Thermalbatterie

Als Thermalbatterie werden Batterien bezeichnet, die im Lagerzustand feste Elektrolyte enthalten und somit inaktiv sind. Erst bei hohen Temperaturen (200–800 °C) schmelzen die Elektrolyte, wodurch die Batterie aktiviert wird.

Aufbau

Als Elektrolyte kommen Salze wie Natriumchlorid, Kaliumchlorid oder Lithiumchlorid zum Einsatz, weswegen diese Batterien auch als Schmelzsalzbatterien bezeichnet werden. Als Anodenmaterial kommen Lithiumlegierungen (Lithiumsilizium oder Lithiumaluminium), früher auch Kalzium oder Magnesium und für die Kathoden Chromate oder Sulfide (z. B. Kaliumchromat, Eisensulfid und Cobaltsulfid) zum Einsatz. Durch die hohe Temperatur und die Eigenschaften der geschmolzenen Elektrolyte verfügen diese über eine hohe Leitfähigkeit und damit eine hohe Leistungsdichte.

Einsatz

Primärzellen dieses Typs (z. B. spezielle Lithium-Eisensulfid-Batterien) werden bei Anwendungen eingesetzt, bei denen es auf eine sehr lange Lagerfähigkeit und Zuverlässigkeit ankommt und die Einsatzdauer eher gering (wenige Sekunden bis Minuten) ist. Bei ihnen wird erst zum Zeitpunkt des Einsatzes der Batterie das Elektrolyt durch eine pyrotechnische Ladung zum Schmelzen gebracht und die Batterie dadurch aktiviert. Solche Batterien werden praktisch ausschließlich im militärischen Bereich oder in der Raumfahrt eingesetzt. Sie kommen zum Beispiel in Raketen wie der SA-18 Grouse, AIM-9 Sidewinder, BGM-109 Tomahawk, aber auch in Atombomben zum Einsatz.

Aber auch Sekundärzellen, d.h. wieder aufladbare Akkumulatoren, dieses Typs wie etwa die Natrium-Nickelchlorid-Batterie (sogen. ZEBRA-Batterie) oder der Natrium-Schwefel-Akkumulator finden seit den 1990er Jahren diverse experimentelle Anwendungen bei Elektroautos und Batterie-Speicherkraftwerken.

Geschichte

Thermisch aktivierte Batterien wurden in Deutschland schon in der V2-Rakete eingesetzt. Sie wurden von Georg Otto Erb auf Basis von Kalziumchromat entwickelt.

Quellen

• Thermal Batteries. corrosion doctors (englisch)
• Batterielexikon. EMB Akkumulatoren
• Ronald A. Guidotti: Thermal Batteries: A Technology Review and Future Directions. In: 27th International SAMPE Technical Conference Albuquerque, NM October 9-12, 1995.

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)