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1.10 Systemspannung (Nennspannung)

„Die Nennspannung einer Zelle ist ein geeigneter, angenäherter Wert der Spannung zur Bezeichnung oder Identifizierung einer Zelle, einer Batterie oder eines elektrochemischen Systems“ [1].

Die Systemspannung von Lithiumsystemen variiert stark, da sie von den verwendeten Aktivmaterialien für Anode und Kathode abhängt (vgl. 2.2 und 2.4). Eine feste Angabe der Nennspannung wie bei den Systemen Blei (2V) oder NiMH (1,2 V) ist also nicht möglich.

Abb.: Elektrische Spannungsreihe; Quelle: netchemie.de

Vorstehende Abb. zeigt welche Metallionen welches Potential gegen die Normalwasserstoffelektrode haben. Man kann ablesen, welche Stoffkombinationen welche Nennspannung ergäben; vorausgesetzt das System lässt sich auch darstellen. Man sieht deutlich, dass größte positive Potential ist für Lithium ausgewiesen.

Die Normalwasserstoff- bzw. Standardwasserstoffelektrode ist in nachfolgender Abb. dargestellt. Sie dient in der Chemie dazu Stoffpotentiale zu einer einheitlichen Bezugsgröße zu messen.

Abb.: Funktionsweise der Standard-Wasserstoffelektrode, Quelle: netchemie.de

Der momentane Spannungsbereich für Lithium-Sekundärsysteme reicht etwa von 1,9 V bis 3,8 V, es sind aber jederzeit auch höhere, oder ggf. auch niedrigere Spannungen denkbar. Sehr hohe Spannungen kann man theoretisch mit Lithium-Luft-Systemen erreichen; 5 V und größer. Sehr niedrige Spannungen erreicht man durch Anodenmateriealien mit wenig negativen Potential gegen die H+-Elektrode.