Panasonic Batteries

Batterien verwenden leistungsfähige Mikrotechnologie, um Elektrizität zu liefern. Dies können sie, weil sie Chemikalien enthalten, die eine chemische Reaktion hervorrufen. Die chemische Reaktion erzeugt Elektrizität und dadurch wird die Batterie zur Energiequelle. Die meisten Batterien setzen sich chemisch aus zwei verschiedenen Hauptrohmaterialien zusammen, von denen eine dazu neigt, die positive Elektrode und die andere, die negative Elektrode zu bilden. Diese Materialien und die Art ihrer Behandlung und Verarbeitung bestimmen schließlich Art und Qualität der Batterien.

Batterien können Energie gewöhnlich nur für einen bestimmten Zeitraum zur Verfügung stellen. Danach endet die chemische Reaktion und die Batterien können nicht mehr verwendet werden. Bei Akkus werden die chemischen Komponenten beim Laden wieder in den Ausgangszustand zurückverwandelt, so dass das Entladen wieder neu beginnen kann.

Die Leistung einer Batterie wird in Ampere und die Spannung in Volt ausgedrückt.

Die chemische Zusammensetzung einer Batterie bestimmt die Spannung und die Menge des Materials (die Größe der Batterie) bestimmt die Leistung (in Ampere).

Die Leistung einer Batterie ist wichtig, wenn ein Gerät arbeiten soll. Ein Radiogerät mit vielen Funktionen braucht zum Beispiel mehr Energie als ein einfacher Reisewecker. Je anspruchsvoller das Gerät, desto mehr Energie benötigt es. Das erklärt auch, warum einige Geräte ein größeres Batteriefach haben als andere. Wenn mehrere Batterien in Reihe geschaltet werden, können sie mehr Leistung liefern.

Wenn Sie ein Gerät, etwa ein Blitzlicht, einschalten, schließt sich der Stromkreis und elektrischer Strom in Form von Elektronen versorgt die Lampe mit Energie. Dies liegt daran, dass das Anodenmaterial Zink (Zn) zwei Elektronen (e-) in einer sogenannten Oxidation abgibt. Dieser Prozess lässt instabile Zinkionen (Zn2+) zurück. (Ein Ion ist ein Atom, das zu viel oder zu wenig Elektronen aufweist und damit positiv oder negativ geladen ist.)

Nachdem die Elektronen ihre Aufgabe erfüllt haben und die Lampe zum Leuchten gebracht haben, fließen sie an der Kathode wieder in die Batterie. Dort reagieren sie mit dem aktiven Material Mangandioxid (MnO2) in einer sogenannten Reduktion.

Die Elektronen bewegen sich in Batterien immer in eine Richtung: von der negativen Elektrode zur positiven Elektrode; dieser Fluss wird auch als Gleichstrom (DC) bezeichnet.

Oxidation und Reduktion können in einer Batterie nur stattfinden, weil es einen Weg für die Elektronen von der Kathode zur Anode gibt. Diese Funktion erfüllt der Elektrolyt.

Wenn ein Elektron über die Kathode fließt, reagiert es mit dem Mangandixoid und bildet MnOO-. Anschließend reagiert das MnOO- mit dem Wasser in der Elektrolytlösung. Das Wasser wird in Hydroxidionen (OH-) und Wasserstoffionen (H+) aufgespalten, die mit dem MnOO- zu MnOOH reagieren. Die Hydroxidionen fließen zur Anode in Form eines Ionenstroms.

Dort reagieren sie mit den instabilen Zinkionen, die ihre Elektronen verloren haben, um die Lampe zum Leuchten zu bringen. Die Reaktion erzeugt Zinkoxid (ZnO) und Wasser (H2O). Dadurch ist der Kreis für einen kontinuierlichen Stromfluss geschlossen und Ihr Blitzlicht funktioniert.

In der Batterie bewegen sich die negativen Elektronen vom Minus- zum Pluspol, während die geladenen Ionen vom Plus- zum Minuspol wandern. Diese chemische Reaktion sorgt dafür, dass Energie freigesetzt wird. Die Geschwindigkeit der Elektronenerzeugung durch diese Reaktion (der innere Widerstand der Batterie) steuert die Anzahl der Elektronen, die zwischen den Polen fließen können.

