Nutzbarer Energieinhalt von Batterien

Inhaltsverzeichnis

01. Einleitung
02. Wesentliche Ergebnisse im Überblick
03. Energieinhalt von Batterien
04. Nutzbarer Energieanteil
05. Ladezustand vs. Ruhespannung: Theorie
06. Ladezustand vs. Ruhespannung: Diagramme
07. Ladezustand vs. Ruhespannung: Tabellen
08. Spannungsverlauf vs. Zeit: Einleitung
09. Spannungsverlauf vs. Zeit: Alkali, 100 Ohm
10. Spannungsverlauf vs. Zeit: Alkali, 10 Ohm
11. Spannungsverlauf vs. Zeit: Zink, 100 Ohm
12. Spannungsverlauf vs. Zeit: Zink, 10 Ohm
13. Überblickseite über alle Einzeltests
14. Vergleichende Bewertung: Rangfolgen
15. Vergleichende Bewertung: Energieinhalte
16. Exemplarstreuungen: Beispiele

Das zu versorgende Gerät bestimmt massgeblich, wann eine Batterie als erschöpft zu bezeichnen ist.

Je niedriger die Batteriespannung sein darf, damit das Gerät noch funktioniert, desto mehr Energieinhalt der Batterie kann genutzt werden. Taschenlampen mit herkömmlichen Glühlampen werden mit fortschreitender Batterieentleerung immer weniger hell. Hier kommt es auf den Benutzer an, ab wann er die Taschenlampe für unbrauchbar hält, und die Batterie demnach als leer zu betrachten ist. Bei LED Taschenlampen gilt diese Aussage in abgeschwächter Weise. Bei Modellfahrzeugen wird man Batterien spätestens dann als leer betrachten, wenn sie sich nicht mehr bewegen. Besonders effektiv sind z.B. batteriebetriebene LED Leuchten mit hoher Leistung (z.B. Fahrradscheinwerfer. Diese verfügen aus LED-spezifischen Gründen über eine Konstantstromquelle, die in der Regel sehr niedrige Batteriespannungen (unter Last < 1V) toleriert.

Im Folgenden werden 4 unterschiedliche Szenarien betrachtet, die jeweils eine leere Batterie bedeuten können:

Batteriespannung bei 100 Ohm Last beträgt 1,2 V.
Batteriespannung bei 100 Ohm Last beträgt 1,0 V.
Batteriespannung bei 10 Ohm Last beträgt 1,2 V. Ein billiger Ghettoblaster z.B. könnte das gerade noch tolerieren.
Batteriespannung bei 10 Ohm Last beträgt 1,0 V. Ein LED Scheinwerfer dürfte das dank toleranter Konstantstromquelle noch gut tolerieren.

Bei den folgenden Bildern ist zu beachten, dass es sich um Prozentangaben handelt, die sich auf die jeweilige Batterie bezieht. Wenn beispielsweise bei einer bestimmten Zinkbatterie 90% ihrer Energie, und bei einer bestimmten Alkalibatterie nur 85% ihrer Energie nutzbar sind, dann ist die Alkalibatterie trotzdem weit besser, denn Alkalibatterien haben absolut viel mehr Energieinhalt als Zinkbatterien.

Brauner Datenpunkt ganz rechts: Auf Mono (D) Grösse hochgerechnete Baby (C) Batterie.

Brauner Datenpunkt ganz rechts: Auf Mono (D) Grösse hochgerechnete Baby (C) Batterie.

Brauner Datenpunkt ganz links: 6,6 jahre nach MHD.

Je nach Batterie (Marke, Hersteller) und Anwendungsfall beträgt der nutzbare Energieanteil etwa zwischen 40% (bis 1,2V) und 95% (bis 1,0V) vom gesamten Energieinhalt.
Dies gilt gleichermassen für Alkali und Zinkbatterien.

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Ende 2018