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    Ratgeber

    Batterien » ZuverlĂ€ssige Stromquellen in allen GrĂ¶ĂŸen und Formen

    Eine stets gut funktionierende Stromversorgung ist das A und O in unserer hoch technisierten Gesellschaft. Denn wenn der Strom ausfĂ€llt, kommt es fast ĂŒberall von einem Moment auf den anderen zum totalen Stillstand. Deshalb sind die Stromnetz-Betreiber stets um ein stabiles Netz bemĂŒht.

    Aber auch bei den mobilen GerĂ€ten muss die Energieversorgung immer sichergestellt sein. Deswegen haben sich Alkaline-Batterien als Stromspender fĂŒr die unterschiedlichsten Verbraucher bestens bewĂ€hrt. Vor allen Dingen dann, wenn die jeweiligen GerĂ€te nur selten oder kurzzeitig genutzt werden oder einen geringen Energiebedarf aufweisen. Die mobilen Stromspender funktionieren deshalb so gut, weil die UrsprĂŒnge der Batterie-Technologie mittlerweile sehr weit in die Vergangenheit zurĂŒck reichen.

    Wir erklĂ€ren Ihnen gerne wie moderne Batterien funktionieren und zeigen Ihnen, wie Sie online vom 9 V E-Block ĂŒber AAA Micro bis hin zur Monozelle die richtigen Batterien fĂŒr Ihre Taschenlampen, Fernbedienungen, Wetterstationen oder tragbare CD-Player finden.



    Batterie oder Akku, was verwende ich wann?

    Oft stellt sich bei batteriebetriebenen GerÀten die Frage, ob der Einsatz von Akkus nicht sinnvoller wÀre. Diese recht gute Frage lÀsst sich aber leider nicht pauschal beantworten.

    Alte NiCd-Akkus, aber auch moderne NiMH-Akkus sind einer gewissen Selbstentladung (bis zu 60% im Monat) unterworfen. Darum kann ganz klar gesagt werden, dass fĂŒr Verbraucher mit einer kurzen Einschaltdauer, aber mit einer langen Bereitschaftszeit, Batterien statt Akkus sinnvoller sind.

    Klassische Beispiele fĂŒr diese Verbraucher wĂ€ren Notfalltaschenlampen, TV-Fernbedienungen oder auch Funksensoren fĂŒr Wetterstationen oder Smart Home-Systeme. 

    Wenn die Einschaltzeiten der Verbraucher lĂ€nger sind, sich öfter wiederholen oder der Strombedarf nicht unerheblich ist, so sind Akkus die bessere Wahl. FunkgerĂ€te im Baustelleneinsatz, Taschenlampen fĂŒr Sicherheitsdienste oder die Funkmaus am tĂ€glich genutzten BĂŒrocomputer sollten demzufolge eher mit Akkus bestĂŒckt werden.

    Aber oftmals muss man einfach fĂŒr sich selbst entscheiden, ob lieber Batterien oder Akkus verwendet werden sollen. In einer Modellbaufernsteuerung, die nur hin und wieder benutzt wird, machen Batterien duchaus Sinn. Wird das Modell aber regelmĂ€ĂŸig betrieben, ist es wirtschaftlicher und auch nachhaltiger, Lithium Ionen Akkus in die Fernsteuerung einzusetzen.



    Was ist eine Batterie?

    Mittlerweile ist es ĂŒber 200 Jahre her, dass Alessandro Volta nachweislich mit mehreren Zink- und Kupferplatten die erste funktionierende Batterie mit galvanischen Zellen gebaut hat. Auch wenn die Volta`sche SĂ€ule, so wie sie damals genannt wurde, noch groß und unhandlich war, ebnete sie doch den Weg zur Elektrotechnik und zu vielen weiteren interessanten Entdeckungen. Und bis in die heutigen Tage hat sich am Funktionsprinzip einer Batterie nicht viel geĂ€ndert.

    Eine Batterie ist ein Energiespeicher, in dem die gespeicherte chemische Energie durch Reduktions-Oxidation in elektrische Energie gewandelt wird. Im Prinzip sind das zwei Stoffe (Elektroden) mit unterschiedlichen elektrochemischen Spannungspotentialen, die in einem GehÀuse untergebracht sind.

    Im Falle einer Zink-Mangan-Batterie bestehen die beiden Elektroden aus Mangandioxid (1) fĂŒr den Plus-Pol bzw. die Kathode und Zink (2) fĂŒr den Minus-Pol bzw. die Anode. Als Elektrolyt (3) wird konzentrierte Kalilauge (Kaliumhydroxid) verwendet, mit der die beiden Elektroden und der Separator (4) getrĂ€nkt sind. Wegen der Lauge, die als Elektrolyt dient, werden Zink-Mangan-Batterien auch als Alkali-Mangan-Batterien bezeichnet.

