Die stiirmische Entwicklung der Mikroelektronik zu immer mehr Speicherkapazi-~t bzw. hoherer Integrationsdichte bei immer geringerem Platzbedarf wird zu Recht als neue industrielle Revolution bezeichnet. Diese Entwicklung fuhrt auch zu sehr kleinen tragbaren Geraten mit grofier elektrischer Leistungsfahigkeit. Bei ihnen stofit man unweigerlich auf das Problem der netzunabhangigen Energieversorgung mit kleinsten Batterien. Ober allgemeine Probleme bei der Batterie-Entwicklung und -Miniaturisierung wird hier a m Beispiel der vielversprechenden Lithiumbatterien berichtet. Teil I1 im n k h s t e n Heft wird sich mit den Lithiumzellen befassen, die heute bereits industriell gefertigt werden.
Die Batterieentwicklung konnte in bezug auf die Miniaturisierung nicht mit der Elektronik-Entwicklung Schritt halten. Dies liegt jedoch nicht an mangelnder Innovationsfahigkeit der Batteriehersteller, sondern beruht letztlich auf Naturgesetzen. U m das zu verstehen, sollte man sich die grundlegenden Fakten vor Augen halten. Batterien sind elektrochemische Stromquellen, die chemisch gespeicherte Energie mit einem hohen Wirkungsgrad in elektrische Energie umwandeln. Bei Primarzellen ist dieser Vorgang irreversibel, bei Sekundarzellen ist er reversibel, das heiRt durch Zufuhr elektrischer Energie (Laden) konnen die chemischen Ausgangsprodukte zuriickgebildet werden.
Die entscheidende Frage, wieviel elektrische Energie eine Batterie liefern kann, hangt also davon ab, wieviel chemische Energie in dem vorgegebenen Volumen gespeichert und wie-vie1 davon durch Umwandlung der chemischen Komponenten in andere Stoffe freigesetzt werden kann. Als sinnvolles Mafl fur die Energie einer Batterie erweisen sich spezifische Werte, in diesem Fall Wattstunden pro Kilogramm (Wh . kg-l) und Wattstunden pro Kubikdezimeter (Wh . d r ~-~) .
Je nach Anwendungsfall wird der gravimetrische oder volumetrische Energiegehalt einer Batterie die grogere Bedeutung haben.