Silber-Zink-Akkumulator

Ein Silber-Zink-Akkumulator ist ein recht teurer Akkumulator mit geringer Lebensdauer, der eine sehr hohe Kapazität bei geringem Volumen und Gewicht erreicht. Die Nennspannung einer Zelle beträgt 1,5 Volt.

Aufbau

Beim Silber-Zink-Akkumulator besteht im entladenen Zustand die positive Elektrode aus Silber (Ag) und die negative Elektrode aus Zinkhydroxid (Zn(OH)₂). Im geladenen Zustand besteht die positive Elektrode aus Silberoxid (AgO) und die negative Elektrode aus Zink (Zn). Als Elektrolyt wird Kalilauge (KOH) der Dichte 1,4 g/cm³ verwendet.

Chemische Prozesse

Bei der Ladung laufen folgende chemische Vorgänge ab:

$\mathrm{Ag + Zn(OH)_2 + KOH \rightarrow AgO + Zn + KOH + H_2O}$

Beim Entladen laufen die Vorgänge in Gegenrichtung ab. Bei der Ladung nimmt durch die Bildung von Wassermolekülen die Konzentration des Elektrolyts ab. Dies kann wie beim Bleiakku, bei dem die Dichteänderung allerdings in umgekehrter Reihenfolge verläuft, zur Bestimmung des Ladezustands genutzt werden.

Allgemeine technische Daten (1968)

• Nennspannung: 1,5 V
• Lade-Anfangsspannung: 1,65 V
• Lade-Schlussspannung: 2,1 V
• Entlade-Anfangsspannung: 1,65 V
• Entlade-Schlussspannung: 1,0 V
• Normalladung: 12 Stunden mit 0,1 A / Ah
• Schnellladung: 2,5 Stunden mit 0,4 A / Ah (nur in dringenden Fällen!)
• Normalentladung: 5 Stunden mit 0,2 A / Ah
• Schnellentladung: 5 Minuten mit 5 A / Ah

• Innenwiderstand: etwa 2 mOhm / Ah
• Lebensdauer: 50 bis 100 Zyklen bzw. 1 Jahr

• Temperaturverhalten:
• bei +20°C - Nennkapazität
• bei +30°C - etwa 85% der Nennkapazität
• bei -20°C - etwa 50% der Nennkapazität

Vorteile

• hohe Kapazität (etwa 120 Ah pro dm³, etwa 90 Ah pro kg)
• sehr hohe kurzzeitige Stromimpulse (über 1000 A / Ah sind möglich)
• geringe Selbstentladung (etwa 25% nach einem Jahr)

Nachteile

• hoher Preis
• geringe Lebensdauer
• sehr empfindlich gegen Überladung
• Memory Effekt

Anwendung

Der Silber-Zink-Akkumulator wurde oder wird besonders in mobilen Mini-Funkgeräten eingesetzt. Ebenso basieren die Antriebsbatterien des bei der deutschen Marine eingesetzten Torpedos DM2A4 Seehecht auf der Silber-Zink-Technologie.^[1] Aufgrund des niedrigen Leistungsgewichts wurde auch ein Mondfahrzeug, der Lunar Rover, mit einer Silber-Zink-Batterie ausgestattet.

Weiterentwicklung

Die kalifornische Firma ZPower^[2] arbeitet seit geraumer Zeit an der Weiterentwicklung des Silber-Zink-Akkumulators, und will einige der genannten Probleme gelöst haben und eine hohe Recyclingfähigkeit gewährleisten können. ZPower hat angekündigt, dass 2009 ein "namhafter" Notebookhersteller diese neuartigen Silber-Zink-AAkkumulators in einem Notebook einsetzen wird^[3][4].

Literatur

• Dieter Franz: Der praktische Funkamateur 79 / Chemische Stromquellen - Deutscher Militärverlag, Berlin 1968

Einzelnachweise

1. ↑ http://www.navweaps.com/Weapons/WTGER_PostWWII.htm
2. ↑ Webseite von ZPower
3. ↑ Artikel in n-tv.de vom 14. August 2008:Bis zu 40 Prozent längere Laufzeit - Neue Akku-Generation kommt
4. ↑ Computerwoche vom 14. August 2008: Silber-Zink-Akkus versprechen 40 Prozent mehr Laufzeit

Galvanische Zellen

Primärzellen:  Alkali-Mangan-Batterie | Lithiumbatterie | Lithium-Eisensulfid-Batterie | Lithium-Mangandioxid-Batterie | Lithium-Thionylchlorid-Batterie | Lithium-Schwefeldioxid-Batterie | Lithium-Kohlenstoffmonofluorid-Batterie | Nickel-Oxyhydroxid-Batterie | Quecksilberoxid-Zink-Batterie | Silberoxid-Zink-Batterie | Zink-Braunstein-Zelle | Zinkchlorid-Batterie | Zink-Luft-Batterie
Sekundärzellen:  Bleiakkumulator | Natrium-Schwefel-Akkumulator | Nickel-Cadmium-Akkumulator | Nickel-Eisen-Akkumulator | Nickel-Lithium-Akkumulator | Nickel-Metallhydrid-Akkumulator | Nickel-Wasserstoff-Akkumulator | Nickel-Zink-Akkumulator | Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator | Lithium-Ionen-Akkumulator | Lithium-Mangan-Akkumulator | Lithium-Polymer-Akkumulator | Lithium-Schwefel-Akkumulator | Silber-Zink-Akkumulator | STAIR-Zelle | Vanadium-Redox-Akkumulator | Zink-Brom-Akkumulator | Zebra-Batterie | Zellulose-Polypyrrol-Zelle | Zinn-Schwefel-Lithium-Akkumulator
Historische Zellen:  Daniell-Element | Gravity-Daniell-Element | Leclanché-Element | Voltasche Säule | Clark-Normalelement | Weston-Normalelement | Zambonisäule
Ausführungen:  Akkumulator | Batterie | Brennstoffzelle | Knopfzelle | Konzentrationselement | Redox-Flow-Zelle | Thermalbatterie | Bestandteile: Halbzelle (Donator- und Akzeptorhalbzelle)