    Da Batterien zum eimaligen Gebrauch vorgesehen sind, werden sie auch PrimÀrzellen genannt. Im Gegensatz dazu sind wiederaufladbare Akkus SekundÀrzellen. 

    In der Umgangssprache werden die Begriffe Akku und Batterie aber oft falsch benutzt. So sprechen selbst Fachleute von einer Autobatterie oder Starterbatterie, obwohl es sich bei diesen Energiespendern im Kfz um wieder aufladbare Blei-Akkus handelt. 



    Wie ist eine Batterie aufgebaut?

    Das folgende Bild zeigt den schematischen Aufbau einer handelsĂŒblichen Alkali-Mangan-Batterie, wie sie heute ĂŒberall in GeschĂ€ften oder auch online erhĂ€ltlich ist.

    1. Metallbecher mit Pluspol an der Oberseite
    2. Außenfolie mit Hersteller-Beschriftung
    3. Mangandioxid (Kathode bzw. Plus-Pol)
    4. Dichtscheibe aus Kunststoff
    5. Bodenplatte (Anode bzw. Minus-Pol)
    6. Separator zur Trennung der Elektroden und als IonenbrĂŒcke
    7. Ableitnagel
    8. Zinkpulver-Gel (Anode)

    Unterschied zur Zink-Kohle-Batterie

    Bei einer Zink-Kohle-Batterie besteht der Außenbecher aus Zink. Da sich die Zink-Elektrode beim Entladen zersetzt und löchrig wird, kam es hĂ€ufig zum Auslaufen dieser Batterien, wenn sie aufgebraucht waren. Das ist einer der HauptgrĂŒnde, warum diese Batterien immer mehr vom Markt verschwinden.

    Bei einer Alkali-Mangan-Batterie besteht der Außenbecher aus Metall und die Zink-Elektrode ist im Kern der Batterie untergebracht.

    Somit wird ein Auslaufen der Batterie zuverlÀssig verhindert.

    Die verwendete Chemie ergibt unterschiedliche Spannungen

    Die verschiedenen Substanzen, aus denen Batterie-Elektroden gefertigt werden, haben unterschiedliche chemische Spannungspotentiale. Dadurch ergeben sich bei den jeweiligen Batterietypen auch unterschiedliche Nennspannungen. Im Gegensatz zu einer Quecksilberoxid-Zink-Batterie hat eine Silberoxid-Zink-Batterie eine um ĂŒber 10% höhere Spannungslage. Die Spannungslage der gĂ€ngigen Batterietypen haben wir fĂŒr Sie aufgelistet:

    • 1,35 V fĂŒr die Quecksilberoxid-Zink-Zelle
    • 1,4 V fĂŒr die Zink-Luft-Zelle
    • 1,5 V fĂŒr die Alkali-Mangan-Zelle
    • 1,5 V fĂŒr die Zink-Kohle-Zelle
    • 1,5 V fĂŒr die Lithium-Eisensulfid-Zelle
    • 1,55 V fĂŒr die Silberoxid-Zink-Zelle
    • 1,8 bis 3,7 V fĂŒr Lithium-Zellen, abhĂ€ngig vom Kathodenmaterial

    Im Falle einer 4,5 V Flachbatterie oder 9 V Blockbatterie werden innerhalb der Batterie mehrere Einzelzellen bzw. Galvanische Zellen in Serie geschaltet, um so die höhere Spannungslage zu erhalten.

    Bei einer 4,5 V Flachbatterie sind das drei Zellen (3 x 1,5 V = 4,5 V) und bei einer 9 V Blockbatterie sind das sechs Zellen (6 x 1,5 V = 9 V).



    Wie funktioniert eine Batterie?

    Vereinfacht ausgedrĂŒckt, wird bei einer Alkaline-Batterie die elektrische Energie durch die Oxidation des Zinks bzw. durch die Reduktion des Mangandioxids zur VerfĂŒgung gestellt. Da Oxidation und Reduktion gleichzeitig stattfinden, spricht man von einer Redoxreaktion. Die dabei freiwerdenden Elektronen stehen am Minuspol der Batterie zur VerfĂŒgung.

