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Lithium-Mangandioxid-Battere (Steckbrief)

Lithium-Mangandioxid-Battere (Steckbrief)

 Allgemeines:
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auch als Alkali-Mangan-Batterie bekannt
nicht zu Verwechseln mit Lithium-Ionen-Akkumulatoren, welche in der Umga

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detaillierte Ausarbeitung zur Funktionsweise, den chemischen Grundlagen und den gesellschaftlichen Implikationen und Problemen/Chancen

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Allgemeines: ● ● Aufbau: ● auch als Alkali-Mangan-Batterie bekannt nicht zu Verwechseln mit Lithium-Ionen-Akkumulatoren, welche in der Umgangssprache oft auch als Batterien bezeichnet werden und zum Beispiel in Smartphones und Elektroautos zum Einsatz kommen Ist ein Primärelement -> nicht wieder aufladbar (In Verbindung mit einer Lithium- Aluminium-Legierung ist allerdings eine sehr energieineffiziente und kostspielige aufladbare Variante möglich) als Knopfzellen, Blockbatterien und in den anderen üblichen Batterieformen vorhanden Kathodenmaterial: ● Anodenmaterial: Lithium-Mangandioxid-Batterie Verwendung: wärmebehandeltes mangandioxid (MnO2), dass zusammen mit einem Binder als Paste auf einem Träger, z. B. einem Metallgitter, befestigt wird Hinzu kommt ein Becher aus z.B. Edelstahl, welcher hermetisch abgeriegelt ist. Diagramm einer Knopfzelle: ● metallisches Lithium (meist zudem aus leitendem Graphit und einem polymeren Binder, um die Elektronen abzuleiten, in neueren Varianten auch Alginate und Silizium) MnO, + MnO₂ + Li+, + e Lit + e - Li - LiMnO₂ Dieser Batterietyp ist weit verbreitet in vielen technischen Alltagsgeräten vorhanden: ● Kameras e Taschenrechner Defibrilatoren bei den größten Typen teilweise sogar in der Raumfahrt Uhren ● Backup-Batterie in PC-Mainboards (gut verwendbar bei allen Anwendungen, bei denen hohe Pulsspannungen und eine gute Lagerfähigkeit benötigt werden) Preis-Leistungs-Verhältnis: vielseitige Einsetzbarkeit lange Lagerfähigkeit durch geringe Selbstentladung (mind. 10 Jahre) weiter Temperaturbereich von -40°C bis 70°C (jedoch nicht so gut, wie bei z.B. LISOCI₂-Zellen) für hohe Dauerbelastung geeignet Lithium kommt in der Natur sehr häufig vor und eignet sich daher sehr gut für eine massenhafte technische Nutzung, einmal abgesehen von ökologischen Schäden bei der Gewinnung, welche das Preis-Leistungs-Verhältnis langfristig unter Umständen zu Ungunsten der...

