Batterie-Lexikon / Glossar K

Kalilauge (KOH – Kaliumhydroxid-Lösung)

Kalilauge ist eine wässrige Lösung aus Kaliumhydroxid (KOH) und wird als alkalischer Elektrolyt in NiCd‑ und NiMH‑Akkumulatoren eingesetzt. Sie besitzt einen sehr hohen pH‑Wert (ca. 14) und zeichnet sich durch eine hervorragende Ionenleitfähigkeit und chemische Stabilität aus.

Kalilauge in NiMH‑Akkumulatoren

• Elektrolyt: ca. 20 %ige KOH‑Lösung
• Zusatzstoffe: häufig Lithiumhydroxid (LiOH) zur Leistungssteigerung
• Funktion: Transport von Hydroxidionen (OH⁻) zwischen den Elektroden
• Besonderheit: Die Elektrolytkonzentration bleibt während des Betriebs nahezu konstant, da Wasser an einer Elektrode verbraucht und an der anderen wieder gebildet wird.

Elektrochemische Reaktionen

• Positive Elektrode: Nickeloxidhydroxid (NiOOH)
• Negative Elektrode: Metallhydrid (MH)
• Elektrolyt nimmt nicht aktiv an der Reaktion teil, sondern dient ausschließlich als Ionenleiter.

Kalilauge in NiCd‑Akkumulatoren

• Elektrolyt: ebenfalls ca. 20 %ige KOH‑Lösung
• Zusatz: oft LiOH zur Verbesserung von Ladeeffizienz und Lebensdauer
• Konzentration bleibt während des Betriebs stabil, da der Elektrolyt nicht verbraucht wird.

Elektrochemische Reaktionen

• Positive Elektrode: Nickeloxidhydroxid (NiOOH)
• Negative Elektrode: Cadmium (Cd)
• Elektrolyt dient als Ionenleiter, nicht als Reaktionspartner.

Vorteile von Kalilauge als Elektrolyt

• sehr hohe Leitfähigkeit
• stabil bei hohen Lade‑/Entladeströmen
• temperaturbeständig
• ermöglicht hohe Zyklenfestigkeit
• nicht korrosiv gegenüber Nickel‑Elektroden

Kapazität / Nennkapazität / Restkapazität

Kapazität

Die Kapazität einer Batterie beschreibt die Menge an elektrischer Ladung, die sie speichern und abgeben kann. Sie wird in Amperestunden (Ah) angegeben und hängt ab von:

• Entladedauer (C‑Rate)
• Temperatur
• Entladestrom
• Batteriezustand

Nennkapazität

Die Nennkapazität ist die vom Hersteller angegebene Kapazität unter standardisierten Bedingungen, z. B.:

• 20 °C Umgebungstemperatur
• definierter Entladestrom (z. B. C10, C20)
• Entladung bis zur Entladeschlussspannung

Sie dient als Vergleichswert zwischen verschiedenen Batterien.

Restkapazität

Die Restkapazität ist die tatsächlich noch verfügbare Ladungsmenge in einer Batterie zu einem bestimmten Zeitpunkt. Sie wird im Ruhezustand ohne angeschlossene Verbraucher bestimmt.

Begriffe im Zusammenhang:

• SOC (State of Charge): aktueller Ladezustand
• SOH (State of Health): Verhältnis der aktuellen Kapazität zur ursprünglichen Nennkapazität

Kapazitätserhöhung

Eine Kapazitätserhöhung bedeutet, dass eine Batterie mehr elektrische Energie speichern kann. Dies kann durch konstruktive Änderungen oder äußere Maßnahmen erreicht werden.

