Knopfzellen

2.1 Chemisches System

Diese Batterien werden auch als Lithium-Zellen bezeichnet. Korrekt wird bei CR-Knopfzellen das eingesetzte System „Lithium-Mangandioxid“ genannt. Der chemische Ausdruck lautet LiMnO2. Dabei besteht die Anode aus Lithium und wirkt bei Batterien grundsätzlich als Minuspol. Die Kathode wiederum, bei Batterien der Pluspol, besteht aus Mangandioxid. Sie können bei Temperaturen zwischen -30º C und +60º C eingesetzt werden.

Weniger bekannt und selten eingesetzt ist die BR-Reihe. Es handelt sich hier auch um Lithium-Knopfzellen. Allerdings besteht hier die Kathode aus Graphitfluorid.
Das eingesetzte chemische System wird "Lithium-Kohlenstoffmonofluorid“ / Li(CF)_n genannt.
In den 70er Jahren entwickelt, wurde sie anfangs in der Raumfahrt eingesetzt. Wegen der extrem langen Einsatzdauer wird diese Batterie medizinischen Bereich, z.B. in Herzschrittmachern eingesetzt. Sie ist außerdem für höhere Temperaturen ausgelegt. Geräte die in einer hohen Umgebungstemperatur eingesetzt werden (bis zu +80º C) können von dieser Eigenschaft profitieren.

2.2 Technische Spezifikationen

Die Spannung beider Lithium-Systeme liegt bei 3 Volt und auch in den Größen gibt es zwischen den CR- und BR-Knopfzellen keine Unterschiede.
In dem Kapitel 2.4 Identifikation erfahren Sie, wie Sie anhand der Typbezeichnungen die Maße der Knopfzellen ableiten können.

Die kleinste der Lithium-Knopfzellen, nämlich die CR927 hat einen Durchmesser von 9,5 mm und eine Dicke von 2,7 mm. Die größte ist die CR2477 Batterie mit einer Dicke von 7,7 mm und einem Durchmesser von 24,5 mm.

Häufig eingesetzte Lithium Knopfzellen sind die CR2032 oder die dünnere Variante vom Typ CR2025. Mit einer Kapazität zwischen 170 mAh und 230 mAh und einer Spannung von 3V führen Varta und Duracell hier das Feld an.

Doch genug der Fachbegriffe. Was Sie als Endverbraucher natürlich interessiert, ist Frage wie Sie diese Knopfzellen eindeutig identifizieren können. Welche Besonderheiten sind zusätzlich zu beachten.

2.3 Einsatzgebiete

Als Einsatzgebiete werden immer wieder elektronische Kleingeräte aufgeführt, zu Recht. Taschenrechner, Uhren oder Haushaltswaagen, Spielzeuge, Pulsmesser oder Schalter und Sensoren in der Heimautomation. Lithium Knopfzellen werden überall da eingesetzt wo kurze Impulse oder eine anhaltende Energieversorgung gefordert sind.

Gerade wegen der langanhaltenden Versorgung werden diese Batterien aber auch für die zuverlässige Speicherung von BIOS-Informationen und z.B. der Uhrzeit auf Mainboards von PC-Systemen eingesetzt.

2.4 Identifikation

Lithium Knopfzellen werden normalerweise mit einer einheitlichen Benennungssyntax versehen. Das macht ihre Identifikation relativ einfach:

Die ersten beiden Zeichen "CR“ oder "BR“ stehen für eine Lithium-Rundzelle und die folgenden vier Ziffern beschreiben die Größe der Zelle. Was bei einer CR2025 bedeutet, dass es sich um eine Lithium Knopfzelle mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Höhe von 2,5 mm handelt.

In der folgenden Grafik haben wir für Sie alle CR Kopfzellen mit den korrekten Größenverhältnissen aufgeführt. Die Grafik zeigt die Knopfzellen jeweils einmal von oben und einmal von der Seite:

3.1 Chemisches System

Das eingesetzte chemische System ist Silberoxid-Zink. Diese Batterien werden aber im Allgemeinen als Silberoxidzellen bezeichnet.
Die Anode (auch bei dieser Zelle der Minuspol) besteht aus Zinkpulver und die Kathode (Pluspol) aus Silberoxid.

