Zinkchlorid-Zelle

Die Zinkchlorid-Zelle ist eine Weiterentwicklung des Leclanché-Elements. Im Vergleich zu ihrem Vorgänger ist ihre Herstellung teurer und sie muss stärker gegen Austrocknen geschützt werden. Die Zinkchlorid-Zelle liefert aber eine beständigere Spannung, verfügt über eine potentiell höhere Kapazität^[1] und ist relativ auslaufsicher,^[2] womit die Vorteile in der Summe überwiegen.

• Anodenreaktion (Minuspol):

${\displaystyle \mathrm {Zn\longrightarrow Zn^{2+}+2\ e^{-}} }$ 

Oxidation von Zink

• Kathodenreaktion (Pluspol):

${\displaystyle \mathrm {2\ MnO_{2}+2\ H_{2}O+2\ e^{-}\longrightarrow 2\ MnO(OH)+2\ OH^{-}} }$ 

Reduktion von Mangandioxid zu Manganoxidhydroxid

• Gesamtreaktion:

${\textstyle \mathrm {4\ Zn+8\ MnO_{2}+ZnCl_{2}+9\ H_{2}O\longrightarrow [ZnCl_{2}*4\ ZnO*5\ H_{2}O]+8\ MnO(OH)} }$ 

• Komplexentstehung:

${\displaystyle \mathrm {4\ Zn+H_{2}O+8\ OH^{-}+Zn^{2+}+2\ Cl^{-}\longrightarrow [ZnCl_{2}*4\ ZnO*5\ H_{2}O]\downarrow +8\ e^{-}} }$ 

Im unbelasteten Zustand beträgt die Zellspannung 1,5 V. Im Betrieb sinkt sie jedoch, da sich der Zinkkomplex [ZnCl₂*4ZnO*5H₂O] an den Oberflächen der Elektroden absetzt und so den Widerstand im Stromkreis erhöht.

• Jochen Fricke: Zinkchlorid-Batterie und Redox-Zellen – elektrochemische Speichersysteme für Autos und regenerative Energiequellen. Physik in unserer Zeit, S. 157–159, doi:10.1002/piuz.19800110506 (Heft 11(5)). 

1. ↑ Die höhere Kapazität wird durch die Senkung des Innenwiderstandes erreicht. Dies ist durch eine Volumenerhöhung bei Braunsteinpuppe (Mangandioxid) möglich. Weiter sorgen Konstruktionsmerkmale (auf Papier gestrichenes Zinkchlorid) dafür, dass die Selbstentladung nur noch gering ist.
2. ↑ Die Tatsache, dass die Reaktion Wasser verbraucht, erhöht die Auslaufsicherheit.