Rohstoffe in der Batterietechnik: Zink (Akku-Lexikon)

Zink ist ein bläulich weißglänzendes Metall, das ab ca. 100° C walz- und dehnbar wird. An der Luft bildet Zink eine passivierende Schutzschicht aus Zinkoxid und Zinkcarbonat. Gegen Wasser ist es recht beständig, leicht löslich jedoch in Säuren und Laugen.

Zink kommt in der Natur nicht in elementarer Form vor und wird hauptsächlich in Form seines Erzes Zinksulfid (z.B. Zinkblende oder Wurtzit) abgebaut. Bedeutende Lagerstätten befinden sich in den USA, in Kanada, den GUS-Staaten und Australien. Etwa die Hälfte der Weltproduktion (im Jahr 2000 8,3 Mio. Tonnen) wird in der Automobil- und Bauindustrie zur galvanischen Beschichtung von Stahlprodukten verwertet. Daneben ergeben sich für Zink wichtige Anwendungen als Legierungsmetall, in Staubform als Reduktionsmittel und als Farbe sowie als Grundstoff für viele Zinkverbindungen (vor allem Pigmente).

Zink ist für die meisten Pflanzen und Tiere ein essenzielles Spurenelement.

In der Batterietechnik findet Zink Verwendung als Elektrodenmetall bzw. als Gefäßbecher, oft legiert mit korrosionshemmenden Zusätzen wie Blei. Zink hat sich als Anodenmaterial in vielen Primärbatteriesystemen bewährt. Es bildet ein hohes Spannungspotenzial, ist preiswert, leicht verfügbar und umwelttechnisch unbedenklich. Bei Sekundärbatterien jedoch ergeben sich noch nicht befriedigend gelöste Probleme mit der Zyklenfestigkeit des Materials, aufgrund der schlechten Löslichkeit des entstehenden Zinkoxids. Dennoch würde einer wiederaufladbaren Nickel-Zink-Zelle nach Lösung der bestehenden Probleme aufgrund ihrer günstigen Kenndaten ein gutes Marktpotenzial zugebilligt.

Bei der Leclanché-Batterie (Zink-Braunstein-Zelle) dient der Zink-Gefäßbecher als negative Elektrode, an der Zink zu Zinkoxid oxidiert wird. Diese Reaktion findet beispielsweise auch in der Zink-Luft-Batterie und der Nickel-Zink-Zelle statt. Bei der Zink-Chlor- bzw. der Zink-Brom-Batterie wird die Zink-Anode zu Zinkchlorid bzw. Zinkbromid oxidiert.

Einige technische Eckdaten

Chemisches Symbol: Zn

Ordnungszahl: 30

Relative Atommasse: 65,41

Oxidationszahlen: +2

Dichte: 7,14 g/cm³

Schmelzpunkt: 420 °C

Siedepunkt: 907 °C

Spezifischer elektrischer Widerstand: 6

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