3.2 Technische Spezifikationen

SR Knopfzellen zeichnen sich durch eine lange gleichbleibende und stabile Spannung aus. Diese beträgt 1,55 Volt. Sie können nicht auslaufen und haben eine besonders geringe Selbstentladung.

Es ist technisch sehr schwierig Silberoxidzellen ohne die Verwendung von Quecksilber herzustellen. Daher sind diese Knopfzellen von den europäischen Batterie-Richtlinien ausgenommen und mit einer Sondergenehmigung versehen. Diese Richtlinie besagt, dass der Vertrieb von Batterien mit einem Quecksilbergehalt von 5 Teilen pro Million oder höher untersagt ist.
Der japanische Hersteller Maxell hat jedoch eine eigene Herstellungsmethode entwickelt. Mit dieser kann ohne der Verwendung von Quecksilber eine lange Laufzeit erreicht werden. Das kommt natürlich in erster Linie der Umwelt zugute.

3.3 Einsatzgebiete

SR Knopfzellen sind wie die meisten Knopfzellen Primärzellen (also nicht wieder aufladbar). Sie wurden mit ihrer langen Lebensdauer für den Einsatz in Armbanduhren konzipiert und werden deshalb oft auch schlicht als Uhrenbatterien bezeichnet. Im Gegensatz zu den Lithium- oder Alkaline- Knopfzellen - die es auch in anderen Baugrößen gibt - werden Silberoxid-Zellen ausschließlich als Knopfzellen hergestellt.

Die am häufigsten genutzten Knopfzelle für Armbanduhren ist die V377, die auch mit der Bezeichnung SR626 bekannt ist.

3.4 Identifikation

Wie so oft haben die verschiedenen Hersteller auch bei diesen Batterien unterschiedliche Bezeichnungen für denselben Knopfzellentypen in Verwendung.Die beiden Firmen Varta und Maxell sind die führenden Hersteller bei den Uhrenbatterien. Sie arbeiten mit gänzlich unterschiedlichen Namen.

So verwendet Maxell eine Bezeichnung, bei der die Buchstaben SR (Abkürzung für Silberoxid Rundzelle) vor normalerweise drei Ziffern gestellt werden. Die erste Zahl gibt den Durchmesser (abgerundet) in mm an. Die letzten beiden Zahlen die Dicke in 1/10mm.
Varta hingegen stellt den Buchstaben V vor eine dreistellige Zahl die immer mit der Ziffer 3 beginnt. Hier lassen sich die Abmessungen der Zellen nicht ableiten.

In diesen Tabellen und Listen haben wir die unterschiedlichen Namen für Sie übersichtlich gegenüber gestellt:

• Übersicht Varta Uhrenbatterien
• Übersicht Maxell Uhrenbatterien

In der folgenden Infografik sind alle SR Kopfzellen mit den richtigen Größenverhältnissen dargestellt:

Sehr oft kommen LR Knopfzellen im Haushalt und im alltäglichen Gebrauch zum Einsatz.

4.1 Chemisches System

Bei diesen Knopfzellen wird das chemische System Alkali Mangan (AlMn) verwendet. Als Nachfolger der Zink-Kohle-Batterien können sie mit höheren Kapazitäten, längerer Lagerfähigkeit und einer verbesserten Auslaufsicherheit aufwarten. Auch wegen der günstigen Kosten zählen diese Zellen zu den am weitesten verbreiteten Knopfzellen. Hier ist die LR44 oder auch AG13 genannte Batterie wohl die mit Abstand am häufigsten genutzte.

4.2 Technische Spezifikationen

Die Nennspannung beträgt bei LR Knopfzellen wie auch bei den normalen Alkaline Standard Batterien, 1,5 V.
Die größte Alkali-Mangan Zelle, die LR53, hat einen Durchmesser von 23 mm und eine Höhe von 16,1 mm. Dagegen ist die LR521 (AG0) die kleinste Alkaline-Zelle mit einem Durchmesser von 5,8 mm und einer Höhe von 2,15 mm. Die Größe spiegelt natürlich auch die verfügbare Leistung wieder. Kann die Kleinste gerade mal 10 mAh liefern verfügt die Große über die mehr als 20fache Energie.

