{"id":78364,"date":"2024-01-14T13:07:42","date_gmt":"2024-01-14T13:07:42","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/alkalibatterie-beschreibung-anwendung\/"},"modified":"2024-01-14T16:29:29","modified_gmt":"2024-01-14T16:29:29","slug":"alkalibatterie-beschreibung-anwendung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/alkalibatterie-beschreibung-anwendung\/","title":{"rendered":"Alkalibatterie | Beschreibung &#038; Anwendung"},"content":{"rendered":"<h2>Alkaline Batterien: Eine \u00dcbersicht<\/h2>\n<p>Alkaline Batterien, bekannt unter dem IEC-Code L, sind prim\u00e4re Batterien, die elektrischen Strom aus der elektrochemischen Reaktion zwischen Zink und Manganoxid (MnO<sub>2<\/sub>) in Gegenwart eines alkalischen Elektrolyten liefern. Sie sind ein weit verbreitetes Produkt und unerl\u00e4sslich f\u00fcr den Betrieb vieler tragbarer Ger\u00e4te, wie Werkzeuge, Radios, Spielzeuge und Fernbedienungen. Die g\u00e4ngigste Gr\u00f6\u00dfe ist die bekannte AA-Batterie. Alkaline Batterien haben eine h\u00f6here Energiedichte als wiederaufladbare Sekund\u00e4rzellen.<\/p>\n<p><b>Gesamtreaktion:<\/b> Zn(s) + 2MnO<sub>2<\/sub>(s) \u21cc ZnO(s) + Mn<sub>2<\/sub>O<sub>3<\/sub>(s) [e\u00b0 = +1.43 V]<\/p>\n<h2>Grundlagen der Elektrochemie in Batterien<\/h2>\n<p>Ein elektrischer Akkumulator ist im Wesentlichen eine Quelle elektrischer DC-Energie. Er wandelt gespeicherte chemische Energie durch einen elektrochemischen Prozess in elektrische Energie um. Eine typische Batterie besteht aus einer oder mehreren voltaischen Zellen. Das grundlegende Prinzip in einer elektrochemischen Zelle sind spontane Redoxreaktionen in zwei durch einen Elektrolyten getrennten Elektroden. Der Elektrolyt ist eine Substanz, die ionisch leitf\u00e4hig und elektrisch isolierend ist.<\/p>\n<h2>Zusammensetzung und Chemie der Alkaline Batterien<\/h2>\n<p>Die Alkaline Batterie besteht aus f\u00fcnf Teilen:<\/p>\n<ul>\n<li><b>Innenleiter (Stift)<\/b><\/li>\n<li><b>Anode:<\/b> Aktives Material ist Zn mit einem Standard-Elektrodenpotential (SEP) von \u22120.76 Volt.<\/li>\n<li><b>Separator:<\/b> Eine durchl\u00e4ssige Membran zwischen Anode und Kathode.<\/li>\n<li><b>Kathode:<\/b> Aktives Material ist Manganoxid.<\/li>\n<li><b>Elektrolyt:<\/b> W\u00e4ssriges Kaliumhydroxid.<\/li>\n<li><b>Au\u00dfenleiter (Dose)<\/b><\/li>\n<\/ul>\n<p>Die elektrische Leistung der Zn-MnO<sub>2<\/sub> Batterie stammt aus den elektrochemischen Reaktionen der aktiven Materialien von Kathode und Anode. Ein por\u00f6ser Separator verhindert das Ber\u00fchren von Kathode und Anode.<\/p>\n<h2>Vorteile und Nachteile von Alkaline Batterien<\/h2>\n<p><b>Vorteile:<\/b> Alkaline Batterien haben eine hohe Energiedichte, lange Lagerzeiten (geringe Selbstentladung) und sind sofort einsatzbereit. Sie sind oft die beste Wahl f\u00fcr Anwendungen mit geringem Energieverbrauch.<\/p>\n<p><b>Nachteile:<\/b> Der Hauptnachteil von Alkaline Batterien ist, dass sie nicht wiederaufladbar sind. Ein weiterer Nachteil ist ihre niedrige C-Rate. Auch Hochstromtypen gelten im Vergleich zu wiederaufladbaren Batterien als niedrig.<\/p>\n<h2>Charakteristika von Alkaline Batterien<\/h2>\n<p><b>Zellenspannung:<\/b> Die Spannung von elektrischen Batterien entsteht durch die Potenzialdifferenz der Materialien, die die positiven und negativen Elektroden in der elektrochemischen Reaktion bilden. Alkaline Batterien haben eine offene Zellenspannung von etwa 1,5 V.<\/p>\n<p><b>Kapazit\u00e4t:<\/b> Die koulometrische Kapazit\u00e4t ist die gesamte verf\u00fcgbare Amperestunden, wenn die Batterie mit einem bestimmten Entladestrom von 100% SOC bis zur Abschaltspannung entladen wird. Eine typische alkaline oder NiMH Batterie in der Standardgr\u00f6\u00dfe \u201eAA\u201c hat etwa 2000 bis 3000 mAh (oder 2 bis 3 Ah).<\/p>\n<p><b>C-Rate der Batterie:<\/b> C-Rate wird verwendet, um auszudr\u00fccken, wie schnell eine Batterie relativ zu ihrer maximalen Kapazit\u00e4t entladen oder geladen wird. Sie hat Einheiten h<sup>\u22121<\/sup>. Eine 1C-Rate bedeutet, dass der Entladestrom die gesamte Batterie in 1 Stunde entl\u00e4dt.<\/p>\n<h2>H\u00e4ufig gestellte Fragen<\/h2>\n<p><b>Wie lagert man Alkaline Batterien?<\/b> Alkaline Batterien sind chemisch stabil und haben eine sehr niedrige Selbstentladungsrate. Sie verlieren typischerweise 2 bis 3 Prozent ihrer urspr\u00fcnglichen Ladung pro Jahr bei Lagerung bei Raumtemperatur (20\u201330 \u00b0C).<\/p>\n<p><b>Warum lecken Batterien?<\/b> Alkaline Batterien neigen dazu, Kaliumhydroxid (KOH) auszulaufen, eine \u00e4tzende Substanz, die Atemwegs-, Augen- und Hautreizungen verursachen kann. Der Grund f\u00fcr Leckagen ist, dass sich die Chemie der Zellen bei Entladung \u00e4ndert und etwas Wasserstoffgas erzeugt wird. Wenn eine Batterie f\u00fcr l\u00e4ngere Zeit ungenutzt in einem Ger\u00e4t verbleibt, kann der resultierende Gasdruck das Geh\u00e4use aufbrechen und zu Leckagen f\u00fchren.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/voltage-curve-alkaline-battery-vs-NIMH.png\" alt=\"Alkaline Battery\" \/><\/p>\n<div style=\"text-align: center; font-size: 20px;\">\n    <a href=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/electric-battery\/alkaline-battery\/\">Original Article<\/a>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Eine Alkalibatterie (IEC-Code: L) ist eine Art Prim\u00e4rbatterie, die Gleichstrom aus der elektrochemischen Reaktion zwischen Zink und Mangandioxid (MnO2) in Gegenwart eines alkalischen Elektrolyten liefert.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":3858,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_generate-full-width-content":"","footnotes":""},"categories":[11],"tags":[],"class_list":["post-78364","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":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v17.9 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Alkalibatterie | Beschreibung &amp; 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