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Die Alkali-Mangan-Zelle

Allgemeines   

Galvanische Zelle Weiterentwicklung der Zink-Kohle-Zelle  hat diese weitgehend abgelöst  u.a. aufgrund höherer Kapazität, besserer Belastbarkeit und längerer Lagerfähigkeit Verkauf als Knopfzellen, Rundzellen oder Batterien als Kombination einzelner Zellen

Aufbau     

Anode: Gel aus Zink und Kaliumhydroxid, in der Mitte der Batterie Kathode: gepresster Braunstein, umgibt Anode Elektrolyt: alkalische Kaliumhydroxidlösung Metallnagel als Elektronenableiter Vorkehrung gegen Zellenüberdruck (z.B. durch Kurzschluss oder Überhitzung)

Elektrochemische Vorgänge (vereinfacht) 1. Anodenreaktion (Oxidation von Zink)

Zn(s) + 4OH-(aq)  [Zn(OH)4]2- + 2e-(aq) (+ weitere Nebenreaktionen) 2. Kathodenreaktion (Reduktion von Mangandioxid/Braunstein)

2MnO2(s) + H2O(l) + 2e-  Mn2O3(s) + 2OH-(aq)

Spannung     

Nennspannung 1,5 V In Reihenschaltung kann höhere Spannung erreicht werden Leerlaufspannung bei 20°C zwischen 1,57 V – 1,63V (abhängig von Aktivität des Manganoxids u. Zinkoxidgehalt) Lastspannung (abhängig von Batterie) beträgt bei einer Entladung von 0,4 C zwischen 1,15V und 1,18V Entladungsspannung 1,0V

Entladung & Wiederaufladung 

Kapazität abhängig von Belastung

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bei Hochleistungsverbrauch ist die Batterie schnell leer, kann aber ca. 10 % nach längerer Wartezeit regenerieren (schneller bei höheren Temperaturen)

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bei Hochverbrauch sind Batterien schnell erschöpft, obwohl meist noch 30 % Kapazität vorhanden sind (= geeignet für Geringbelastung)

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gilt als nicht wiederaufladbar, dies wäre aber theoretisch möglich die meisten Alkali – Mangan – Batterien sind in geeigneten Ladestationen 3- 10 mal aufladbar (z.B. RAM – Zellen)  Batterie darf aber nicht zu tief entladen sein

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