Alkalibatterien sind ein weit verbreitetes Produkt und unerl\u00e4sslich f\u00fcr den Betrieb vieler tragbarer Ger\u00e4te wie Elektrowerkzeuge, Radios, Spielzeuge und Fernbedienungen. Die g\u00e4ngigste Gr\u00f6\u00dfe der Alkalibatterie ist die bekannte AA-Batterie. Sie werden am h\u00e4ufigsten in tragbaren Ger\u00e4ten verwendet, die einen geringen Stromverbrauch haben, nur intermittierend genutzt werden oder weit entfernt von einer alternativen Stromquelle sind, wie in Alarm- und Kommunikationskreisen, wo anderer elektrischer Strom nur intermittierend verf\u00fcgbar ist.<\/p>\n
Aufbau der Alkalibatterie<\/h2>\n
Die Alkalibatterie besteht aus f\u00fcnf Teilen:<\/p>\n
- \n
- Innerer Stromsammler (Stift)<\/strong><\/li>\n
- Anode<\/strong>. Das aktive Material in der Anode ist Zn. Mit einem Standard-Elektrodenpotential (SEP) von -0,76 Volt wird Zink als Anodenmaterial f\u00fcr Batterien verwendet. (Das reaktivere Lithium (SEP -3,04 V) wird f\u00fcr Anoden in Lithiumbatterien verwendet.)<\/li>\n
- Separator<\/strong>. Ein Separator ist eine durchl\u00e4ssige Membran, die zwischen der Anode und Kathode einer Batterie platziert wird. Beispielsweise ein nicht gewebter, faseriger Stoff, der die Elektroden trennt.<\/li>\n
- Kathode<\/strong>. Das aktive Material der Kathode ist Mangandioxid. Die Hauptverwendung f\u00fcr MnO2<\/sub> ist f\u00fcr Trockenzellenbatterien, wie die Alkalibatterie und die Zink-Kohle-Batterie.<\/li>\n
- Elektrolyt<\/strong>. Als Elektrolyt in Alkalibatterien wird w\u00e4ssriges Kaliumhydroxid eingesetzt.<\/li>\n
- \u00c4u\u00dferer Stromsammler (Dose)<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n
Funktionsweise der Alkalibatterie<\/h2>\n
Wie in der Abbildung gezeigt, machen die por\u00f6sen Anode und Kathode die gr\u00f6\u00dften Teile der Batterie aus. Beide Elektroden bestehen aus Partikeln, wobei der Elektrolyt die Hohlr\u00e4ume der Elektrode f\u00fcllt. Die elektrische Leistung der Zn-MnO2<\/sub>-Batterie stammt aus den elektrochemischen Reaktionen der aktiven Materialien der Kathode und Anode. Ein por\u00f6ser Separator verhindert, dass die Kathode und Anode sich ber\u00fchren. Die Funktion der beiden Stromsammler besteht darin, eine Verbindung zwischen der Batterie und dem \u00e4u\u00dferen Stromkreis herzustellen.<\/p>\n
Die elektrochemische Reaktion in einer Alkalibatterie kann wie folgt dargestellt werden:<\/em><\/p>\n
Zn + 2MnO2<\/sub> + 2H2<\/sub>O \u2192 Zn(OH)2<\/sub> + 2MnO(OH)<\/p>\n
Diese Reaktion liefert die Energie, die f\u00fcr die Funktionsweise der Batterie notwendig ist.<\/p>\n
![\"Composition](\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/composition-alkaline-battery.png\")
<\/p>\n - Anode<\/strong>. Das aktive Material in der Anode ist Zn. Mit einem Standard-Elektrodenpotential (SEP) von -0,76 Volt wird Zink als Anodenmaterial f\u00fcr Batterien verwendet. (Das reaktivere Lithium (SEP -3,04 V) wird f\u00fcr Anoden in Lithiumbatterien verwendet.)<\/li>\n