Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Batterie-Grundlagen
- Elektrolyt-Grundlagen
- Alkaline Batterie
- Nicht alkalische Batterie
- Bessere Batterien
Nicht wiederaufladbare Trockenbatterien werden auf verschiedene Arten kategorisiert: nach Buchstabenbezeichnungen, nach Spannungen und nach Anwendungen. Eine chemische Klassifizierung, die Trockenbatterien unterscheidet, ist jedoch, ob eine Batterie alkalisch oder nicht alkalisch ist oder genauer, ob ihr Elektrolyt eine Base oder eine Säure ist. Der Unterschied ist nicht nur eine Frage der Chemie, da Alkalibatterien andere Leistungs- und Leistungseigenschaften aufweisen als ihre nichtalkalischen Verwandten.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Nicht-Alkalibatterien haben einen sauren Elektrolyten, während Alkalibatterien eine Base als Elektrolyten verwenden.
Batterie-Grundlagen
Eine Batterie ist eine elektrochemische Zelle, die chemische Energie in elektrische Energie umwandelt. Eine typische Trockenzellenbatterie besteht aus einer positiv geladenen Anode, einer negativ geladenen Kathode und einem Elektrolyten, der mit der Anode und der Kathode während einer als Oxidations-Reduktions-Reaktion bezeichneten elektrochemischen Reaktion reagiert. Die Anode neigt dazu, Elektroden zu verlieren - wird oxidiert - wohingegen Die Kathode neigt dazu, Elektronen zu gewinnen, oder ist reduziert.
Ein Überschuss an Elektronen an der negativen Kathode - negativer Batterieanschluss - und ein Defizit an Elektronen an der positiven Anode - positiver Batterieanschluss - erzeugt einen elektrischen Druck, der als Spannung bezeichnet wird. Wenn eine Batterie in einen Stromkreis eingelegt wird, fließen Elektronen als Strom zwischen der Kathode und der Anode und leisten nützliche elektrische Arbeit. Die Batterie lädt sich dann mit zusätzlichen Oxidations-Reduktions-Reaktionen wieder auf, bis die Anode und die Kathode schließlich chemisch erschöpft sind, was zu einer leeren Batterie führt.
Elektrolyt-Grundlagen
Ein Elektrolyt ist eine chemische Substanz, die freie Ionen enthält, die elektrisch leitend sind. Ein Beispiel für einen Elektrolyten ist übliches Tafelsalz, das aus positiv geladenem Natrium und negativ geladenen Chloridionen besteht. Ein Batterieelektrolyt ist eine Säure oder Base, die sich in positiv und negativ geladene Ionen auflöst, die mit der Anode und der Kathode reagieren, wenn eine Batterie eine Oxidations-Reduktions-Reaktion eingeht.
Alkaline Batterie
Chemisch gesehen weist eine typische alkalische Trockenzellenbatterie eine Zinkanode und eine Mangandioxidkathode auf. Der Elektrolyt ist eine nicht saure basische Paste. Ein typischer Elektrolyt, der in Alkalibatterien verwendet wird, ist Kaliumhydroxid. Physikalisch besteht eine typische Alkalibatterie aus einer Stahldose, die in ihrem äußersten inneren Kathodenbereich mit Mangandioxid gefüllt ist und in dem innersten inneren Anodenbereich mit Zink und dem Elektrolyten gefüllt ist. Der die Anode umgebende Elektrolyt vermittelt die chemische Reaktion zwischen der Anode und der Kathode.
Nicht alkalische Batterie
Chemisch gesehen weist eine typische nicht alkalische Trockenzellenbatterie eine Zinkanode und eine Kohlenstoffstab / Mangandioxid-Kathode auf. Der Elektrolyt ist typischerweise eine saure Paste. Ein typischer Elektrolyt besteht aus einer Mischung von Ammoniumchlorid und Zinkchlorid. Physikalisch ist eine typische nicht-alkalische Batterie umgekehrt aufgebaut wie eine alkalische Batterie. Der Zinkbehälter dient als äußere Anode, während der Kohlenstoffstab / Mangandioxid den inneren Bereich als Kathode einnimmt. Der Elektrolyt wird mit der Kathode gemischt und vermittelt die chemische Reaktion zwischen der Kathode und der Anode.
Bessere Batterien
Der allgemeine Konsens ist, dass die Alkalibatterie chemisch gesehen einen leichten Leistungsvorteil gegenüber einer nicht-Alkalibatterie aufweist. Nicht-Alkalibatterien sind jedoch zuverlässig, kostengünstiger und gegen Alkalibatterien austauschbar. Elektronische Geräte, die ein Etikett mit der Aufschrift "Nur Alkalibatterien verwenden" tragen, sind in der Regel unter Bedingungen gerechtfertigt, bei denen eine Batterie schnell und mit hohem Stromverbrauch betrieben werden muss. Ein Beispiel hierfür wäre ein Blitzgerät an einer Kamera, bei dem ein schnelles Aufladen erwünscht ist.