18.01.2006

Batterien: Positiv und negativ

Batterien Test

„Gute“ Alkalines müssen nicht viel kosten. Zink-Kohle-Zellen sind schwach.

Wenn heute Spielzeugpuppen wie echte Babys brabbeln, Kofferradios am Strand dudeln oder Fotografen ihr Blitzlichtgewitter entfachen, dann ist das im Grunde dem Zufall zu verdanken – und einer gesunden Portion Misstrauen. Gegen Ende des 18. Jahrhunderts machte der italienische Anatomieprofessor Luigi Galvani in seinem Labor der Universität Bologna eine wundersame Entdeckung. Beim Sezieren von Froschschenkeln bemerkte er zufällig, dass deren Muskelstränge zu zucken anfingen, sobald sie mit verschiedenen Metallen in Berührung kamen. Galvani vermutete zunächst eine Art „tierische Elektrizität“, die allem Lebendigen innewohnt. Da er aber nicht so recht weiter­kam mit seinen Gedanken, schrieb er das Beobachtete nieder – und versetzte damit 1791 die Fachwelt in Staunen.

Galvanis Buch weckte auch das Interesse des Grafen Alessandro Volta, der zur gleichen Zeit und nur wenige Kilometer entfernt an der Universität von Pavia das Phänomen der Elektrizität erforschte. Der Professor für Physik stutzte bei der Lektüre – er glaubte nicht an die These seines Kollegen, dass der Frosch von sich aus elektrisch sei. Volta stellte eigene Experimente an und es dauerte nicht lange, bis er als wahre Ursache der animalischen Zuckungen die elektrische Spannung zwischen den Metallen ausmachte – und damit das Prinzip der Batterie entdeckte: Chemische Energie wird umgewandelt in elektrische Energie. Die toten Frösche zappelten, weil vom Metall erzeugter Strom durch ihr Gewebe schoss.

Danach ging alles sehr schnell: Volta kombinierte seine Physikkenntnisse mit den Beobachtungen der Biologie und konstruierte im Jahre 1800 die erste Batterie: Er schichtete Zink- und Kupferplatten übereinander, legte in Salzlösung getränkte Pappscheiben dazwischen und verband die Pole dieser „Voltaschen Säule“ mit Draht, sodass ein Stromkreis entstand. Eine bahnbrechende Erfindung: Die kontinuierliche Stromquelle war nicht nur Grundlage für die eingehende Erforschung der Elektrizität, sondern Wegbereiter für zahlreiche moderne Branchen – von der Elektrotechnik bis zur Unterhaltungselektronik. Zu Ehren der beiden Wissenschaftler werden heute elektrische Spannungen in Volt gemessen und elektrochemische Vorgänge in ihrer Gesamtheit als Galvanik bezeichnet.

Noch heute liefern Batterien im Prinzip auf die gleiche Weise Strom wie die erste Voltasche Säule im Labor von Pavia. Wir wollten wissen, wie gut die Urenkel Voltas ihr Handwerk verstehen und haben 28 Batterien der Größen Mignon (AA) und Micro (AAA) getestet. Im Vergleich: 23 Alkali-Mangan-Batterien (Alkaline), 3 Zink-Kohle-Batterien sowie 2 Sonderbatterien vom Typ Oxyride und Lithium, die speziell für digitale Geräte verkauft werden.

Für die Untersuchung haben wir unser Labor beauftragt, typische Entladesituationen für Batterien zu simulieren. Um zum Beispiel die Betriebsdauer in einem Fotoblitz zu testen, wurde den Batterien kontinuierlich jeweils einmal pro Minute für zehn Sekunden Strom einer bestimmten Stärke abgezapft – immer und immer wieder, bis nichts mehr ging. Je häufiger eine Rundzelle das durchhielt, desto besser das Urteil. Entsprechend die anderen Nutzungsarten, etwa tragbare CD-Spieler: Tag für Tag wurde die Batterie für eine Stunde mit dem Energiebedarf dieser Geräte „ausgesaugt“ – je mehr Stunden dabei zusammenkamen, desto besser.

Für Zink-Kohle-Zellen spricht nichts

Durch diese Vorgehensweise zeigt sich auf einen Blick, welche Batterie sich für welche Anwendung am besten eignet. Eins fällt sofort ins Auge: Zink-Kohle-Batterien – die wir aufgrund ihrer schwindenden Marktbedeutung nur exemplarisch geprüft haben – kommen mit Abstand am schlechtesten weg. Ein Radio spielt mit dieser Energiequelle im Bauch kaum länger als 35 Stunden, der Kassettenspieler sogar nur 6 bis 7. Die Alkali-Mangan-Batterien zeigen drei- bis fünfmal mehr Ausdauer. Da die Zink-Kohle-Zellen auch nicht billiger sind, spricht heute nichts mehr für diesen Batterietyp.

Zwei Alkaline sind sogar „sehr gut“

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... mussten meine Urahnen noch den Kopf hinhalten.