    Wird mit der Batterie ein Verbraucher betrieben, wandern die Elektronen vom Minuspol (Anode) ĂŒber den Verbraucher, z.B. einer Taschenlampen-GlĂŒhbirne, zum Pluspol (Kathode). Zum Ladungsausgleich wandern innerhalb der Batterie Hydroxid-Ionen von der Kathode zur Anode. Die chemischen Prozesse, die dabei in der Batterie ablaufen, erklĂ€rt das Video recht anschaulich.


    Unser Praxistipp: Batterietesten ohne Tester

    Da beim Entladen einer Alkaline-Batterie Wasser verbraucht wird, „trocknet“ die Batterie innerlich aus. Bei Batterien der GrĂ¶ĂŸe Mignon (AA) lĂ€sst sich somit durch einen einfachen Test prĂŒfen, ob die Batterie voll oder leer ist. Der beigefĂŒgte Link zum Video zeigt, wie Sie den Test in der Praxis durchfĂŒhren können

    Bei einer vollen Batterie ist das Elektrolyt noch Gel-artig und dÀmpft so den Aufprall auf der Tischplatte. Ist die Batterie entladen, ist das Elektrolyt fest und die Batterie federt mehrmals auf der Tischplatte.

    Leider funktioniert dieser Trick nur mit Batterien der GrĂ¶ĂŸe Mignon (AA).



    Batteriearten im Vergleich

    Wie bereits erwÀhnt, können Batterie-Elektroden aus den unterschiedlichsten chemischen Substanzen gefertigt werden. Neben den daraus resultierenden unterschiedlichen Spannungen ergeben sich zudem noch typenspezifische Vor- und Nachteile, sowie bevorzugte Einsatzgebiete.

    Zink-Kohle-Batterien

    Die Zink-Kohle-Batterien (ZnC) sind vor allem fĂŒr weniger anspruchsvolle Anwendungen wie z.B. in Fernbedienungen oder  Wanduhren geeignet. Diese Batterien werden kaum noch angeboten oder von gĂŒnstigeren Alkalis verdrĂ€ngt.

    Vorteile:

    ✓  Preiswert

    Nachteile:

    ✗  Nicht auslaufsicher

    ✗  Keine hohe Strombelastung


    Alkali-Mangan

    Die Alkali-Mangan (AlMn) oder meist auch nur Alkali-Batterien haben eine hohe Leistung und sind langlebig. Der hÀufigste Einsatzbereich ist in  Radios, Fernbedienungen, Spielzeug und Uhren.

    Vorteile:

    ✓  Höhere KapazitĂ€t als Zink-Kohle

    ✓  Höhere Strombelastbarkeit

    ✓  Auslaufsicher

    Nachteile:

    ✗  Teurer als Zink-Kohle-Batterien

    ✗  Temperaturempfindlich


    Lithium-Batterien

    Lithium (LiMnO2) Batterien zeigen eine lange Haltbarkeit und eine sehr konstant bleibende Zellenspannung. Ihr Einsatzgebiet ist ĂŒberall dort, wo man sich auf Batteriestrom verlassen muss.
    Lithium-Batterien sollten vor allem in GerĂ€ten mit erhöhtem Strombedarf verwendet werden, wie z.B. in Fotoapparaten, Digicams, aber auch in Rauchmeldern und Außensensoren. Lithium-Batterien sollten auch in jeder Notfalltaschenlampe eingesetzt werden.

    Vorteile:

    ✓  Extrem hohe KapazitĂ€t

    ✓  Ideal fĂŒr Hochstromverbraucher

    ✓  Geringe Selbstentladung (lange Lagerzeiten)

    ✓  Breiter Temperaturbereich (-40 bis 60°C)

    Nachteile:

    ✗  Teurer als Alkaline-Batterien



    BatteriegrĂ¶ĂŸen im Vergleich

    Bei der Auswahl der richtigen Batterie ist neben der Zellenchemie und der Zellenspannung die BatteriegrĂ¶ĂŸe bzw. die Bauform das wohl wichtigste Entscheidungskriterium. Schließlich muss die Ersatzbatterie auch in das Batteriefach passen. FĂŒr die meisten GerĂ€te werden Micro-Batterien (Micro AAA), Mignon-Batterien (Mignon AA), Mono-Batterien (D) oder 9 V E-Block benötigt. Aber es gibt noch weitere Bauformen, die nach wie vor weit verbreitet sind.

    Standard-Batterien

    1 = Lady-Batterie (N), 2 = Micro-Batterie (AAA), 3 = Mignon-Batterie (AA), 4 = Baby-Batterie (C), 5 = Mono-Batterie (D), 6 = E-Block / 9 V Block-Batterie (1604D / PP3), 7 = 4,5 Volt Flachbatterie.