1. Kapazitätserhöhung durch Veränderung der Batterie

• Größere Elektrodenfläche → mehr aktive Masse, größere Reaktionsfläche
• Mehr Elektrolyt → intensivere chemische Reaktionen
• Optimierte Zellkonstruktion → dichter gepackte Platten, bessere Separatoren

2. Kapazitätserhöhung durch äußere Maßnahmen

• Parallelschaltung mehrerer Zellen oder Blöcke → Kapazitäten addieren sich
• Temperaturerhöhung → kurzfristig höhere Kapazität, aber verkürzte Lebensdauer
• Regeneration / Ausgleichsladung
  • durch BMS bei Blöcken
  • durch Starkladung bei Nasszellen zur Beseitigung von Säureschichtung

Kapazitätszuschlag

Siehe: Alterungsreserve

Ein Kapazitätszuschlag ist die zusätzliche Kapazität, die bei der Auslegung einer Batterie eingeplant wird, um Alterung, Temperaturverluste und Sicherheitsreserven zu berücksichtigen.

Kathode

Die Kathode ist die positive Elektrode einer elektrochemischen Zelle. Hier findet eine Reduktionsreaktion statt – Elektronen werden aufgenommen.

In Bleiakkus:

• Positive Elektrode: Bleidioxid (PbO₂)
• Reaktion beim Entladen: Bildung von Bleisulfat (PbSO₄)

Siehe auch: Elektrode

Keramiktrichterstopfen / Keramikstopfen

Ein Keramiktrichterstopfen ist ein Zubehörteil für Nassbatterien (z. B. Exide OGi, OPzS). Er wird anstelle eines Standardstopfens eingesetzt und bietet mehrere Vorteile:

Funktionen und Vorteile

• Erleichtertes Nachfüllen von destilliertem Wasser
• Rückzündungsschutz → verhindert das Eindringen von Flammen in die Zelle
• Reduzierung von Säurenebel → weniger Korrosion in der Umgebung
• Teilweise Rekombination von Gasen → verlängert Wartungsintervalle

Hoppecke bietet ein ähnliches System unter dem Namen Aquagen‑Stopfen an.

Kleintraktionsbatterien

Kleintraktionsbatterien sind Batterien für kleine elektrisch betriebene Fahrzeuge oder Maschinen, die Zug‑, Schub‑ oder Bewegungsaufgaben übernehmen. Sie sind für zyklische Anwendungen ausgelegt und besonders zyklenfest.

Typische Einsatzbereiche

• Flughäfen: Gepäckschlepper, Catering‑Fahrzeuge
• Gebäudereinigung: Reinigungs‑ und Kehrmaschinen
• Gesundheitswesen: Scooter, Rollstühle
• Industrie & Produktion: FTS, Materialwagen
• Krankenhäuser: Transportfahrzeuge
• Logistikzentren: Paletten‑ und Containerbewegung
• Werkstätten: Rangierhilfen

Kleintraktionsbatterien sind robust, langlebig und für häufige Lade‑/Entladezyklen optimiert.

Klemmspannung

Siehe: Ruhespannung

Die Klemmspannung ist die an den Batteriepolen messbare Spannung im unbelasteten Zustand.

Knallgas

Knallgas ist ein explosives Gemisch aus Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) im Verhältnis 2:1. Es entsteht bei der Gasung von Blei‑Säure‑Batterien, insbesondere bei:

• Überladung
• Ausgleichsladung
• hohen Temperaturen

Gefahren

• extrem explosiv
• benötigt nur einen Funken zur Zündung
• kann zu schweren Schäden führen

Daher sind gut belüftete Batterieräume zwingend erforderlich.

Kraftstrom

Siehe: Drehstrom

Kurzschlussstrom

Der Kurzschlussstrom ist der maximal mögliche Strom, der fließen würde, wenn Plus‑ und Minuspol einer Batterie direkt miteinander verbunden werden. Er ist extrem hoch und potenziell zerstörerisch.

Bedeutung

• wichtig für die Dimensionierung von Sicherungen
• entscheidend für die Hochstromfähigkeit
• relevant für Brandschutz und Explosionsschutz

Ein Kurzschluss kann zu:

• Funkenbildung
• Explosion
• Brand
• Zerstörung der Batterie

führen. Daher sind geeignete Schutzmaßnahmen unerlässlich.