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Lithium-Batterie verändern könnten. Auf der anderen Seite werden die entstehenden Kosten voraussichtlich nicht primär von den heutigen Herstellung und Verbrauchern getragen werden, was das Preis-Leistungs-Verhältnis für sie weiter positiv erscheinen lässt. => Gutes Preis-Leistungs-Verhältnis im Vergleich zu anderen Batterien ● Beispielpreis für 10 Knopfzellen: 5,99€¹ Beispielpreis als 9V-Blockbatterie (10 Stück): 8,43€² Spannung: ● Leerlaufspannung: 3,5...3,0 V ● Lastspannung: 2,9 V ● Dadurch, dass die Kathode aus einem Feststoff besteht, vermeidet man Spannungseinbrüche bei der Inbetriebnahme. bei einer Dauerspannung von 5A und Pulsspannung von 10A einsetzbar (Bauklasse D) Lithium hat das niedrigste aller Standartpotenziale (-3,05V) und kann damit hohe Zellspannungen realisieren und hat zudem eine theoretische Kapazität von 3,86 Amperstunden pro Gramm. -> gute Eignung Reaktionsgleichungen: Anodenreaktion: Li Li + e → Kathodenreaktion: MnO₂ + Lit+e → LiMnO₂ Gesamtreaktion: Li + MnO₂ → LiMnO2 Recycling/Entsorgung: Je älter eine Batterie wird, desto mehr steigt die Gefahr einer Explosion oder des Austretens von Giftstoffen. Viele dieser Materialien enden durch falsche Benutzung und Entsorgung in der Natur oder auf den falschen Mülldeponien, vor allem in Entwicklungsländern, wo es oft ● Quellen: 1. https://www.amazon.de/LiCB-CR2032-Lithium-Knopfzellen- Menschen gibt, die beruflich alten Elektroschrott nach wertvollen Rohstoffen durchsuchen, was gesundheitlich höchst schädlich ist. Alte Batterien dürfen, wie alle Batterien und Akkus, nicht im regulären Müll entsorgt werden. ● Das Recycling von Batterien und Akkus ist vermutlich ein wichtiger Zukunftsmarkt, zum einen durch die Begrenztheit der Ressourcen, zum anderen, da die Kosten des Materials bei Lithium-Zellen ganze 70% des Endpreises ausmachen und es eine Alternative zur kostspieligen und Umweltfreundlichen Gewinnung darstellt. -> Lithium-Batterien und Akkumulatoren stellen eine langfristig nachhaltigere Lösung als die Verbrennung fossiler Brennstoffe dar. Die optimale Lösung sind sie vermutlich nicht, allerdings bleibt die Frage nach einer besseren Alternative. 2. https://www.amazon.de/Ultralife-U9VL-J-9V-Block-Standardbatterie-Lithium- Mangandioxid/dp/B00121Y8BG/ref=sr 1 8? mk de DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3 %95%C3%91&dchild=1&keywords=lithium+mangandioxid+batterie&qid=1613476960&sr= ● ● Batterien/dp/B07P7V9SP7/ref=sr 1 9? mk de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95 %C3%91&dchild=1&keywords=lithium+mangandioxid+batterie&qid=1613476872&sr=8-9 Lucien F. Trueb, Paul Rüetschi: Batterien und Akkumulatoren - Mobile Energiequellen für heute und morgen. Springer, Berlin 1998, ISBN 3-540-62997-1 für die Reaktionsgleichungen und die Abbildungen: https://de.wikipedia.org/wiki/Lithium- Mangandioxid-Zelle David Linden, Thomas B. Reddy (Hrsg.): Handbook of Batteries. 3. Auflage. McGraw-Hill, New York 2002 ISBN 0-07-135978-8 ● https://www.rolandberger.com/de/Insights/Publications/Zukunftsmarkt-Batterie-Recycling- 8-8 Günter Eichinger, Günter Semrau: Lithiumbatterien 1 - Chemische Grundlagen. In Chemie in unserer Zeit 24, Nr. 1, ISSN 0009-2851, 1990, S. 32-36 Verpasst-Europa-%28wieder%29-den-Anschluss.html

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Allgemeines: ● ● Aufbau: ● auch als Alkali-Mangan-Batterie bekannt nicht zu Verwechseln mit Lithium-Ionen-Akkumulatoren, welche in der Umgangssprache oft auch als Batterien bezeichnet werden und zum Beispiel in Smartphones und Elektroautos zum Einsatz kommen Ist ein Primärelement -> nicht wieder aufladbar (In Verbindung mit einer Lithium- Aluminium-Legierung ist allerdings eine sehr energieineffiziente und kostspielige aufladbare Variante möglich) als Knopfzellen, Blockbatterien und in den anderen üblichen Batterieformen vorhanden Kathodenmaterial: ● Anodenmaterial: Lithium-Mangandioxid-Batterie Verwendung: wärmebehandeltes mangandioxid (MnO2), dass zusammen mit einem Binder als Paste auf einem Träger, z. B. einem Metallgitter, befestigt wird Hinzu kommt ein Becher aus z.B. Edelstahl, welcher hermetisch abgeriegelt ist. Diagramm einer Knopfzelle: ● metallisches Lithium (meist zudem aus leitendem Graphit und einem polymeren Binder, um die Elektronen abzuleiten, in neueren Varianten auch Alginate und Silizium) MnO, + MnO₂ + Li+, + e Lit + e - Li - LiMnO₂ Dieser Batterietyp ist weit verbreitet in vielen technischen Alltagsgeräten vorhanden: ● Kameras e Taschenrechner Defibrilatoren bei den größten Typen teilweise sogar in der Raumfahrt Uhren ● Backup-Batterie in PC-Mainboards (gut verwendbar bei allen Anwendungen, bei denen hohe Pulsspannungen und eine gute Lagerfähigkeit benötigt werden) Preis-Leistungs-Verhältnis: vielseitige Einsetzbarkeit lange Lagerfähigkeit durch geringe Selbstentladung (mind. 10 Jahre) weiter Temperaturbereich von -40°C bis 70°C (jedoch nicht so gut, wie bei z.B. LISOCI₂-Zellen) für hohe Dauerbelastung geeignet Lithium kommt in der Natur sehr häufig vor und eignet sich daher sehr gut für eine massenhafte technische Nutzung, einmal abgesehen von ökologischen Schäden bei der Gewinnung, welche das Preis-Leistungs-Verhältnis langfristig unter Umständen zu Ungunsten der...

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