Monozellen die wirklich lange halten!
Monozellen sind genormte Batterien und Akkus in den Durchmessern 32,3 – 34,2 mm mit Höhen von 59,5 – 61,5 mm (größte der gängigen zylindrischen Rundzellen). Die betreffende Norm ist IEC 60086-1, die festlegt, dass die genannte Obergrenze nicht überschritten werden darf. Des Weiteren schreibt die Norm vor, dass der positive Pol minimal 1,5 mm über die Gesamtlänge vorstehen muss und einen Durchmesser von 9,5 mm aufweisen darf. Nach den genannten Maßen kann das Volumen von Monozellen zwischen 48,75 und 56,49 cm³ liegen. Die Gewichte der Monozellen unterscheiden sich nach der verwendeten Chemie (siehe weiter unten).
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Elektrochemische Systeme von Monozellen
Die Monozellen gibt es mit unterschiedlichen elektrochemischen Systemen. Sie unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Nennspannung, der elektrischen Kapazität und der Belastbarkeit. Die Hersteller bezeichnen die Monozellen nach dem verwendeten System oft separat. Hier die wichtigsten Systeme für Monozellen:
- Zink-Kohle-Zelle mit 1,5 Volt: Die Zink-Kohle-Batterie gehört zu den Zink-Braunstein-Zellen als Weiterentwicklung des Leclanché-Elementes und ist nicht wiederaufladbar. Bis Mitte der 1970er Jahre war sie in verschiedenen Baugrößen stark verbreitet, danach wurde sie weitestgehend durch Alkali-Mangan-Zellen verdrängt. Es gibt sie aber immer noch. Die kleineren Baugrößen AAA und AA sind sehr preisgünstig erhältlich. Mithilfe einer Reihenschaltung mehrerer Zellen lässt sich die Nennspannung auf 3,0, 4,5 oder 6,0 Volt erhöhen (auch darüber, beispielsweise 9,0 Volt).
- Alkali-Mangan-Zelle mit 1,5 Volt: Hierbei handelt es sich bei exakter Bezeichnung um eine Zink-Manganoxid-Zelle. Diese galvanischen Zellen aus der Klasse der Zink-Braunstein-Zellen zählen heute zu den wichtigsten elektrochemischen Zellen, sie sind eine Weiterentwicklung der oben genannten Zink-Kohle-Zellen. Es gibt sie seit den frühen 1960er Jahren, sie sind immer noch umfassend im Einsatz. Gegenüber ihren Vorgängern weisen sie eine höhere Kapazität und Auslaufsicherheit sowie eine bessere Belastbarkeit auf, sie lassen sich auch länger lagern. Zwar sind Alkali-Mangan-Zellen eigentlich Primärelemente, also nicht wiederaufladbare Batterien, doch es ist möglich, sie begrenzt noch wenige Male wieder aufzuladen, wobei sie aber selten die Ausgangskapazität erreichen. Alkali-Mangan-Zelle gibt es auch als Knopf- oder Rundzellen mit der IEC-Bezeichnung LR.
- NiMH-Akkumulator mit 1,2 Volt: Die NiMH-Akkumulatoren zeichnen sich durch ihre geringe Selbstentladung aus. Daher eignen sie sich besonders für Geräte, die sehr lange Zeit mit derselben Zelle auskommen sollen. Das sind unter anderem Fernbedienungen, Uhren und Taschenlampen. Es gibt die NiMH-Akkus als Mignon-Zelle (AA), Micro-Zelle (AAA), Baby-Zelle (C), Mono-Zelle (D) und auch als 9-Volt-Block (PP3 bzw. 1604D).
- NiCd-Akku mit 1,2 Volt: Die Nickel-Cadmium-Akkumulatoren sind sind wiederaufladbare Sekundärzellen, die es in offener und gasdichter Bauart gibt. Letztere sind baugleich mit Primärzellen und lassen sich in allen gängigen Geräten verwenden, während die offenen NiCd-Akkus für stationäre Anwendungen geeignet sind.
- NiMH-Akku mit 1,2 Volt: Der Nickel-Metallhydrid-Akkumulator ist ebenfalls eine wiederaufladbare Sekundärzelle. Seine positive Elektrode besteht aus Nickel(II)-hydroxid, die negative aus einem Metallhydrid. Diese Akkus gibt es seit den 1980er Jahren, ihre Entwicklung begann schon 20 Jahre früher.
Anwendungen von Monozellen
Monozellen eignen sich unter anderem für größere, tragbare elektrische Geräte mit hohem Energiebedarf. Dazu gehören Taschenlampen, Spielzeuge, transportable Kassettenrecorder, Radiorecorder mit hoher Lautstärke oder auch Transistorradios. Einige ihrer Bauarten kommen in Fernbedienungen zum Einsatz (siehe oben). Die Entwicklung geht eindeutig zu Alkali-Mangan-Batterien mit hoher Leistungsfähigkeit, die für den vergleichsweise geringen Energiebedarf neuerer technischer Geräte vollkommen genügen. Gängige Bauarten sind die Mignonzellen und die kleinen und leichten Babyzellen. Mechanische Wanduhren wurden schon zeitig mit Monozellen bestückt, die auch in ihren früheren elektrochemischen Varianten die Uhr rund ein Jahr lang laufen ließen.
Allerdings war dann festzustellen, dass mit nachlassender Kapazität der Zelle die Uhr schneller lief (nicht langsamer), was ein Indiz dafür war, dass man die Batterie wechseln muss. In den 1950er bis 1970er Jahren galten auch die noch nicht so effektiven damaligen Monozellen als große Erleichterung gegenüber der Notwendigkeit, ein mechanisches Uhrwerk wöchentlich aufzuziehen. Schon ab den 1960er Jahren gab es auch Wand- und Tischuhren mit Transistoren, also ohne mechanisches Uhrwerk, die mit kleineren Zink-Kohle-Babyzellen auskamen. Damals gab es auch noch 1,35-Volt-Quecksilberzellen im noch kleineren Format Mignonzelle. Die modernen digitalen Wanduhren treibt heute meistens eine quecksilberfreie Alkali-Mangan-Mignonzelle an.
Vom Quecksilber haben sich die Hersteller wegen der bekannten Gesundheitsgefahren fast vollständig verabschiedet. Bemerkenswert ist die Tatsache, dass trotz der Digitalisierung der Uhren und der Veränderung der Batteriechemie die Uhren immer noch rund ein Jahr laufen, bevor die Batterien gewechselt werden müssen. Monozellen lassen sich parallel und Reihe schalten. Bei der Parallelschaltung erhöht sich bei gleichbleibender Spannung die Leistung in Ampere, bei der Reihenschaltung erhöht sich hingegen die Spannung. Das macht die Monozellen sehr vielseitig einsetzbar.
Letzte Aktualisierung am 17.09.2023