    Allgemeine Bezeichnung Abb. ANSI-Norm Nennspannung Abmessungen in mm Bezeichnugen
    Lady 1 N 1,5 V Ø x H   12 x 30 LR1, R1, A1, UM5
    Micro 2 AAA 1,5 V Ø x H   10,5 x 44,5 LR03, R03. AM4, UM4
    Mignon 3 AA 1,5 V Ø x H   14,5 x 50,5 LR6, R6, AM3, UM3, L91
    Baby 4 C 1,5 V Ø x H   26,2 x 50 LR14, R14, AM2
    Mono 5 D 1,5 V Ø x H   34,2 x 61,5 LR20, R20, AM1
    9 V Block 6 1604D(PP3) 9 V L x B x H   26,5 x 17,5 x 48,5 6LR61, 6F22, 6AM6
    4,5 V Flachbatterie 7 - 4,5 V L x B x H   67 x 62 x 22 3LR12, 3R12, 1203

    Spezialbatterien

    Allgemeine Bezeichnung ANSI-Norm Nennspannung Abmessungen in mm Bezeichnugen
    Mini AAAA 1,5 V Ø x H   8,3 x 42,5 LR8, LR8D425, LR61, E96
    Stabbatterie - 3 V Ø x H   21,8 x 74,6 2R10, 2R10R, 3010, 2010
    Flat Pack J 6 V L x B x H   47 x 34 x 8
    4LR61, 4018, 7K67, 866, KJ
    Laternenbatterie  908D 6 V L x B x H   115 x 67 x 67
    4R25, 4R25C, 430, GP908X
    A23 Batterie V23GA 12 V Ø x H   10 x 28 E23A, V23A, L1028, MN21, ...

     

    In kleinen GerĂ€ten wie Armbanduhren und Fieberthermometer, die kompakte GehĂ€use aufweisen, sind Batterien in Form einer Knopfzelle unverzichtbar. Auch bei den Knopfzellen werden unterschiedliche chemische Substanzen fĂŒr die Elektroden verwendet, um die gewĂŒnschten Eigenschaften zu erzielen. Ein besonderer Typ von Knopfzellen, und zwar die Zink-Luft-Batterie, wurde frĂŒher gerne fĂŒr HörgerĂ€te verwendet.

    Eine umfangreiche Übersichtstabelle der verschiedenen Typen und GrĂ¶ĂŸen finden Sie in unserem Ratgeber zu den Knopfzellen. 



    Spezialbatterien-Vergleichstabelle

    Besonders bei Spezialbatterien gibt es die unterschiedlichsten Bezeichnungen, die immer wieder zu Verwirrungen fĂŒhren. Aus diesem Grund haben wir fĂŒr Sie die verschiedenen Batterie-Bezeichnungen in einer Tabelle zusammengefasst.

