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Wie entstehen Batterien?

Wie entstehen Batterien?

Die kleinen Energiebündel verstecken sich in so manchem Alltagsgerät und doch machen wir uns meist keine großen Gedanken über sie. Fernbedienung, Wanduhr oder Spielzeug laufen den ganzen Tag – doch wie werden Batterien eigentlich hergestellt? Wir haben einen Blick in die VARTA Produktion nach Dischingen geworfen und hinter die Kulissen geschaut.
In dieser und in der nächsten Ausgabe erhaltet Ihr einen kleinen Einblick in die wichtigsten Produktionsschritte:
Schritt 1: DER STAHLBEHÄLTER
Fast eine Milliarde Batterien werden pro Jahr von VARTA in verschiedenen Größen produziert. Der erste Schritt bei der Herstellung und gleichzeitig das Grundgerüst einer handelsüblichen Alkali-Mangan-Batterie ist der Stahlbehälter, der die Größe (AA, AAA etc.) der Batterie bestimmt.
Schritt 2: Die Kathoden- Ringe
Zeitgleich mischt ein Mitarbeiter (rechts) die Rohstoffe Mangandioxid (Braunstein), Grafit und Elektrolyt zu einem schwarzen Granulat zusammen. Im nächsten Prozessschritt wird das Granulat auf den Zellenlinien zu silbrig-matten Ringen gepresst, von denen jeweils vier in jeden Stahlbehälter kommen.


Schritt 3: Der Separator
Zum Transport auf der Montagelinie werden die offenen Stahlbehälter auf ringförmige Träger gesteckt. In die Mitte der eingepressten silbrig-matten Kathodenringe wird ein Separator eingefügt. Der Separator besteht aus einem zu einem Röhrchen gerollten Papierstreifen, welches an der Unterseite verschlossen wird.
Schritt 4: DER FLÜSSIGE Elektrolyt
Nach Einbringen des Separators wird jede Zelle mit Elektrolyt gefüllt. Dieser wird vom Separator und den Kathodenringen aufgesaugt; das dauert ca. 20 Minuten. Währenddessen überwacht eine Mitarbeiterin den Vorgang.


Schritt 5: Das Zink-Gel
Während der Separator den Elektrolyt aufsaugt, werden Zinkpulver und Kalilauge in einen Mischer gegeben. Diese werden zehn Minuten lang vermischt, sodass eine hellblaue Paste, das Zink-Gel, entsteht. Das Gel stellt die Anode der Batterie dar und wird anschließend auf der Fertigungslinie in das Innere der Separatorhülsen gefüllt.

Schritt 6: Der Ableiternagel
In einem Vormontageprozess wird der Verschluss erstellt, indem an den Ableiternagel eine Stahlscheibe angeschweißt und eine Kunststoffdichtung aufgeschoben wird. Die Stahlscheibe dient dabei als Minuspol. Die so entstandene Verschlusseinheit wird dann zur Fertigungslinie transportiert. Dort wird sie in die Zink-Gel-Anode der befüllten Batterie eingeführt. Um die Batterie letztendlich zu verschließen wird der obere Rand des Stahlbehälters umgebogen und dichtet so mit der Verschlusseinheit die Batterie ab.
Schritt 7: Die Verpackung
Die fertig montierten, aber noch nackten Zellen befinden sich auf Paletten der Fertigungslinie. Auf diesen Paletten sind Kisten mit bis zu 850 Batterien gestapelt. Diese Kisten werden durch Roboter „Schorsch“, wie er liebevoll von Mitarbeitern getauft wurde, auf ein Förderband gepackt, welches die Zellen dem Verpackungsprozess zuführt.

Im Verpackungsprozess werden die Batterien nun mit dem Etikett umwickelt und mithilfe von Fließbändern und Robotern in ihre Verpackungen, sogenannte Blister, gelegt.

Bis die Batterien in den Regalen und anschließend in unserem Einkaufskorb landen, legen sie einen sehr langen Weg zurück. So klein eine Batterie auch ist, es sind viele Schritte nötig, bis das fertige Produkt im Verkaufsregal hängt. 

Wie funktioniert eine Batterie?

Wie genau funktioniert eigentlich eine Batterie und woher kommt die ganze Energie?
Das Innenleben einer Batterie
Die Batteriehülle bildet ein Stahlbehälter in dessen Inneren sich die Elektroden, eine Anode (Minuspol) und eine Kathode (Pluspol) befinden. Die Kathode besteht aus silbrig-matten Ringen aus Mangandioxid (Braunstein), Grafit und Elektrolyt. Die Anode ist der Zinkkern im Inneren des Separators. Damit zwischen den Elektroden kein Kurzschluss entsteht, trennt der Separator diese voneinander. 
Was passiert zwischen Batterie und elektrischem Gerät?
Die Anode der Batterie stellt die vom Ionenstrom negativ geladenen Elektronen zur Verfügung und die Kathode der Batterie sammelt sie wieder ein. Auf dem Weg von der Anode zur Kathode fließt somit Energie, welche eine Taschenlampe letztendlich zum Leuchten bringt. Je mehr und je schneller Elektronen zur Verfügung stehen, desto mehr Strom kann auch fließen.
 
Man mag kaum glauben was sich im Inneren einer so kleinen Batterie alles abspielt. Damit eine Batterie schlussendlich Energie liefern kann, sind einige chemische Vorgänge notwendig. 
Was passiert in der Batterie?
Schließt man die Batterie an den Stromkreislauf eines elektrischen Geräts wie z.B. einer Taschenlampe an, so startet die Elektrolyse. Hierbei reagieren Anode und Kathode miteinander und elektrische Ladungen werden zwischen ihnen übertragen. Dabei fließt im Elektrolyt und durch den Separator ein Ionenstrom von der Kathode zur Anode.