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Battieriekunde

Hier finden Sie eine Auswahl von Fachbegriffen rund um die Batterie, die Ihnen helfen soll, die Technik besser zu verstehen.
Klicken Sie auf nachstehenden Index, um zum gewünschten Begriff zu kommen. 

A      B       C        D        E        F        G        H        i       K        L        M        N        O        P        R        S        T        U        V        W        Z

A
Akkumulatoren
Eine elektrochemische Einrichtung, die elektrische Energie durch Umwandlung in chemische Energie speichern und durch Rückumwandlung wieder abgeben kann.

Akku-Pack
Ein aus mehreren speziell geformten Akkus bestehendes Paket das für den Einsatz in Camcordern, Mobiltelefonen oder anderen Geräten bestimmt ist.

Alkaline
englische Bezeichnung für Alkali-Mangan-Batterien. Alkaline-Batterien sind besonders leistungsfähig und enthalten kein Cadmium und Quecksilber.

Ampère
ISO-Einheit für die Stromstärke.

Amperéstunden [Ah]
Angabe der Elektrizitätsmenge einer Batterie. Die Angabe ist das Produkt aus Stromstärke und der Zeitdauer. So könnte beispielsweise eine Batterie mit 1500 mAh eine Stunde lang einen Strom in der Stärke von 1500 mA abgeben.

Anode
Die positive Elektrode einer Zelle. Bei Sekundärzellen kann jede der Elektroden zur Anode werden, je nach der Richtung des Stromflusses.

Arbeitsspannung
Die Arbeitsspannung ist die Spannung (V) die sich bei der belasteten Entladung einer Zelle an den Elektroden einstellt. Sie ist niedriger als die Nennspannung.

Ausgleichsladung
Die Ausgleichsladung ist eine Überladung der Batterie um sicherzustellen, das der maximale Ladezustand erreicht wird.

B
Batterie
Eine Batterie besteht aus mehreren zusammengeschalteten galvanischen Zellen, die eine elektrische Einheit mit entsprechenden Anschlüssen bilden.

Batterie, alkalische
Alkalische Batterien sind Primärzellen in denen wässrige alkalische Lösungen als Elektrolyt eingesetzt werden. Beispiel hierfür sind Mangandioxid-Zink-Batterien, in denen Kaliumhydroxid als Elektrolyt dient.

Belastbarkeit
Die Stromstärke, mit der eine Batterie über einen definierten Zeitraum bei einer definierten Temperatur belastet werden kann, ohne eine vorgegebene Grenzspannung zu unterschreiten.

C
Cadmium
Chemisches Element (Cd), das zu den Schwermetallen zählt. Wird zur Herstellung von Elektroden verwendet. Hochgiftig!

Coin cells
Englische Bezeichnung für Knopfzellen, die vorwiegend in Kleinstgeräten wie z.B. Uhren zum Einsatz kommen.

D
Diffusion
Physikalischer Vorgang, der zum Ausgleich von Konzentrationsunterschieden in Elektrolyten führt.


E
Elektrode
Elektrisch leitfähiger Teil einer Zelle, die aus der aktiven Masse und einem Ableiter bestehen. Jede Zelle hat zwei Elektroden, eine positive und eine negative.

Elektrolyt
In den meisten Fällen flüssiges oder gelartiges Medium, das den Transport der Ionen zwischen positiver und negativer Elektrode gewährleistet.

Elektronen
Elektrisch negativ geladene Teilchen

Element, galvanisches
Ein aus zwei chemischen Verbindungen oder Elementen bestehendes System, das zur Bildung einer elektrochemischen Zelle verwendet wird (z.B. Ni/Cd, Mangandioxid/Zink).

Energie
Die Energie in Wattstunden, die eine Batterie unter definierten Bedingungen abgeben kann.

Entladeschlußspannung
Spannung unter die eine Batterie nicht entladen werden darf, ohne daran Schaden zu nehmen.

