Unterschied zwischen wiederaufladbaren und nicht wiederaufladbaren Batterien

Hauptunterschied - wiederaufladbare Batterien im Vergleich zu nicht wiederaufladbaren Batterien

Batterien bieten die Möglichkeit, elektrische Geräte mit Strom zu versorgen, die nicht immer an das Stromnetz angeschlossen werden können. Autos, Handys, Laptops und Kinderspielzeug können mit Batterien betrieben werden. Abhängig von ihrer Wiederverwendbarkeit werden Batterien in zwei Kategorien eingeteilt: nicht aufladbare (primäre) und wiederaufladbare (sekundäre) Batterien. Das Hauptunterschied zwischen wiederaufladbaren und nicht wiederaufladbaren Batterien ist das wiederaufladbare batterien können wieder verwendet werden, wenn sie einmal vollständig entladen wurden, während nicht wiederaufladbar Akkus können nicht wieder aufgeladen werden, wenn sie vollständig entladen sind.

Was sind nicht wiederaufladbare Batterien?

Batterien bestehen aus zwei Elektroden, genannt Kathode und das Anode, welche in Elektrolyten platziert werden. Wenn die Elektroden angeschlossen sind, finden chemische Reaktionen an der Kathode und der Anode statt, wie wir mit einem Beispiel im Artikel über Anoden und Kathoden diskutiert haben. Diese chemischen Reaktionen führen zu einem Elektronenfluss von der Anode zur Kathode. Diese Elektronen haben elektrische Energie, und wenn wir eine elektrische Komponente zwischen den Elektronenpfad einschalten, können die Elektronen ihre Energie verlieren, wenn sie durch die Komponente laufen. Die elektrische Energie, die die Elektronen verlieren, kann dann in eine für uns nützliche Form umgewandelt werden. Beispielsweise wandelt eine Glühbirne die elektrische Energie in Lichtenergie (und Wärmeenergie) um, und ein Motor wandelt die elektrische Energie in kinetische Energie um. 

Bevor wir den Unterschied zwischen aufladbaren und wiederaufladbaren Batterien diskutieren, lassen Sie uns zunächst eine typische Alkalibatterie betrachten, um zu sehen, wie sie funktioniert:

Ein Längsschnitt durch eine Alkalibatterie

An der Anode reagiert Zink mit den von der Kathode freigesetzten Hydroxidionen, wobei Zinkoxid und Wasser entstehen und dabei Elektronen freigesetzt werden:

An der Kathode werden die freigesetzten Elektronen mit Mangan (IV) oxid und Wasser kombiniert, um Mangan (III) oxid und Hydroxidionen zu erzeugen:

Damit diese Reaktionen weitergehen, wandern die Ionen kontinuierlich durch den Elektrolyten, während sich die Elektronen durch die Drähte, die die Anode und die Kathode verbinden, aus dem Elektrolyten heraus bewegen. Dadurch wird im Draht ein elektrischer Strom erzeugt.

Alkalibatterien sind nicht wiederaufladbar. Dies bedeutet, dass diese Reaktionen nur in der obigen Richtung stattfinden können. Nachdem das gesamte Mangan (IV) -oxid in Mangan (III) -oxid umgewandelt wurde, stehen die Reaktionen still und die Batterie kann keinen elektrischen Strom mehr erzeugen.

Was sind wiederaufladbare Batterien?

Mit wiederaufladbaren Batterien ist es möglich, die Reaktionen umzukehren, die es ihnen ermöglichen, Elektronen um einen Stromkreis zu treiben. Ein gutes Beispiel für wiederaufladbare Batterien ist der Lithium-Ionen-Akku, mit dem die meisten Mobiltelefone und Laptops betrieben werden. Wenn Batterien zum Einschalten von Geräten verwendet werden, sagen wir, dass dies der Fall ist entladen. Während dies geschieht, setzt der "negative Anschluss" Lithiumionen frei, die durch den Elektrolyten zum positiven Anschluss gelangen. Gleichzeitig strömen Elektronen aus dem Stromkreis von der negativen Klemme in Richtung der „positiven Klemme“. Während aufladen, Die Batterie nimmt Energie aus einer externen Quelle auf, um diese Flüsse umzukehren: Lithiumionen fließen vom „positiven Anschluss“ zum „negativen Anschluss“, wodurch die Fähigkeit der Batterie, Strom wieder zu leiten, wieder aufgefüllt wird.

Ein Lithium-Ionen-Akku, der für die Verwendung in einem Laptop entwickelt wurde

Die Leistung von wiederaufladbaren Batterien nimmt jedoch mit der Zeit ab. Zu den aufladbaren Vorgängern von Lithium-Ionen-Batterien gehörten Nickel-Cadmium-Batterien. Diese Batterien hatten mehrere Nachteile: Ihre Leistung neigte dazu, zu leiden, wenn sie häufig überladen wurden oder wenn sie nicht häufig vollständig entladen wurden. Darüber hinaus war Cadmium ein giftiges Metall, so dass nicht ordnungsgemäß entsorgte Nickel-Cadmium-Batterien eine Umweltgefährdung darstellten.

Unterschied zwischen wiederaufladbaren und nicht wiederaufladbaren Batterien

Verwendung nach vollständiger Entladung

Wiederaufladbare Batterien können nach dem Laden wieder verwendet werden, nachdem sie vollständig entladen wurden.

Nicht aufladbare Batterien kann nur einmal vollständig entladen werden. Danach kann die Batterie nicht aufgeladen werden und es kann kein elektrischer Strom erzeugt werden.

Kosten

Der Preis von wiederaufladbare Batterien ist höher als bei nicht wiederaufladbaren Geräten. Langfristig ist der Einsatz von wiederaufladbaren Batterien jedoch kostengünstiger.

Nicht aufladbare Batterien sind billiger im Vergleich zu wiederaufladbaren.

Arten von Batterien

Wiederaufladbare Batterien Dazu gehören Blei-Säure-, Nickel-Cadmium- und Lithium-Ionen-Batterien.

Nicht aufladbare Batterien Dazu gehören Leclanché-, Zink-Kohle- und Alkalibatterien.

Bild mit freundlicher Genehmigung

"Vereinfachtes Diagramm des Aufbaus von Alkalibatterien." Von Tympanus (Eigene Arbeit) [Public Domain], über Wikimedia Commons

"Li-Ionen-Akku von einem Laptop-Computer." Von Kristoferb (Eigene Arbeit (enwiki)) [CC BY-SA 3.0], über Wikimedia Commons