4.3 Einsatzgebiete

Sehr häufig eingesetzt in kleineren Spielzeugen und alltäglichen Gegenständen, sind diese kleinen Energiespender kaum mehr wegzudenken.
Für die meisten LR Knopfzellen gibt es auch eine größengleiche Batterie der SR Serie. Diese beiden Knopfzellentypen können oft auch im gegenseitigen Austausch genutzt werden Es ist aber zu beachten, dass eine hundertprozentige Auslaufsicherheit bei LR Batterien nicht gegeben ist. Setzten Sie daher bei hochwertigen Armbanduhren und Geräten nur Silberoxidzellen ein.

4.4 Identifikation

Bei den Alkaline Knopfzellen weisen die Buchstaben LR auf diesen bestimmten Knopfzellentypen hin. Die folgenden zwei Ziffern beschreiben den Durchmesser und die letzten beiden die Dicke in 1/10 mm. Für die am häufigsten eingesetzten Größen werden auch die günstigen AG-Knopfzellen der Firma Camelion angeboten.
In der folgenden Übersicht finden Sie die verschiedenen AG-Typen und die Bezeichnungen der anderen Hersteller:

• Übersicht AG Batterien

In der folgenden Grafik haben wir für Sie alle LR Kopfzellen übersichtlich und mit den korrekten Größen-Verhältnissen aufgeführt - denn manchmal sagen Bilder mehr als Zahlen:

Zu guter Letzt werden in diesem Abschnitt Zink-Luft-Batterien betrachtet.

5.1 Chemisches System

Die Energie dieser Zellen wird durch die Reaktion von Zink mit dem Sauerstoff aus der Luft erzeugt. Die Stromproduktion beginnt sofort wenn das Zink mit Luft in Berührung kommt. Daher werden die Öffnungen am Pluspol der Batterien mit einem Aufkleber verschlossen. Erst wenn dieser entfernt wird, beginnt die elektrochemische Reaktion. Das Zink oxidiert. Je nach Typ und Hersteller muss dieser Aufkleber wenige Sekunden und bis zu einer halben Stunde vor dem Einsetzen in das Gerät entfernt werden. Bitte beachten Sie die Angaben der Hersteller zu der empfohlenen Aktivierungszeit.

5.2 Technische Spezifikationen

Die Nennspannung der Zink-Luft-Zellen beträgt einheitlich 1,45 Volt. Natürlich variiert auch hier die Kapazität, abhängig von der Zellengröße, erheblich.

5.3 Einsatzgebiete

Diese Knopfzellen werden fast ausschließlich für die Energieversorgung von analogen oder digitalen Hörgeräten verwendet. Wegen ihrer homogenen Entladung hat sie sich als Nachfolger der nicht mehr produzierten Quecksilberoxid-Zink-Batterien etabliert.
Sie werden deshalb häufig als Hörgerätebatterien bezeichnet und in vier verschiedenen Typen unterschieden.
Die am häufigsten eingesetzten Typen sind die 13 (Orange) und 312 (Braun) Größen. Wegen des hohen Energiebedarfs wird der große Typ 675 (Blau) bei Power-Hörgeräten eingesetzt. Die kleinen Typ 10 (Gelb) Zellen kommen z.B. bei In-Ohr-Hörgeräten zum Einsatz. Typ 5-Zellen (Rot) haben größenbedingt eine sehr kurze Lebensdauer. Sie werden kaum genutzt.

5.4 Identifikation

Da auch hier von den Herstellern unterschiedliche Bezeichnungen der einzelnen Typen verwendet werden, hat sich die Industrie glücklicherweise auf einen Farbcode einigen können.

In der folgenden Tabelle finden Sie alle Typen mit den unterschiedlichen Bezeichnungen der Hersteller:

• Übersicht Hörgeräte-Batterien

Und hier auch noch einmal der Größenvergleich der verschiedenen Typen als Grafik: