Die Geschichte der Batterie

Die galvanische Zelle als Grundstein
Die spätere Entwicklung der Batterie fand ihren Grundstein in der Forschung von Luigi Galvani (1737-1798). Der Biophysiker unternahm Versuche mit toten Fröschen und bemerkte ein
Luigi Galvani
Zucken in den Schenkeln, wenn er sie mit dem Messer berührte. Daraufhin nahm er eine Kupfer- und eine Eisenplatte und berührte damit die Schenkel. Wenn auch die Kupfer- und Eisenplatten verbunden waren, führte das Salzwasser in den Schenkeln als Elektrolyt zur Schließung des Stromkreises und zur Erzeugung einer Spannung.
Damit war die galvanische Zelle entwickelt, die eine Vorrichtung aus zwei Elektroden und einem Elektrolyt bezeichnet und zur Umwandlung von chemischer in elektrischer Energie genutzt werden konnte. Dieses Grundprinzip nutzte Alessandro Volta (1745-1827) für seine Voltasäule, die als Vorreiter der heutigen Batterien gilt.
Für seine Säule legte Volta auf eine Kupferplatte ein mit Salzsäure getränktes Leder- und Papierstück und darauf eine Zinkplatte. Von diesem Voltaelement, welches eine galvanische Zelle darstellt, schichtete er mehrere übereinander und verband das oberste und das unterste mit einem Draht. Dadurch wurde der Stromkreis geschlossen und es baute sich eine Spannung auf.
Verbessert wurde die Voltasäule unter anderem von William Cruickshank, der bei seiner Trog-Batterie einen horizontalen und nicht wie Volta einen vertikalen Aufbau verwendete. Dadurch wurde die Elektrolytlösung nicht mehr so stark aus der Batterie gepresst, wodurch diese mehr Energie bereitstellen konnte.

Weiterentwicklung der galvanischen Zelle
Weiterentwickelt wurde die galvanische Zelle im Jahr 1801 durch den Physiker Johann Wilhelm Ritter (1776-1810), sodass die Zellen nach der Entladung wieder aufladbar waren. Mithilfe dieser Weiterentwicklung und der Nutzung von Bleiplatten erfand Wilhelm Josef Sinsteden den Blei-Säure-Akkumulator. Dieser wurde 1859 dann durch Gaston Planté (1834-1889) zur Blei-Säure-Batterie verbessert, die als erste wiederaufladbare Batterie gilt. Seine Anordnungsform findet man noch heute in gängigen Bleisäurebatterien bzw. Bleiakkus.
Problematisch an diesen entwickelten Batterien war das flüssige Elektrolyt, das leicht auslaufen oder austrocknen konnte. Deshalb nutzte der Chemiker Georges Leclanché (1839-1882) für sein Leclanché-Element, das als Vorreiter der Trockenbatterie gilt, ein geliertes Elektrolyt. Carl Gassner verwendete Gips als Bindemittel und ebnete so den Trockenbatterien den Weg. Waldemar Jungner und Thomas Edison entwickelten jeweils eine Nickel-Eisen-Batterie, die sich durch die Reaktion nicht veränderte, konstant genutzt werden konnte und besonders langlebig war. Auch die heute noch genutzten alkalischen Batterien wurden entdeckt und fanden ihren Beginn in der Entwicklung der Alkali-Mangan-Batterie durch den Ingenieur und Erfinder

Lewis Urry (1927-2004) in den 1950er-Jahren, der die Lebenszeit der Zink-Kohle-Batterie verlängern sollte. Während seiner Arbeit erkannte er das Potenzial von Manganoxid und pulverisiertem Zink in Verbindung mit einer alkalischen Substanz.
Im Anschluss daran wurde von Stanford Ovshinsky (1922-2012) eine Nickel-Metallhybrid-Batterie auf den Markt gebracht, die bei ihrer Herstellung keine giftigen Metalle wie Cadmium mehr brauchte. Zuletzt veröffentlichte Sony die Lithium-Ionen-Batterie, welche von John B. Goodenough (*1922) entworfen wurde. Diese enthält sowohl in den beiden Elektroden als auch im Elektrolyt Lithiumionen und war deutlich kleiner und leichter als die anderen Batterien.

Kaum ein elektrisches Gerät wird heute sooft benutzt wie die Batterie: Im Smartphone, in der Küchenwaage oder im Auto. Schließlich wurden die heute bekannten alkalischen Batterien wegen des höheren Bedarfs an Speicher erfunden und nicht lange danach der Lithium-Ionen-Akku, der heute als Standard gilt. Dennoch gibt es für Anwendungen in Bereichen wie der E-Mobilität noch Luft nach oben, daher wird es spannend zu sehen sein, was die Zukunft im Bereich der Batterien bringt.