Warum haben wiederaufladbare Akkus (NiMH) meist eine Spannung von 1,2 Volt, während Einweg-Batterien 1,5 Volt liefern?

Dass Akkus (NiMH) eine Spannung von 1,2 V haben und Einweg-Batterien (Alkali-Mangan) 1,5 V, liegt an der unterschiedlichen Elektrochemie – also den Materialien, die im Inneren zur Stromerzeugung genutzt werden.

Hier sind die Details dazu:

1. Die Chemie bestimmt die Spannung

Jede Batterie basiert auf einer chemischen Reaktion zwischen zwei unterschiedlichen Materialien (den Elektroden). Die Differenz im sogenannten „Standardpotenzial“ dieser Materialien legt fest, wie viel Spannung eine einzelne Zelle erzeugt.

• Einweg-Batterien (Alkali-Mangan): Hier reagiert Zink mit Mangandioxid. Diese chemische Kombination ergibt eine Nennspannung von etwa 1,5 Volt.
• Akkus (Nickel-Metallhydrid / NiMH): Hier reagiert Nickeloxyhydroxid mit einer Wasserstoff-Speicherlegierung. Diese Kombination ergibt physikalisch bedingt eine Nennspannung von etwa 1,2 Volt.

Man kann diese Spannung nicht einfach „erhöhen“, ohne die komplette chemische Zusammensetzung zu ändern.

2. Die Entladekurve (Der entscheidende Unterschied)

Obwohl 1,5 V nach „mehr“ klingt als 1,2 V, verhalten sich die beiden Typen im Betrieb sehr unterschiedlich:

• Alkali-Batterien (1,5 V): Die Spannung sinkt während der Benutzung stetig ab. Eine volle Batterie hat 1,5 V, ist sie halb leer, liefert sie oft nur noch 1,2 V, und kurz vor Ende sinkt sie unter 1,0 V.
• NiMH-Akkus (1,2 V): Die Spannung bleibt über fast den gesamten Entladezeitraum konstant bei ca. 1,2 V. Erst ganz am Ende bricht die Spannung schnell ein.

Das Ergebnis: Ein NiMH-Akku liefert über einen Großteil seiner Laufzeit fast die gleiche Spannung wie eine herkömmliche Batterie, die schon ein wenig benutzt wurde.

3. Warum funktionieren Geräte trotzdem mit beiden?

Die meisten Hersteller von elektronischen Geräten wissen um diesen Umstand. Sie entwickeln ihre Geräte so, dass sie in einem Bereich von etwa 1,0 V bis 1,5 V pro Zelle funktionieren.

Da ein 1,2-V-Akku seine Spannung sehr stabil hält, kann er ein Gerät oft sogar länger betreiben als eine 1,5-V-Batterie, deren Spannung kontinuierlich unter das Niveau sinkt, das das Gerät zum Arbeiten benötigt.

Ausnahmen

Es gibt jedoch sehr empfindliche Geräte, die auf die vollen 1,5 V angewiesen sind (z. B. manche medizinischen Geräte, alte Blitzgeräte oder sehr billige Fernbedienungen). In diesen Fällen kann es sein, dass das Gerät mit Akkus „leer“ anzeigt, obwohl sie voll geladen sind.

Zusammenfassend: Die 1,2 V sind ein Resultat der verwendeten Metalle im Akku. Dank der stabileren Spannungskurve sind sie in der Praxis aber meist ein vollwertiger Ersatz für 1,5-V-Einwegbatterien.