Batterier

BATTERI

Ikke oppladbare Batterier

Batteriene som ikke kan lades opp, kalles engangsbatterier. Disse batteriene kan komme i form av runde, firkantede eller som knappceller.

Tørrelementer

I tørrelementene er den negative elektroden av sink og den positive av karbon. Elektrolytten består av en fuktig blanding av ammoniumklorid, sinkklorid og brunstein. Det galvaniske elementet kalles tørrelement fordi elektrolytten er sugd opp i et nesten tørt brunsteinspulver. Det blir også kalt brunsteinsbatteri. Spenningen mellom sinken og karbonstaven er 1,5 V.
Bruksområder til tørrelementene:
Tørrelementene er relativt billige. De er imidlertid svært følsomme for lave temperaturer. Batteriets kapasitet blir redusert under slike omstendigheter. De blir brukt til enkle apparater som trenger små mengder strøm, for eksempel lommelykter, reiseradioer, veggur og større klokker, elektrisk leketøy, lommekalkulatorer, måleinstrumenter, fjernkontroller og bærbart elektronisk utstyr.
Når tørrelementet er i bruk, oksideres den negative sinkelektroden til Zn2+-ioner, og sinken går i oppløsning. Når sinkelektroden er brukt opp, er batteriet brukt opp. Tørrelementene er derfor engangsbatterier.
Bruken av tørrelementer avtar
For å unngå lekkasjer av elektrolytten når det begynner å tære på sinken, blir tørrelementene kapslet inn i en tett stålsylinder. Nyere tørrelementer inneholder ikke tungmetaller, og det er derfor ikke nødvendig å behandle dem som spesialavfall. Bruken av tørrelementer har den siste tiden avtatt, og har sakte men sikkert blitt erstattet av alkaliske og oppladbare batterier.

eb4203_m.jpg

Alkaliske batterier

I de alkaliske batteriene er ammoniumkloridet byttet ut med basisk kaliumhydroksid.
Lenger levetid
Fordelen med alkaliske batterier er at de varer lenger enn vanlige tørrelementer. Det har sammenheng med at sinkelektroden oksideres langsommere i en basisk løsning enn i en sur løsning. For øvrig har de alkaliske batteriene samme bruksområde som vanlige tørrelementer, men de brukes til apparater der det er viktig at batteriene har lang levetid, blant annet i kameraer, elektriske barbermaskiner, røykvarslere og trådløse produkter.
Alkaliske batterier er merket "Alkaline"
Spenningen mellom elektrodene på et alkalisk batteri er 1,5 V, det samme som for tørrelementene. For at de skal kunne skilles fra tørrelementer, er de merket "Alkaline", som er engelsk og betyr alkalisk. Alkaliske batterier blir også laget mindre, på størrelse med vanlige knapper. De blir derfor kalt knappceller, der ordet celle blir brukt i betydningen galvanisk element. Men det er kanskje litiumbatteriene som er mest kjent for knappcelleformatet.

sp550_batteries_0260_200.jpg

Litiumbatterier

Det er flere typer av litiumbatterier i bruk. Felles for alle litiumbatteriene er at de består av metallet litium som negativ elektrode, mens den positive elektroden kan være forskjellige kjemiske forbindelser. Elektrolyttene varierer mellom forskjellige typer batterier.
Litium står høyt oppe i spenningsrekken. Det kan dermed bli stor avstand mellom litium som negativ elektrode og de kjemiske forbindelsene som utgjør den positive elektroden. Det betyr at et litiumbatteri får en ganske høy spenning til å være et galvanisk element. Spenningen kan variere fra ca. 3 V til 3,5 V, avhengig av elektrodematerialet for den positive elektroden. Det er over dobbelt så stor spenning som for de alkaliske batteriene. Litium er et metall med liten massetetthet, noe som bidrar til å gjøre litiumbatteriene lette. Litiumbatterier er pålitelige, de har lang levetid, og bruksområdet er blant annet i lommekalkulatorer, kameraer, trådløse artikler, elektroniske klokker, minnebatterier (backup) og pacemakere.
Litiumbatteriene fins i forskjellige størrelser, fra de flate myntliknende knappceller, som finnes i små objekter som små emblemer man kan feste til klær, til vanlige sylinderformede batterier, disse A-serie batteriene. Det blir også laget oppladbare litiumbatterier. Litiumbatterier med knappcelleformat forekommer i forskjellige størrelser. De er merket med "Lithium" og med en kode som inneholder opplysninger om diameter og tykkelse. En knappcelle har en diameter på 16 mm og en tykkelse på 3,2 mm.
lr44_Bat.jpg

Oppladbare Batterier

De oppladbare batteriene kan lades opp igjen når spenningen begynner å avta. Ved oppladningen blir elektrodereaksjonene tvunget til å gå motsatt vei sammenliknet med det som skjer når elementet leverer strøm.

