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5663 Batterien-Akkumulatoren Physik 7 2 2458
Kurzbeschreibung
Batterien, Arten von Batterien, Funktion und Abbildungen, Akkumulatoren, Arten von Akkumulatoren
Inhalt des Referats
Batterien und Akkumulatoren Batterien sind galvanische Elemente, bei denen die Reaktionen, die den Stromfluss auslösen, nicht mehr rückgängig gemacht werden können. Nach einer bestimmten Zeit ist die Batterie erschöpft und muss ausgetauscht werden. Obwohl man mit Hilfe zweier Redoxpaare auf viele verschiedene Arten eine Stromquelle erhalten kann, sind aufgrund der hohen technischen Anforderungen, die eine Batterie stellt, nur wenige Reaktionen nutzbar. Sie soll eine hohe Spannung, einen großen Energieinhalt besitzen ( -Kapazität) auslaufsicher sein, keine Gase abgeben und eine große Lagerfähigkeit (geringe Selbstentladung) haben. Verschiedene Arten von Batterien: Trockenbatterie Sie wird z.B. für Taschenlampen o.Ä. verwendet. Die Spannung einer Zelle beträgt 1,5 Volt, wenn man aber mehrere Zellen hintereinander schaltet, kann man so ein vielfaches dieser 1,5 Volt erhalten. Als Elektrode und Gefäß verwendet man ein Zinkblech, ein mit Braunsteinpulver umgebener Kohlestab bildet die andere Elektrode, als Elektrolyt nimmt man eine eingedickte Ammoniumchloridlösung Wenn man sie länger benützt sammeln sich Reaktionsprodukte an den Elektroden, die die Spannung senken. Nach dem Abschalten diffundieren die Reaktionsprodukte wieder von den Elektroden weg und die Batterie „erholt“ sich wieder. Irgendwann löst sich der Zinkmantel so weit auf, dass er löchrig wird und das Elektrolyt austritt, dann muss man die Batterie austauschen. Damit das Gerät das man mit der Batterie betreibt nicht beschädigt wird, werden die Zellen noch mit einem Mantel aus Blech oder Kunststoff umgeben. Alkali – Mangan – Batterie Ähnlicher Aufbau wie Trockenbatterie, aber alkalischer Elektrolyt Gleiche Zellspannung bei höherer Kapzität und geringerer Selbstentladung Sie wird in den gleichen Bauformen hergestellt. Quecksilberbatterien Sie benutzen Zn als elektronenabgebende und HgO als elektronenaufnehmende Substanzen. Die Zelle hat eine Spannung von 1,2 V, große Kapazität und geringe Selbstentladung Sie wird meist in Knopfform hergestellt Verwendet in Uhren, Taschenrechnern und Fotoapparaten Wegen dem Quecksilbergehalt soll sie nicht in den Hausmüll geworfen werden!!!! Lithiumbatterie Sie ist eine Neuentwicklung Durch das sehr unedle Lithium wird eine Zellspannung von 3,4 V erreicht, es muss aber ein wasserfreier Elektrolyt verwendet werden. Auch Kapazität und Lebensdauer sind außergewöhnlich hoch. Akkumulatoren sind galvanische Zellen (lat. accumulare = sammeln), die elektrochem. Reaktion kann jedoch durch Stromzufuhr Rückgängig gemacht werden. ® elektrische Energie als chemische Energie gespeichert Verschiedene Arten von Akkumulatoren: Bleiakkumulator Einfachste Ausführung: 2 Bleiplatten, die in etwa 20%ige Schwefelsäure getaucht werden. Werden die Elektroden miteinander verbunden, fließen Elektronen vom Kathode zur Anode und beide Stoffe setzen sich mit der Schwefelsäure um. Heute bestehen die Elektroden aus zwei mit schwammig – porösem Blei gefüllten Bleigittern. ® Im geladenen Zustand ist das eine Gitter mit Blei, das andere mit Bleioxid gefüllt, im entladenen Zustand bildet sich an beiden Elektroden Bleisulfat. Da in der Endphase des Ladevorgangs als unerwünschte Nebenreaktion Wasser elektrolysiert, muss jede Zelle eine Öffnung zum entweichen der Gase und zum Nachfüllen von Wasser haben! NEU: wartungsfreie Akkumulatoren (Einbau eines Katalysators, Vermeidung best. Bleileg.) Allmählicher Kapazitätsverlust wegen Umwandlung des Bleisulfats in eine andere, weniger reaktionsfähige Kristallform ® Akku nicht im entladenen Zustand Aufbewahren!!!! Vorteile des Bleiakkumulators: Billig, robust, hohe Stromentnahme möglich Nachteile: Schlechtes Leistungs – Gewichtverhältnis Verwendung: Bei Automotor Nickel - Cadnium – Akkumulator Auch NC – Akku Wird hauptsächlich für kleinere elektrische Geräte verwendet Hat zwar geringere Kapazität und nur eine Zellspannung von 1,2 V, kann aber auslaufsicher und gasdicht hergestellt werden. Die Verbesserung bekannter und die Erforschung neuer Akkumulatorentypen ist wegen der technischen Verwertbarkeit (Elektroauto) ein intensiv bearbeitetes Gebiet.
Quellenangaben des Verfassers