Die meisten Alkali-Mangan-Zellen im Test liefern „gute“ Ergebnisse. In jeder Größe gibt es sogar eine, die mit „sehr gutem“ Gesamturteil alle anderen in den Schatten stellt: In der Mignon-Klasse ist das die Duracell Plus, bei den Micro-Batterien die Energizer Ultra+. Ihre Pole-Position sollte aber nicht darüber hinwegtäuschen, dass sich andere Batterien für bestimmte Anwendungen sogar noch etwas besser eignen (siehe „Empfehlung“). Beispiel Fotoblitz: Die Mignon Energizer Ultra+ schafft im Test im Schnitt 500 Blitze – das ist Spitze. Duracell Plus kommt hier „nur“ auf knapp 440 . Die beste Zink-Kohle-Zelle übrigens schafft maximal 40 Blitze. Allerdings wird dieser Batterietyp auch nicht für derart Strom fressende Anwendungen verkauft und daher von uns in diesem Punkt nicht bewertet.

Für Spielzeug Top, für Blitzlicht Flop

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Alessandro Volta ...

Während die TDK mit rund 360 Blitzen bei dieser Prüfung schwächelt, zeigt sie ihre Stärke beim Spielzeug: Durchschnittlich achteinhalb Stunden würde zum Beispiel ein ferngesteuertes Auto mit dieser Batterie fahren. Das sind ganze zweieinhalb Stunden länger als mit der Varta Maxi Tech, die in diesem Prüfpunkt am schlechtesten wegkommt. Und zum Vergleich: Die beste Zink-Kohle-Zelle würde nur rund zwei Stunden schaffen.

Wenn es um digitale Anwendungen wie zum Beispiel den Einsatz in einer Digitalkamera geht, steht mit der Lithium-Zelle von Energizer seit kurzem eine neue Generation von Batterien zur Verfügung. In unserem Test beeindruckte sie durch hohen Energiegehalt. Die Oxyride von Panasonic eignet sich ebenfalls speziell für digitale Einsätze, ist ansonsten aber nicht kraftvoller als eine der besseren Alkali-Mangan-Batterien.

Zwei mit schlechtem Auslaufschutz

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... benötigte meine Verwandten zum Glück nicht mehr, als er die erste Batterie baute.

Neben der Kraftprobe wollten wir auch wissen, wie die Batterien bei Fehlanwendung reagieren. Wird zum Beispiel eine Batterie kurzgeschlossen, etwa weil sie in einer Werkzeugschublade Metallteile berührt, kann sie im Extremfall aufplatzen. In unserem Kurzschlusstest ist das keiner passiert. Allerdings wurden einige Mignon-Alkalines so heiß, dass ihr Plastikmantel teilweise aufschmolz. Am wenigsten anfällig sind die Zink-Kohle-Zellen. Ihr Energiegehalt ist so gering, dass sie bei Gerätekurzschluss kaum warm werden.

Außerdem haben wir einen typischen Anwenderfehler simuliert: Wird eine leere Batterie im Gerät vergessen, etwa in einer selten benutzten Taschenleuchte, kann sie auslaufen. Das liegt daran, dass im Innern der Zelle nach der Entladung Gase entstehen, wodurch sich langsam ein Druck aufbaut.

Damit die Batterie nicht explodiert, besitzt sie eine Sollbruchstelle, die bei einem bestimmten Druck aufreißt, um das Gas entweichen zu lassen. Weil dabei Batterieflüssigkeit auslaufen und das Gerät beschädigen kann, sollten leere Batterien stets aus einem Gerät entfernt werden (siehe Tipps). Im Test zeigten sich die meisten Batterien anwenderfreundlich und waren auch sechs Wochen nach vollständiger Entladung noch dicht. Schlecht dagegen die Mignon-Alkaline-Zellen von Conrad und Panasonic: Hier war die erste der vier getesteten schon nach einer Woche leck.

Kaum noch Schwermetalle enthalten

Abschließend haben wir einige Batterien exemplarisch auf ihren Gehalt an den giftigen Schwermetallen Blei und Kadmium geprüft: Die Werte lagen deutlich unter den gesetzlichen Grenzen. Auch Quecksilber ist in den getesteten Zellen kein Thema. Diese Batterietypen werden hierzulande schon seit Jahren praktisch ohne das problematische Metall hergestellt. Trotzdem gehören Batterien nicht in den Hausmüll, sondern müssen getrennt entsorgt werden. Händler und Hersteller sind verpflichtet, Altbatterien kostenlos zurückzunehmen. Nach Angaben der Stiftung Gemeinsames Rücknahmesystem Batterien gelangten 2005 auf diese Weise rund 80 Prozent aller Batterien in die Verwertung, wo ihre Metallanteile zu großen Teilen zurückgewonnen werden.

Fazit: Seit den frühen Batteriesäulen aus der Lombardei hat sich die Technik in den vergangenen zwei Jahrhunderten verfeinert. Nicht nur dass die Kraftpakete deutlich handlicher geworden sind – sie speichern vor allem deutlich mehr Energie. Der Test zeigt, dass Alkali-Mangan-Batterien für bestimmte Anwendungen „sehr gute“ Energiequellen sind und dabei nicht viel kosten müssen. Rundum „gute“ Alkaline-Zellen gibt es bereits ab 21 Cent pro Stück. 70 Cent für eine wesentlich schlechtere Zink-Kohle-Zelle sind da rausgeworfenes Geld.

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