Batterie-Lexikon / Glossar K

 

Kalilauge 

Wässrige Kaliumhydroxid-Lösung, kurz Kalilauge, wird als Elektrolyt eingesetzt in

  • NiCd-Akkumulatoren 
  • NiMH-Akkumulatoren


Bei NiMH-Akkus (Nickel-Metallhydrid-Akkus) wird als Elektrolyt eine wässrige Kaliumhydroxid-Lösung (KOH) verwendet, oft in einer Konzentration von etwa 20%. Häufig wird auch ein kleiner Zusatz von Lithiumhydroxid (LiOH) hinzugefügt, um die Leistung zu verbessern.

Dieser alkalische Elektrolyt dient als leitendes Medium, das den Transport von Hydroxidionen () zwischen der positiven (Nickeloxidhydroxid) und der negativen (Metallhydrid) Elektrode während des Lade- und Entladevorgangs ermöglicht. Im Gegensatz zu Blei-Säure-Akkus ändert sich die Konzentration des Elektrolyten bei NiMH-Akkus während des Betriebs nicht wesentlich, da das Wasser, das an einer Elektrode verbraucht wird, an der anderen Elektrode wieder gebildet wird.
 

NiCd-Akkus (Nickel-Cadmium-Akkus) verwenden als Elektrolyt ebenfalls eine wässrige Kaliumhydroxid-Lösung (KOH), auch bekannt als Kalilauge. Oftmals wird dieser Lösung ein kleiner Anteil an Lithiumhydroxid (LiOH) beigefügt, um die Ladeeffizienz und die Lebensdauer der Zelle zu verbessern. Die Konzentration der Kaliumhydroxid-Lösung liegt typischerweise bei etwa 20%. Da der Elektrolyt nicht verbraucht wird, ändert sich seine Konzentration während des Betriebs nicht signifikant. Dies unterscheidet NiCd-Akkus von Blei-Säure-Batterien, bei denen die Säurekonzentration ein Indikator für den Ladezustand ist. Der Elektrolyt in einem NiCd-Akku dient ausschließlich als Ionenleiter. Er nimmt selbst nicht aktiv an den chemischen Reaktionen teil, die während des Lade- und Entladevorgangs ablaufen. Stattdessen ermöglicht er den Transport von Hydroxidionen () zwischen der positiven Nickelelektrode und der negativen Cadmiumelektrode.
 
Details zum Elektrolyt:
  • Art: ca. 20 %ige Kalilauge (KOH)
  • pH-Wert: ca. 14 – stark alkalisch
  • Funktion: Leitet Ionen zwischen den Elektroden und ermöglicht die elektrochemischen Reaktionen
  • Vorteile: Hohe Leitfähigkeit, stabil bei Lade-/Entladeprozessen

 

Kapazität / Nennkapazität / Restkapazität

Kapazität

Die Kapazität einer Batterie ist ein allgemeiner Begriff, der die Menge an elektrischer Ladung (oder Energie) angibt, die eine Batterie speichern und abgeben kann. Sie ist das grundlegende Maß für die "Größe" eines Akkus. Die Angabe erfolgt in Amperestunden (Ah) in Abhängigkeit der Entladedauer und der Temperatur. 


Nennkapazität

Die Nennkapazität ist die vom Hersteller angegebene Kapazität einer Batterie, ein Wert, der unter definierten Standardbedingungen (z.B. bei einer bestimmten Temperatur wie 20°C und einem bestimmten Entladestrom (C-Wert), wie z.B. C10) gemessen wurde.


Restkapazität

Die Restkapazität (auch als State of Charge - SOC oder State of Health - SOH in Bezug auf die ursprüngliche Kapazität angegeben) ist die tatsächlich noch verbleibende, speicherbare Ladung oder Energie in einer Batterie zu einem bestimmten Zeitpunkt. Diese wird ohne angeschlossene Verbraucher festgestellt und zwar im Ruhezustand der Batterie.

 

Kapazitätserhöhung

Kapazitätserhöhung bei einer Bleibatterie bedeutet, dass der Bleiakku mehr elektrische Energie speichert und abgibt. Die Angabe der Gesamtkapazität in Amperestunden (Ah) erhöht sich. Wie ist das möglich?
  • durch Veränderung der Batterie, d.h.
    • Größere Elektrodenfläche: Mehr aktive Masse (Blei & Bleidioxid) erhöht die Reaktionsfläche in der Batterie.
    • Mehr Elektroly: Ein höherer Elektrolytanteil in der Batterie erlaubt eine intensivere chemische Reaktionen.
    • Optimierte Zellkonstruktion: Zum Beispilel, durch dichter gepackte Platten oder verbesserte Separatoren.
  • durch äußere Veränderung der Batterie, d.h.
    • Parallelschaltung mehrerer Zellen oder mehrerer Batterieblöcke: Diese erhöht die Gesamtkapazität des Systems, nun bestehend aus mehreren Akkus.
    • Temperaturerhöhung: Höhere Umgebungstemperaturen eines Akkus (Zelle oder Block) können die Kapazität kurzfristig steigern. Sie verkürzen allerding auch die Lebensdauer der Batterie bzw. einer Batterieanlage.
    • Regeneration durch Ausgleichsladung:
      • Bei Zellen oder Blöcken durch ein BMS - Batteriemanagementsystem.
      • Bei Nasszellen kann auch eine gezielte Starkladung dazu beitragen, die Säureschichtung beseitigen und damit die nutzbare Kapazität wieder erhöhen
 

