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Einführung in Batterien

Was ist eine Batterie?


Eine Batterie stellt eine galvanische Zelle dar, in der elektrische Energie in chemische Energie umgesetzt wird durch elektrochemische Oxidation und Reduktion von zwei voneinander getrennten Reaktanden. Entscheidend ist, dass zwei miteinander zur Reaktion befähigte Materialien durch einen Elektrolyten, der nur ionische Ladungen und keine Elektronen leitet, voneinander getrennt sind. Bei der Entladung werden in der negativen Elektrode an der Grenzfläche Elektrode/Elektrolyt Elektronen frei, die über elektronisch leitende Stromableiter an die positive Elektrode geführt werden, wodurch das Elektrodenmaterial reduziert wird.

Als Batterien werden umgangssprachlich solche Primärzellen bezeichnet, weil sie meistens aus mehreren einzelnen (also aus "Batterien") von elektrochemischen Zellen in Serien- oder Parallelschaltung zusammengesetzt sind. Lange Zeit wurde unter dem Begriff "Batterie" auch nur die Leclanche-Zelle (Zink-Kohle-Zelle) verstanden.

Bei den Sekundärzellen, auch Akkumulatoren oder wiederaufladbare Batterie genannt, kann die entnommene Energie während eines Ladungsvorganges wieder zugeführt werden. Die elektrische Energie wird in die chemische Energie der umgekehrten chemischen Reaktion umgewandelt und gespeichert.

 

 

Fließt kein elektrischer Strom zwischen den Elektroden, so befindet sich die Zelle im Gleichgewichtszustand, die herrschende Potentialdifferenz heißt in diesem Fall Gleichgewichtsspannung oder auch Leerlaufspannung.Es ist dabei ohne Bedeutung, ob der Stromfluß unterbrochen ist, weil der elektrische Kreis nicht geschlossen ist, oder weil an der Zelle eine Gegenspannung anliegt, die die Zellspannung ausgleicht. Auf jeder Elektrode laufen die beiden Elektrodenreaktionen gleichzeitig ab: Auf jeder Elektrode kommt es sowohl zu einer Oxidation als auch zu einer Reduktion.

Die in der Zelle herrschende Spannung ist die Differenz der Elektrodenpotentiale.

 

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