Wissenswertes über Batterien – Funktionsweise und Einsatzbereiche
Batterien sind grundsätzlich Speicher von elektrischer Energie. Die kleinste Einheit wird galvanische Zelle oder nur Zelle genannt. Dabei besteht die Batterie von mehreren Einzelzellen, die elektrisch in Serie verbunden sind, und zwar durch Löt- oder Schweißkontakte. Wird an die Batterie ein elektrischer Verbraucher angeschlossen, beginnt sich die darin gespeicherte chemische Energie sofort in elektrische Energie umzuwandeln.
Batterien können auch als elektrochemische Energiewandler bezeichnet werden. Für die Energieumwandlung benötigt die Zelle einer Batterie in der Regel zwei Stoffe. Dabei handelt es sich um zwei elektrochemisch aktive Elektroden. Sie haben unterschiedliche Zusammensetzung und stehen leitfähig miteinander in Verbindung, über den sogenannten Elektrolyten, der sich im Inneren der galvanischen Zelle befindet. Dabei besteht eine der beiden Elektroden meist aus einem Metall, beispielsweise Zink, und sorgt dafür, dass es innerhalb des Elektrolyten zu einer negativen Ladung kommt.
Als Elektrolyt kommt – vor allem bei den Autobatterien – verdünnte Schwefelsäure zum Einsatz (Quelle: Autobatterie-welt.de ). Die andere Elektrode besteht meist aus Nickelhydroxid, Silberoxid oder Braunstein und sorgt für eine positive Ladung. Anhand der zwei Pole funktioniert auch der elektrische Stromkreis: Da am Minuspol ein Elektronen-Überschuss herrscht, ist er negativ geladen.
Der Pluspol dagegen ist positiv geladen und möchte ein Gleichgewicht aufstellen. Werden die beiden Elektroden bzw. Polen verbunden, kommt es zu einem fließenden Ausgleich der Ladungen – dieser Ausgleich wird als elektrische Spannung bezeichnet und das Resultat ist elektrischer Stromkreislauf. Wird dieser unterbrochen, versiegt auch der Elektronenstrom sofort.
Der Begriff “Batterie” wird heutzutage teilweise auch falsch verwendet, da sich dieser Begriff ausschließlich auf primäre bzw. nicht aufladbare Zellen beschränkt. Mit der Entwicklung von wiederaufladbaren und wirtschaftlich einsetzbaren Sekundärzellen entstanden so Akkumulatoren, die unter anderem auch die einfache Bezeichnung “Akku” tragen (sollten). Umgangssprachlich werden beide Arten als Batterien bezeichnet, doch die Unterschiede sind deutlich. Quelle: Batteryempire.de
Je nach Einsatzgebiet gibt es verschiedene Begriffe und Zuordnungen. Die wohl meistverbreitete Form von Batterien sind die Gerätebatterien, die zur Stromversorgung von kleinen Geräten dient. Diese sind meist tragbar (zum Beispiel ein Mobiltelefon oder Taschenlampe), sodass sie nicht an ein festes Netz angeschlossen werden müssen. Diese Art von Batterien kommt in standardisierten Baugrößen vor, sowohl als ein wiederaufladbarer Akkumulator als auch eine einmal verwendbare Primärzelle.
Für Elektrofahrzeuge, Kraftfahrzeuge und stationäre, ortsfeste Anwendungen, die zum Beispiel eine unterbrechungsfreie Stromversorgung ermöglichen sollen, wurden die sogenannten Starterbatterien entwickelt. Diese sind immer und ausschließlich Akkumulatoren. Eine Autobatterie etwa, liefert beim Drehen des Zündschlüssels so viel Strom, dass damit bequem 50 Glühbirnen zum Leuchten gebracht werden können. Dank solchen riesigen, wiederaufladbaren Akkumulatoren, können heutzutage ganze Gebäuden mit einer unterbrechungsfreien Stromversorgung beliefert werden, sodass kurzzeitige Stromausfälle problemlos überbrückt werden können.
Batterien und Akkumulatoren sind im Zuge der Elektromobilität wieder stark in den Focus der Wissenschaft getreten. Neue Technologien sollen die Mobilität der Zukunft, egal ob E-Bike, E-Auto oder E-LKW sichern. Das Ziel ist, dass erneuerbare Energien, also z.B. Strom aus Windkraft und Sonnenenergie in Zukunft unsere Mobilität sichert und den CO2 Ausstoß drastisch senkt.