Entladespannung
Die mittlere Entladespannung ist der Mittelwert der auftretenden Entladespannungen bei einer definierten Stromstärke.

Entladestrom
Die Stärke des einer Batterie zu entnehmenden Stromes. Wird in Ampère oder einem vielfachen von C angegeben.

Entladetiefe
Der Ladungszustand einer Batterie. Berechnet wird dieser Wert aus der Nennkapazität und der entnommenen Energiemenge. Wenn z.B. aus einer Batterie mit 1500 mAh eine Stunde lang ein Strom von 500 mA entnommen wird, beträgt die Entladetiefe 66%.

Entladung
Entnahme elektrischer Energie aus einer Batterie, die durch elektrochemische Prozesse erzeugt wird.

Erhaltungsladung
Verfahren, um eine voll geladene Batterie in diesem Zustand zu erhalten, notwendig zum Beispiel für unterbrechungsfreie Stromversorgungen.


F

Fading
Kapazitätsverlust über längere Zeit beim Gebrauch einer Batterie.


G
Gasen
Entwicklung von Wasserstoff und Sauerstoff beim Überladen von Zellen mit wässrigen Elektrolyten. Explosionsgefahr!


H
High-Drain-Knopfzellen
Besonders belastbare Knopfzellen mit geringem Innenwiderstand, der kurzfristig höhere Entladeströme zuläßt. Werden hauptsächlich in Kleinstgeräten mit temporären Zusatzfunktionen wie z.B. Uhren mit Alarmwecker benutzt.


I
Innenwiderstand, effektiver
Der messbare Innenwiderstand einer Batterie gegen die Stromentnahme. Deutlich zum Ausdruck kommt er durch den Abfall der Spannung bei steigendem Entladestrom. Der effektive Innenwiderstand ist stark von Alter, Bauart, Temperatur und Ladezustand abhängig.

Innenwiderstand, nominaler
Der ohmsche Widerstand einer Batterie


K
Kaliumhydroxid
Chemische Verbindung, die vermischt mit Wasser den Elektrolyten bei Alkali/Mangan- und Nickel/Cadmium-zellen bildet.

Kapazität
Die verfügbare Energiemenge in einer Batterie in Ampèrestunden. Die Kapazität ist abhängig von Temperatur und Entladestrom.

Kathode
Negative Elektrode einer elektrochemischen Zelle.

Knallgas
Gemisch aus Sauerstoff und Wasserstoff, das in einem breiten Mischungsbereich explosionsfähig ist. Entsteht bei der Überladung von Zellen mit wässrigen Elektrolyten.

Konstantspannungsladung
Methode, bei der mit konstanter Spannung während des gesamten Ladevorgangs eine Batterie geladen wird.

Konstantstromladung
Laden mit konstantem Ladestrom bei variabler Ladespannung

Kurzschluss
Beim äußeren Kurzschluss zwischen den Batteriepolen kann es durch starke Wärmeentwicklung an den Bauteilen zur Zerstörung der Batterie kommen.

L
Ladefaktor
Verhältnis der geladenen zur zuvor entnommenen Energiemenge

Ladegerät
Gerät zum Aufladen von Sekundärzellen. Für die unterschiedlichen Typen und Bauarten von Sekundärzellen (Akkus) gibt es jeweils spezielle Ladegeräte.

Laden
Beim Laden wird in der Zelle elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt

Ladestromsteuerung
Diverse Verfahren zur kontrollierten Ladung von Sekundärzellen. Siehe auch Ladung

Ladestrom
Der beim Laden einer Sekundärzelle momentan fließende Strom. Er ist abhängig vom Ladezustand,der Temperatur und dem angewandten Ladeverfahren.

Ladung, I-Kennlinie
Ladeverfahren mit konstantem Ladestrom ohne Spannungskontrolle. Nur sinnvoll bei kleinen Ladeströmen, da sonst unerwünschte Nebeneffekte (Temperaturerhöhung, Wasserverlust) auftreten.

