Rohstoffe in der Batterietechnik: Mangan (Akku-Lexikon)

Mangan ist ein silbergraues, hartes und sprödes Metall aus der sogenannten Gruppe der Übergangselemente. Es ist recht unedel, läuft an der Luft an, ist leicht in Säuren, langsam schon in Wasser löslich. In den Wertigkeiten +2 bis +4 ist es basenbildend, in den Wertigkeiten +4 bis +7 säurenbildend.

Als wichtige Erze spielen Pyrolusit, Manganit, Hausmannit und Himbeerspat eine abbauwürdige Rolle. Förderländer sind z.B. die GUS-Staaten und Südafrika. Unter Manganknollen versteht man manganreiche Erzknollen, die an manchen Stellen in großer Tiefe auf dem Meeresgrund gefunden werden. Sie gelten als potenziell abbauwürdig.

Für manche Pflanzen und Tiere ist Mangan ein essenzielles Spurenelement.

Mangan ist ein wichtiges Legierungsmetall, besonders in Eisen-, Kupfer- und Aluminium-Legierungen sowie zur Veredelung von Stahl. Ferner wird es für die Herstellung einer Vielzahl technischer Manganverbindungen benötigt. Die Weltproduktion lag 1980 bei 10 Mio. Tonnen.

Mangan findet als Mangan(IV)dioxid (MnO₂, Braunstein, Pyrolusit) in der Batterietechnik Anwendung als Elektrodenmaterial. Erstmalig großtechnisch wurde das Prinzip im Leclanché-Element des Franzosen Georges Leclanché im Jahr 1860 realisiert. Dort wurde die Graphitkathode mit Braunstein umhüllt (Elektrolyt aus Ammoniumchlorid-Lösung und Zink-Anode). Im Alkali-Mangan-Element wird ebenfalls eine Braunstein-Elektrode verwendet, als Elektrolyt dient hier Kalilauge. In beiden Fällen wird an der Kathode vierwertiges Mangandioxid (MnO₂) zu dreiwertigem Manganoxyhydroxid (MnOOH) reduziert. In der Sekundärbatterietechnik spielt Mangan als Bestandteil der Mischmetall-Legierungen für Nickel-Metallhydrid-Akkus eine Rolle sowie als Kathodenmaterial von Akkus auf Lithium-Ionen-Basis (Lithium-Mangan-Oxide, LiMn₂O₄ bzw. LiMnO₂).

Einige technische Eckdaten

Chemisches Symbol: Mn

Ordnungszahl: 25

Relative Atommasse: 54,94

Oxidationszahlen: +7, +6, +4, +3, +2

Dichte: 7,47 g/cm³

Schmelzpunkt: 1.245 °C

Siedepunkt: 2.061 °C

Spezifischer elektrischer Widerstand: 160

	Siehe auch:
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