    Alkaline/Zink Spezialbatterien

    Batterietyp Bezeichnungen
    10A A10, E10A, V10A, V10PX, V10GA, L1021, L1022, MN10, G10A, GP10A, WE10A, UM10A, LR10A, K10A, 10AE, P10GA, PX10, EPX10, KX10, RPX10, R10A
    11A A11, E11A, V11A, V11PX, V11GA, L1016, MN11, G11A, GP11A, WE11A, CA21, CX21A, UM11A, LR11A, K11A, 11AE, P11GA, PX11, EPX11, KX11, RPX11, R11A
    23A A23, E23A, V23A, V23PX, V23GA, L1028, MN21, G23A, GP23A, WE23A, CA20, UM23A, LR23A, LRV08, RVO8, MS21, K23A, 8LR932, 8LR23, 3LR50, 23AE, A23S, P23GA, VR22, 8F10R, MN23, PX23, EPX23, KX23, RPX23, 4NR23, R23A
    27A A27, E27A, V27A, V27PX, V27GA, L728, L828, MN27, G27A, GP27A, WE27A, CA22, UM27A, LR27A, K27A, 27AE, A27S,P27GA, EPX27, KX27, RPX27, HS3, NR43, EL812, EL8212, R27A
    476A A476, E476A, V4034PX, V476A, V476GA, L1325, V34PX, GP476A, WE476A, UM476A, LR476A, K476A, 476AE,A476S, P476GA, EPX476, KX476, RPX476, 4LR44, 7H34, 537, 4LR44P, 1414A, K28A, 4L1325, 4G13, R476A
    544A A544, E544A, V28PX, V28PXL, V28GA, V544A, L544, KS28, PX28A, WE544A, PX544A, GP544A, LR544A, K544A,544AE, A544S, P544GA, KX544, RPX544, 4SR44, 4NZ13, G13, 4028, K544A, R544A, 28L
    Mini AAAA, LR8, LR8D425, R8D425, LR61, E96, MX2500, V4004, V4761, MN2500, 25A
    V74PX MN154, 504, KA74, 220, 220A, 4074, 10LR54
    6V Flat Pack 4LR61, Flat Pack, 4018, 7K67, 866, 539, 1412AP, KJ, J
    4R25 4R25C, 430, GP908X
    4R25-2 4R25C, 430, GP908X
    4LR25 MN908, PC915, 4R25-2P, 529, 908A, DC908, 4LR25Y
    4LR25-2 MN918, PC918, 4LR25-24, 4R25-2C, EV31, R25-2, 731, 991, 1231, LR825
    2R10 2R10R, 3010, 2010
    6F100 V439, 439, PP9
    U23PX V23PX, EPX23, PX23, 4SR42, PX23S, RPX23A, 4NR42, 4LR42, RPX23S, PX23A, KX23, RPX23, RX23
    U21PX V21PX, EPX21, PX21, 3LR50, PX21S, RPX21A, RPX21S, PX21A, KX21, RPX21, UG-523, 3MR50, RX21, E523, BK-1, PC133A, 523
    TR164 PX164A, S4164, EPX164A, E164, V164P, PX164, A32PX, HM-4N
    U72PX UG015, S4072, MN122, 15LR43, NM412, UG 015, 15F20, PX72, 412, 215, V72, V72PX, A72PX
    PX27A PX27, 4AG12, EPX27, 4AG13, S27PX, 4LR43, PX27S, 4SR43, 4NR43. U27PX, HS3C, RPX27S, RPX27A, RPX27, V27PX, KX27, HS-3
    LL4 PS-LL4
    CR435 BR435, 435 Pin-Type, 435PT

    Lithium Spezialbatterien

    Batterietyp Bezeichnungen
    2CR5 EL2CR5, KL2CR5, EL2CR5BP, RL2CR5, DL245, DL345, 2CR5M, 5032LC, 245
    CR2 EL1CR2, KCR2, RLCR2, DLCR2, DLCR2B, DR2R, RLCR2-L, 5046LC, CR17355
    CRV3 LB01, CRV3P, RB104358
    CR-123A EL123AP, K123LA, RL123A, EL123A, DL123A, 5018LC, LR123, VL123, CR17345
    CR-P2 EL223AP, K223LA, RLP2, EL223APBP, DL223A, 5024LC, VL223, CR223A , CRP2, CRP2P, CR17-33, CRP2S, PC223A, DL223, K223, PC223, 223 


    HĂ€ufig gestellte Fragen zu Batterien

    Wieviel Strom kann aus einer AA Mignon entnommen werden?

    Diese Frage lĂ€sst sich weder bei AA Mignon noch AAA Micro oder irgendeiner anderen Batterie konkret beantworten. Denn die Höhe der nutzbaren KapazitĂ€t hĂ€ngt einerseits von der GrĂ¶ĂŸe der Batterie, vom Typ bzw. der Zellchemie (z.B. Alkali oder Lithium) und vom Entladestrom ab. Je geringer der Strom ist, den zum Beispiel eine Mignon AA-Batterie abgibt, desto höher ist die nutzbare KapazitĂ€t. So kann unter Laborbedingungen bei minimalen Entladeströmen ein hoher KapazitĂ€tswert erreicht werden. Diese Werte werden zum Teil auch bei der Produktauslobung mit angegeben. Wenn aber die Entladeströme in der Praxis deutlich höher sind, werden die ermitteltem Laborwerte nur schwer oder nicht erreicht. 


    DĂŒrfen Batterien aufgeladen werden? 

    Nein, definitiv nicht. Batterien sind als PrimĂ€rzellen fĂŒr den einmaligen Gebrauch vorgesehen und mĂŒssen vorschriftsmĂ€ĂŸig entsorgt werden, wenn sie leer sind. In der Vergangenheit wurden wiederaufladbare Alkaline Batterien angeboten, die aber dann zum System passende LadegerĂ€te erfordert haben. Zudem ist die nutzbare KapazitĂ€t mit jedem Ladevorgang deutlich geringer geworden.


    Kann ich anstelle einer Zink-Kohle AA Mignon eine Alkaline AA-Mignon verwenden?

    Ja, das geht, solange das Preis-Leistungs-VerhĂ€ltnis stimmt. Allerdings mĂŒssen die Grenzwerte des Temperaturbereiches der Alkaline-Batterie beim Betrieb oder bei der Lagerung eingehalten werden.

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