Das Ohmsche Gesetz: Strom = Spannung/Widerstand

Ohm entdeckte, dass sich ein durch einen Draht fließender Strom direkt proportional zu dessen Querschnittsfläche und indirekt proportional zur Länge verhält.

Die Kapazität einer Batterie wird als theoretisch entnehmbare Ladungsmenge in Miliamperstunden (mAh) angegeben. Die verwendeten Materialien und die Konstruktion der Batterie sind bestimmend für die Stärke des Stroms und damit für die Eignung der Batterie für bestimmte Anwendungen.

Die wiederaufladbaren Nickel-Cadmium-Akkus leiden unter dem sogenannten "Memory Effekt". Wenn sie geladen werden, obwohl sie nicht vollständig leer sind, erfolgt nur ein teilweises Laden.

Dadurch wird die niedrigere Kapazität zur neuen Maximalkapazität.

Batterien funktionieren je nach Schaltung unterschiedlich. Wenn sie in Reihe geschaltet sind, wie etwa in einem Blitzlicht, steigt die Spannung.

Zum Beispiel steigt die Spannung auf 3 Volt, wenn zwei 1,5-Volt-Zellen in Reihe geschaltet werden.

Bei der 9-Volt-Batterie handelt es sich um eine Reihenschaltung von sechs 1,5-Volt-Zellen.

Batterien werden von Spezialisten gebaut. Das sollte klar sein. Aber wir geben Ihnen dennoch eine einfache Bauanleitung für Ihre eigene Batterie. Natürlich liefert diese Batterie im Eigenbau nicht die gleiche Leistung wie Produkte von bekannten Herstellern wie Panasonic Batteries.

Was brauchen Sie?

• Zitronensaft oder Haushaltsessig
• Kupferhaltige Münzen wie 1- oder 2-Cent-Münzen
• Aluminiumfolie
• Festes Papier
• Klebeband
• Küchenpapier
• Zwei Stromdrähte

Wie wird's gemacht?



Machen Sie aus dem festen Papier ein Rohr, in das die Münzen passen. (Füllen Sie die Münzen noch nicht ein.) Bringen Sie ein rundes Stück Aluminiumfolie an einem Ende an und befestigen Sie es mit Klebeband. Reißen Sie Stücke von der Aluminiumfolie und formen Sie daraus Scheiben, die etwa die gleiche Größe und Form wie die Münzen haben. Gehen Sie ebenso mit dem Küchenpapier vor. Tauchen Sie diese Küchenpapierscheiben in den Zitronensaft bzw. in den Essig. Stapeln Sie abwechselnd im Rohr eine Küchenpapierscheibe, eine Münze und eine Aluminiumfolienscheibe. Den Abschluss muss eine Münze bilden. Isolieren Sie die Drähte ab, so dass Sie die Kupferleiter an den Enden befestigen können. Testen Sie die Batterie mit einer Fahrradlampe.

Vor dem Recyceln der Batterien müssen diese sortiert werden, um ein Trennen in die verschiedenen Chemikalien und ein anschließendes Recyceln und ein Wiedergewinnen der Metalle und anderer wiederverwertbarer Materialien zu gewährleisten.

Die Batterieindustrie hat Mitte der 90er Jahre eine Sortiertechnologie zum automatischen und kostengünstigen Sortieren entwickelt. Mehrere automatische und halbautomatische Sortierbetriebe sind mittlerweile in Europa im Betrieb.

• Alkali- und Zink-Kohle-Batterien
  werden in der Metallindustrie zur Wiedergewinnung von Stahl, Zink, Ferromangan recycelt.
• NiCd/NiMH-Akkus
  werden zur Wiedergewinnung von Cadmium und Nickel mit Gewinn recycelt.
• Lithium-Ionen-Akkus
  werden zur Wiedergewinnung von Kobalt mit Gewinn recycelt.
• Blei-Säure-Akkus
  werden in der Bleiindustrie mit Gewinn recycelt.
• Silberoxid-Knopfzellen
  haben wegen der Knopfzellen mit Silber (Alkali, Zink-Luft) einen positiven Marktwert. Sie werden zur Wiedergewinnung von Quecksilber wiederverwertet.

Etwa 70 % der gesammelten Batterien werden heute auf dem bestehenden Recycling-Markt in Europa recycelt. Dieser Wert wird in den kommenden Jahren noch steigen.