Ladung, IU-Kennlinie
Ladeverfahren, bei dem bis zum Erreichen der Gasungsspannung mit konstantem Strom geladen wird. Anschließend wird über die U-Kennlinie weitergeladen, wobei die Grenzspannung unter der Gasungsspannung liegt. Der Ladestrom geht dabei soweit zurück, das keine Überladung eintreten kann.

Ladung, U-Kennlinie
Ladeverfahren, bei dem mit konstanter Grenzspannung, die unter der Gasungsspannung liegt, geladen wird. Nach erreichen der Grenzspannung wird der Ladestrom reduziert um eine Überladung zu verhindern.

Ladung, W-Kennlinie
Widerstandskennlinien-Ladeverfahren, bei dem der Ladestrom bei steigender Ladespannung reduziert wird. Achtung! Bei billigen Geräten kann es zu Gasbildungen kommen, da die Gasungsspannung überschritten wird.

Ladung, Wa-Kennlinie
Wie W-Kennlinienverfahren, jedoch mit zeitgesteuerter Abschaltung bei Erreichen der Grenzspannung.

Lebensdauer, zyklische
Anzahl der Lade/Entladezyklen, die eine Batterie übersteht, bevor ihre Kapazität eine definierte Grenze unterschreitet.

Leclanché-Zelle
Zink-Kohle-Primärzelle

Leerlaufspannung
Die Leerlaufspannung ist die Spannung, die an einem Akkumulator ohne angeschlossenen Verbraucher anliegt. Sie ist in der Regel höher als die Nennspannung.

Li-Ionen-Batterie
Batterie, bei der Lithium-Ionen als Ladungsträger fungieren. Die Zellen zeichnen sich durch eine hohe Energiedichte aus. Die Zellspannung ist von der Art der Elektrodenpaarung abhängig. Charakteristisch sind Zellspannungen von 3-4V. Die Anode besteht in jedem Falle aus Graphit, in dessen hexagonales Kohlenstoffgitter sich die wandernden Lithium-Ionen beim aufladen einlagern. Bevorzugte Anwendungen sind Mobiltelefone und Camcorder.

Low-drain-Knopfzelle
Durch hohen Innenwiderstand nur für Abgabe von Strom in geringer Stärke über längere Zeit geeignet. Vorzugsweise für Analog- und einfache Digitaluhren in Gerbrauch. Hohe Auslaufsicherheit.

M
Masse, aktive
Die gesamte Masse der Elektrode einer Zelle, die an dem Austausch der Elektronen beteiligt ist.

Memory-Effekt
Wenn Ni/Cd-Zellen aufgeladen werden, bevor sie vollständig entladen waren bilden sich auf der Anode Cadmiumkristalle, was zu einer unerwünschten zweiten Ladestufe führt. Die Batterie entlädt sich beim nächsten Mal nur bis zum vorherigen Entladezustand, was als Memoryeffekt bezeichnet wird. Diese nur teilweise Entladung könnte fortgesetzt werden bis zur völligen Entladung, wenn die Kristalle sich vollständig auflösen würden.Dies tun sie allerdings nicht so schnell, wie die Stromentnahme vonstatten gehen würde, was dazu führt, dass es den Anschein hat, die Batterie wäre entladen.

Monoblockbatterie
Mehrzellige Batterie in einem Monoblockgehäuse.



N
Negative Elektrode
Die positive Elektrode einer Zelle. Bei Sekundärzellen kann jede der Elektroden zur Anode werden, je nach der Richtung des Stromflusses (auch Anode).

Nennkapazität
Die vom Hersteller angegebene Kapazität unter definierten Bedingungen (Entladestrom, Temperatur)

Nennspannung
Die vom Hersteller angegebene Spannung unter definierten Bedingungen

Ni/Cd-Batterie
alkalischer Akkumulator, bei dem die Anode aus Nickelhydroxid und die Kathode aus Cadmium besteht

Ni/Fe-Batterie
alkalischer Akkumulator, bei dem die Anode aus Nickelhydroxid und die Kathode aus Eisenverbindungen besteht

Ni/Zn-Batterie
alkalischer Akkumulator, bei dem die Anode aus Nickelhydroxid und die Kathode aus Zink besteht. Begrenzt wiederaufladbar.

