Oft wird fälschlicherweise davon ausgegangen, dass Batterien ein monolithisches Objekt sind, tatsächlich handelt es sich jedoch um eine Ansammlung kleiner elektrochemischer Zellen, die im Tandem arbeiten. Diese Geräte erfüllen im Kern eine bestimmte Alchemie. Sie nehmen gespeicherte chemische Energie auf und wandeln sie in elektrischen Strom um. Obwohl sich der Begriff „Batterie“ technisch gesehen auf eine Reihe von Zellen bezieht, wird er normalerweise zur Beschreibung einer einzelnen Einheit verwendet, beispielsweise der AA-Batterie in einer Fernbedienung oder dem Modul, das ein großes Elektroauto antreibt.
So funktioniert der Ablauf
Im Inneren der Zellen passieren magische Dinge. Die beiden Elektroden (negativ und positiv) sind durch einen Elektrolyten getrennt. Dieser Elektrolyt ist das Medium, das die Bewegung der Ionen zwischen den Elektroden ermöglicht. Dabei kann es sich um eine frei fließende Flüssigkeit handeln, die als Nasszelle bezeichnet wird, oder um eine Paste, die in einem absorbierenden Material enthalten ist, und um eine Trockenzelle.
Durch den Anschluss des Geräts an die Batterie wird der Stromkreis geschlossen. Es kommt zu einer chemischen Reaktion. Elektronen werden vom Minuspol freigesetzt und wandern durch externe Schaltkreise (Gerätekabel und Komponenten), bevor sie den Pluspol erreichen. Dieser Elektronenfluss wird elektrischer Strom genannt.
Die Spannung, die Sie von einer Batterie erhalten, wird durch zwei Dinge bestimmt: die spezielle Chemie der Elektroden und die Anzahl der in Reihe geschalteten Zellen. Durch Stapeln der Zellen erhöht sich die Spannung. Der tatsächlich fließende Strom wird jedoch durch den Gesamtwiderstand des Stromkreises bestimmt, einschließlich des Innenwiderstands der Batterie selbst und der Größe der Elektroden.
Nass und trocken: Wo die Kraft liegt
Im Allgemeinen können Batterien anhand des Zustands des Elektrolyten klassifiziert werden. Nasszellen enthalten freien flüssigen Elektrolyten. Sie sind sehr langlebig und werden häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen hohe Ströme und Haltbarkeit erforderlich sind. Denken Sie an Blei-Säure-Batterien unter der Motorhaube Ihres Autos oder an Spezialbatterien für den Einsatz in Schifffahrts-, Bergbau- und Militärumgebungen.
Trockenbatterien hingegen verwenden absorbierende Materialien, um den Elektrolyten an Ort und Stelle zu halten. Dies macht das Tragen sicherer und die Verwendung mit tragbaren Geräten einfacher. Typische Beispiele sind Zink-Kohle- und Alkalibatterien, die in Taschenlampen und Uhren verwendet werden.
Wiederaufladbar und wegwerfbar
Wenn es um die Langlebigkeit geht, sind nicht alle Batterien gleich. Einige sind für ein einzelnes Leben konzipiert. Normale Trockenbatterien (z. B. im Supermarkt gekaufte 4er-Packs) können nicht aufgeladen werden. Wenn die chemische Reaktion beendet ist und die Ausgangsstoffe aufgebraucht sind, wird die Batterie entladen. Diese sind häufig in Geräten mit geringem Stromverbrauch zu finden, bei denen der Preis einer wiederaufladbaren Option keinen Sinn ergibt.
Andere Akkus sind zum Aufladen konzipiert. Diese Reversibilität ist der Schlüssel zur modernen tragbaren Technologie. Das offensichtlichste Beispiel ist eine Autobatterie. Es liefert den zum Starten des Motors erforderlichen hohen Anlaufstrom und wird während der Fahrt von der Lichtmaschine aufgeladen. Darüber hinaus funktionieren mehrere Akkus in kabellosen Geräten, von der Bohrmaschine bis zum Staubsauger. Sondermodelle werden auch in Militär- und Luftfahrtgeräten eingesetzt, bei denen Zuverlässigkeit und Leistung keine Kompromisse eingehen dürfen.
Verkabelungsangelegenheiten
Die Art und Weise, wie Sie mehrere Batterien anschließen, wirkt sich auf deren Leistung aus. Durch die Reihenschaltung (Verbinden eines Pluspols mit dem Minuspol des nächsten) erhöht sich die Gesamtspannung. Dies ist nützlich, wenn mehr „Push“ benötigt wird, um Strom durch einen Stromkreis mit hohem Widerstand zu treiben.
Wenn man sie verbindet