Blyakkumulatoren

Denne batteritypen har vært en av de mest benyttede batteritypene i mange år, blant annet som startbatteri i biler og andre bensin- og dieseldrevne transportmidler. Blyakkumulatoren utvikler knallgass ved opplading, og den inneholder svovelsyre.
Det mest kjente oppladbare batteriet er blyakkumulatoren. Den blir ladet opp ved at man sender strøm gjennom den i en bestemt retning fra en annen spenningskilde. Under oppladningen vil blyakkumulatoren akkumulere kjemisk energi fra den andre spenningskilden. Etterpå kan vi få energien tilbake som elektrisk strøm, men da går strømmen den andre veien.
Knallgass ved oppladning av blyakkumulatoren
Gassblandingen som blir dannet ved oppladningen av blyakkumulatoren, er knallgass. Den eksploderer hvis den blir antent. Men gassen kan også gjøre skade uten at den eksploderer. Når vi lader opp bilbatteriet, må vi passe på at gassen slipper ut av batteriet ved å skru ut proppene, ellers kan det oppstå overtrykk inne i batteriet, og det kan bli ødelagt.
Ladningstilstand for blyakkumulatoren
Under utladningen av en blyakkumulator blir noe av svovelsyren omdannet til andre stoffer, og da avtar massetettheten av elektrolytten. Ved å måle massetettheten kan vi undersøke hvilken ladningstilstand batteriet er i.
De kjemiske reaksjonene i blyakkumulatoren
Blyakkumulatoren består av to blyelektroder med svovelsyre som elektrolytt. Straks blyelektrodene kommer i kontakt med svovelsyren, får de et belegg av blysulfat.
Ved oppladningen blir blysulfatet på den positive elektroden omdannet til brunt blyoksid (PbO2), mens blysulfatet på den negative elektroden blir omdannet til metallisk bly. Dermed blir det dannet to forskjellige elektroder, og mellom dem blir det en spenning på 2 V. I bilbatteriet er seks elementer koblet i serie slik at spenningen blir 12 V.
180px-Akumulator.jpg

Nikkel-metallhydridbatterier

Batterier som kan lades opp inntil 1000 ganger er miljøvennlige, ettersom de erstatter 1000 engangsbatterier. Disse brukes mye i vanlige elektronikkprodukter.

Nikkel-metallhydridbatterier består av metallet nikkel som negativ elektrode og et metallhydrid som positiv elektrode. Metallhydrider er forbindelser mellom ett eller flere metaller og hydrogen.

Spenningen mellom elektrodene i et nikkel-metallhydridbatteri er 1,2 V, altså litt mindre enn den tilsvarende spenningen for tørrelementene og de alkaliske batteriene. NiMH-batteriene blir laget både som vanlige sylinderformede batterier og prismeformede spesialbatterier til forskjellig elektronisk utstyr.
Bruksområder
Nikkel-metallhydridbatteriene blir blant annet brukt i digitalkameraer, videokameraer, mobiltelefoner, barbermaskiner, elektrisk verktøy, bærbare pc-er og andre elektroniske utstyr som brukes i hverdagen.
R6B4A230_10-GAL-global?wid=430&hei=430&$jpglarge$

Litiumionebatterier

Denne batteritypen gir høyere spenning enn engangsbatteriene og andre oppladbare batterier. Det er meget stabilt og varig.
Et litiumionebatteri skiller seg fra et litiumbatteri blant annet ved at den negative elektroden er av grafitt. Den positive elektroden består av en forbindelse av litium og et metalloksid.
Ved oppladning av batteriet blir positivt ladede litiumsioner frigjort fra plusspolen. De vandrer gjennom en organisk elektrolytt og blir absorbert i materialet i den negative grafittelektroden. Denne prosessen krever energi. Ved utladning skjer den motsatte prosessen, og vi får energien tilbake.
Det som skjer både ved oppladning og utladning i et litiumionebatteri, er en form for pendling av positivt ladede litiumsioner fram og tilbake mellom elektrodene. Spenningen mellom elektrodene i et litiumionebatteri er 3,7 V og er dermed høyere enn både i engangsbatteriene og i nikkel-metallhydridbatteriene. Litiumionebatteriet kan derfor ikke uten videre erstatte dem.
De fleste batteriene mister med tiden noe av spenningen på grunn av en viss form for selvutladning. Slik sett er litiumionebatteriet svært stabilt sammenliknet med et nikkel-metallhydridbatteri. Litiumionebatteriene blir laget både som vanlige sylinderformede batterier og prismeformede spesialbatterier til forskjellig elektronisk utstyr. Bruksområdet er som for nikkel-metallhydridbatteriene.
nikon_lader_mh_23_372184815_0.jpg

Add a New Comment
or Sign in as Wikidot user
(will not be published)
- +
Unless otherwise stated, the content of this page is licensed under Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License