Niederstromentladung
Entladung mit weniger als dem 0,1fachen Strom der Nennkapazität

NiMH
Nickel-Metallhydrid. Anoden-/Kathodenkombination für Akkumulatoren

O
Oxidation
Abgabe von Elektronen, in der Regel an den Stromkreis, an der Kathode der Zelle

P
Parallelschaltung
Die Zusammenschaltung der gleichnamigen Pole mehrerer Batterien. Dadurch Erhöhung der Kapazität bei gleich bleibender Spannung.

Primärzelle
Primärzellen sind nur einmal zu gebrauchende Batterien, die anschließend entsorgt werden müssen. Sie sind nicht wiederaufladbar. Zink/Kohle oder Alkalische Zellen zählen zu dieser Kategorie.


R
Reduktion
Chemische Reaktion in den Zellen die zur Freisetzung von Elektronen und somit zur Umwandlung von chemischer in elektrische Energie dient.

Rekonditionierung
Entladung mit kleinem Strom und Wiederaufladung mit 30%iger Überladung zur Wiederherstellung der Nennkapazität.

Reversible Reaktion
Chemische Reaktion, die sowohl in Oxidations- als auch in Reduktionsrichtung geführt werden kann und prinzipielle Voraussetzung für den Betrieb von Sekundärzellen (Akkus) ist.

S
Sekundärbatterie
Wiederaufladbare Batterie, Akkumulator

Selbstentladung
Auch ohne angeschlossenen Verbraucher laufen in Batterien chemische Reaktionen ab, die zu einem Ladungsverlust führen.

Serienschaltung
Zusammenschaltung von Batterien durch Verbindung von Plus- und Minuspol zur Erhöhung der Spannung
Silber/Cadmium-Batterie
Alkalischer Akku bei dem die Anode aus Silberoxid und die Kathode aus Cadmium besteht.

Silber/Zink-Batterie
Alkalischer Akku bei dem die Anode aus Silber und die Kathode aus Zink besteht.

Strom
Bewegung elektrisch geladener Teilchen in einem elektrischen Feld.

T
Tiefentladung
Entladung mit niedrigem Entladestrom bis unter die Entladegrenzspannung.

U
Überladung
Laden über den Vollladezustand hinaus. Führt in der Regel zu Elektrolytverlust und Batterieschäden.

Umgebungstemperatur
Temperatur die am Betriebsort der Batterie herrscht.

V
Volt
ISO-Maßeinheit für Spannung

W
Wirkungsgrad, Faradayscher
Verhältnis der ennommenen Energie zur rückgeladenen Energie.

Z
Zelle
Kleinste Einheit einer Batterie, wobei sich deren Kapazität aus der Größe, die Spannung aus der Materialkombination der Elektroden ergibt.

Zellentemperatur
Hat wesentlichen Einfluss auf die Leistung und Haltbarkeit einer Zelle, da die chemischen Reaktionen unter zu hohen oder zu niedrigen Temperaturen zu schnell oder zu langsam ablaufen können, was meistens zu Schäden führt.

Zellumpolung
Durch Kapazitätserschöpfung bedingt Polaritätsumkehr einzelner Zellen, die zur dauerhaften Beschädigung der Batterie führt.

Zink-Kohle-Zelle
Primärzelle, bei der die Anode aus Zink und die Kathode aus Mangandioxid besteht. Als Elektrolyten kommen Zink- oder Ammoniumchlorid-Lösungen zum Einsatz.

Zink-Luft-Zelle
Primärzelle, bei der Luftsauerstoff als Redox-Partner der Nickel- und Zinkelektrode dient. Wird hauptsächlich in Hörgeräten eingesetzt.

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