Kapazitätszuschlag

s. Alterungsreserve

 

Kathode

Eine Kathode ist eine Elektrode (positive Elektrode), an der eine Reduktionsreaktion stattfindet. Hier werden Elektronen abgegeben. S.a. Elektrode.
 

Keramiktrichterstopfen / Keramikstopfen

Dieser Begriff findet sich i.d.R. im Begriffsvokbular von Exide wieder. Es handelt sich um ein optionales Zubehörprodukt, das bei Nassbatterien Verwendung findet. Eingesetzt werden Keramiktrichterstopfen bei Exide OGi-Zellen und OGi-Blöcken oder OPzS-Zellen. Mit den Keramiktrichterstopfen soll erreicht werden:
  • Erleichtertes Nachfüllen von destilliertem Wasser, ohne den Stopfen abnehmen zu müssen.
  • Rückzündungsschutz (Sicherheit) durch die Konstruktion des Stopfens
  • Reduzierung des Säurenebels, damit weniger Belastung der Umgebung durch Säuredämpfe
  • Weniger Wartungsaufwand durch Rekombination von Wasserstoff und Sauerstoff und damit Verlängerung des Intervalls für das Nachfüllen von destillertem Waser
Ein ähnliches Produkt hat Hoppecke für Hoppecke Produkte mit dem Aquagen-Stopfen.

 

Kleintraktionsbatterien

Batterien für Kleintraktionsanwendungen kommen in industriellen, aber auch privaten Anwendungen zum Einsatz. Also überall dort, wo kleine, elektrisch betriebene Fahrzeugen oder Maschinen Traktionsaufgaben in Form von Ziehen, Schieben oder Bewegen übernehmen.Typische Einsatzbereiche sind
  • Flughäfen: Gepäckschlepper, Catering-Fahrzeuge
  • Gebäudereinigung: Reinigungsmaschinen, Kehrmaschinen
  • Gesundheitswesen: Einsatz in Scootern, Rollstühlen, etc.
  • Industrie & Produktion: Transport von Materialwagen oder Anhängern, FTS
  • Krankenhäuser: Versorgungstransporte zwischen Stationen
  • Logistikzentren: Paletten- und Containerbewegung
  • Werkstätten: Rangieren von Fahrzeugen oder Ausstellungsobjekten
In diesem Zusammenhang wird auch von zyklischen Anwendungen / Batterien im Zyklenbetrieb / zyklenfesten Batterien gesprochen.

 

Klemmspannung

s. Ruhespannung

 

Knallgas

Knallgas ist ein hochentzündliches und explosives Gasgemisch, das aus Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) im Volumenverhältnis 2:1 besteht. Dieses Verhältnis entspricht der chemischen Formel von Wasser (H₂O), da Knallgas bei der Verbrennung zu Wasser reagiert. Die Reaktion erfolgt oft als Explosion, daher der Name "Knallgas". Dies liegt an der schnellen Freisetzung großer Energiemengen und der starken Volumenausdehnung durch die entstehende Wärme.
Bei Batterien, insbesondere bei Blei-Säure-Batterien entsteht beim Laden, vor allem bei Überladung oder bei einer Ausgleichsladung, Wasserstoff und Sauerstoff durch die Elektrolyse des Elektrolyten (Wasseranteil der Schwefelsäure). Wenn diese Gase in einem unzureichend belüfteten Raum freigesetzt werden, können sie Knallgas bilden. Daher sind gut belüftete Batterieräume essenziell.

 

Kraftstrom

s. Drehstrom

 

Kurzschlußstrom

Die Angabe des Kurzschlussstroms bei einer Batterie ist der maximale, potenziell und zerstörerische Strom, der bei einem Kurzschluss, also dem Verbinden zwischen Pluspol und Minuspol, fließen würde. Er beschreibt einen kritischen Wert, der
  • die Sicherheit (Brand-, Explosionsgefahr),
  • die Dimensionierung von Schutzeinrichtungen und
  • die grundlegende Hochstromfähigkeit
einer Batterie maßgeblich beeinflusst. Obwohl er nicht für den normalen Betrieb gewünscht ist, ist seine Kenntnis für die sichere Auslegung und den Betrieb von Batteriesystemen unerlässlich.
 

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