Elektrolyt. Dies ist eine Substanz, die ionisch leitf\u00e4hig und elektrisch isolierend ist. Chemische Energie kann beispielsweise in Zn oder Li gespeichert werden, da diese hochenergetischen Metalle nicht durch d-Elektronenbindung stabilisiert werden, anders als \u00dcbergangsmetalle. Trotz einer Vielzahl von Batterietypen mit unterschiedlichen Materialkombinationen basieren alle auf demselben Prinzip der Oxidations-Reduktions-Reaktion.<\/p>\n

Design und Funktionsweise<\/h2>\n

Batterien sind so konzipiert, dass die energetisch g\u00fcnstige Redoxreaktion nur stattfinden kann, wenn Elektronen durch den externen Teil des Stromkreises flie\u00dfen. Einfach ausgedr\u00fcckt: Jede Batterie ist darauf ausgelegt, die Kathode und die Anode getrennt zu halten, um eine Reaktion zu verhindern. Die gespeicherten Elektronen flie\u00dfen nur, wenn der Stromkreis geschlossen ist, was geschieht, wenn die Batterie in ein Ger\u00e4t eingesetzt und dieses eingeschaltet wird.<\/p>\n

Elektrochemischer Prozess<\/h2>\n

Eine Elektrobatterie ist im Wesentlichen eine Quelle von Gleichstromenergie. Sie wandelt gespeicherte chemische Energie durch einen elektrochemischen Prozess in elektrische Energie um und liefert damit eine Quelle elektromotorischer Kraft, um Str\u00f6me in elektrischen und elektronischen Schaltkreisen zu erm\u00f6glichen. Eine typische Batterie besteht aus einer oder mehreren voltaischen Zellen.<\/p>\n

Redoxreaktionen<\/h2>\n

Im Zentrum stehen spontane Redoxreaktionen in zwei Elektroden, getrennt durch ein Elektrolyt. Die Redoxreaktion ist eine chemische Reaktion, die eine \u00c4nderung der Oxidationszust\u00e4nde der beteiligten Atome bewirkt. Elektronen werden von einem Element zum anderen \u00fcbertragen. Dabei wird das spendende Element, die Anode, oxidiert (verliert Elektronen) und das empfangende Element, die Kathode, reduziert (gewinnt Elektronen).<\/p>\n

Beispielweise besteht die Daniell-Zelle aus zwei unterschiedlichen Metallelektroden, Zn und Cu, die jeweils in Kontakt mit einer L\u00f6sung ihres eigenen Ions sind; Zinksulfat und Kupfersulfat. Die Redoxreaktion in der Daniell-Zelle ist:<\/p>\n

Zn
\n+
\nCu
\n2
\n+
\n\u2192
\nZn
\n2
\n+
\n+
\nCu
\nZn+Cu
\n2+
\n \u2192Zn
\n2+
\n +Cu<\/p>\n

Diese Prozesse f\u00fchren zur Akkumulation von festem Kupfer an der Kathode und zur Korrosion der Zinkelektrode in der L\u00f6sung als Zinkkationen. \u00dcbersch\u00fcssige Elektronen, die durch die Oxidation von Zinkmetall erzeugt werden, werden aus der Anode „gedr\u00fcckt“, durchlaufen den Draht und werden in die Kupferkathode „gezogen“, wo sie durch die Reduktion von Kupferionen verbraucht werden.<\/p>\n

Chemie der Lithium-Ionen-Batterien<\/h2>\n

\"Chemistry<\/p>\n

\n Original Article<\/a>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Das Grundprinzip einer elektrochemischen Zelle sind spontane Redoxreaktionen in zwei Elektroden, die durch einen Elektrolyten getrennt sind, bei dem es sich um eine ionenleitende und elektrisch isolierende Substanz handelt.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":3700,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_generate-full-width-content":"","footnotes":""},"categories":[11],"tags":[],"class_list":["post-78355","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-unkategorisiert","generate-columns","tablet-grid-50","mobile-grid-100","grid-parent","grid-50"],"yoast_head":"\nChemie elektrischer Batterien<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Das Grundprinzip einer elektrochemischen Zelle sind spontane Redoxreaktionen in zwei Elektroden, die durch einen Elektrolyten getrennt sind, bei dem es sich um eine ionenleitende und elektrisch isolierende Substanz handelt.\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/chemie-elektrischer-batterien\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"de_DE\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Chemie elektrischer Batterien\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Das Grundprinzip einer elektrochemischen Zelle sind spontane Redoxreaktionen in zwei Elektroden, die durch einen Elektrolyten getrennt sind, bei dem es sich um eine ionenleitende und elektrisch isolierende Substanz handelt.\" \/>\n<meta property=\"og:url\" content=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/chemie-elektrischer-batterien\/\" \/>\n<meta property=\"og:site_name\" content=\"Electricity - 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