Die Zellspannung ist die elektrische Spannung einer einzelnen elektrochemischen Zelle, d. h. eines galvanischen Elements (einschließlich der umgangssprachlich als Batterien bezeichneten Primärzellen, der Akkumulatoren und Brennstoffzellen) oder einer Elektrolysezelle.
Fließt kein elektrischer Strom durch die Zelle, so nennt man die Spannung an der Zelle die Ruhespannung (Klemmenspannung im stromlosen Zustand[1]), auch Leerlaufspannung genannt. Bei einer Batterie beispielsweise tritt die Ruhespannung auf, solange keine elektrische Energie entnommen wird. Die Betriebsspannung einer galvanischen Zelle (Lastspannung der Batteriezelle) ist immer kleiner als die Ruhespannung der Zelle, da beim Betrieb der innere Widerstand der Zelle zu einem Spannungsverlust führt. Die Betriebsspannung einer Elektrolysezelle ist immer größer als ihre Ruhespannung, nicht nur wegen des inneren Widerstandes der Zelle, sondern auch aufgrund von Überspannungen. In Übereinstimmung mit dem Ersten Hauptsatz der Thermodynamik ist daher die Energie, die man beim Laden eines Akkumulators oder einer reversiblen Brennstoffzelle benötigt, immer größer als die, die man beim Entladen wieder entnehmen kann.
Die Spannung einer Batterie aus mehreren Zellen, welche alle in Reihe geschaltet sind, ergibt sich aus der Summe der Zellspannungen der einzelnen Elemente.
- ↑ Gerd Wedler: Lehrbuch der Physikalischen Chemie. 5. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2004, ISBN 3-527-31066-5, 1.6.1 Grundbegriffe der Elektrochemie, S. 195.