Galvanisk element

Elektriske batterier

Et elektrisk batteri er en komponent som har en lagret energi i kjemisk form, og som kan avgi den i elektrisk form.

Et batteri frigjør energien sin ved hjelp av en redoksreaksjon. Spenningen avhenger av energien som frigjøres i denne reaksjonen. For å lagre mest mulig energi, er det gunstig å bruke to stoffer som står lengst mulig unna hverandre i spenningsrekka. Denne spenningsrekka kan du se på bilde under.

Den elektriske spenningen blir summen av oksidasjonspotensialet til stoffet som oksideres og reduksjonspotensialet til stoffet som reduseres.

Hovedsakelig har vi to celler, primær- og sekundærceller. Primærcellene kan ikke lades opp igjen når de er utladet, og pleier oftest å ha høyere kapasitet og spenning enn sekundærbatterier. Væskefylte celler kalles våtceller eller våtbatterier, mens de vanligste er tørrbatterier der elektrolytten er sugd opp av et nøytralt stoff og er i grøtform.

Et batteri eller en celle karakteriseres fysisk ved den elektriske spenningen mellom polene (tilkoplingene) og hvor mye energi som lagres når det er fullt (sekundærcelle) eller nytt (primærcelle). Spenning måles i volt, V og energien angis oftest i ampere- timer, Ah. Multiplisert med spenningen blir kapasiteten målt i watt-timer, Wh, som er den egentlige energibeskrivelsen.

Jeg tenkte jeg skulle skrive litt om fire forskjellige batterier

§                     Pb – Blybatterier

§                     NiCd – Nikkel-kadmium

§                     NiMh – Nikkel-metallhydrid

§                     Litium-ion

Pb – Blybatterier

Blybatterier er robuste og hovedsakelig brukt til motorstart for kjøretøy som bil, båt, fly og motorsykkel.

I forbrukerelektronikk som bærbare datamaskiner og mobiltelefoner, er litium-ion-batterier nesten enerådende på grunn av høy kapasitet og lav vekt. Disse batteriene er ømfintlige for feil behandling og inkluderer derfor elektronisk intelligens i batteripakken eller laderen for å overvåke og kontrollere ladning og utladning. Feil behandling kan medføre intern kortslutning med ekstrem hurtig utladning i form av varme. Dette kan i verste fall utløse brann eller eksplosjon.

Blybatterier bruker flytende svovelsyre som elektrolytt, og er dermed det eneste batteriet der elektrolytten er en separat komponent. Ladningstilstanden til et batteri kan anslås ved hjelp av en såkalt syremåler, som er et hydrometer, hvis batteriet er utstyrt med skrukorker for hver celle. Elektrolyttens egenvekt påvirkes av ladetilstanden. 

Nikkel Kadmium – NiCd

Nikkel-kadmium-celler ble svært populære da de først ble tilgjengelige. De kunne gjenlades og kjemien var kapslet som hos primærceller. Dette gjorde dem velegnet for bruk i mobiltelefoner siden lading er billigere enn nykjøp. NiCd-batterier har kalilut som elektrolytt, og har en cellespenning på 1,2 V. NiCd celler plages av spenningsdepresjon om de gjentatte ganger overlades. Den såkalte minneeffekten som gjør at de mister kapasitet når de lades uten å være helt utladet først, er fullstendig ubegrunnet. NiCd batteriet har derimot godt av kladdlading - såfremt det ikke overlades hver gang. Dette er ofte tilfellet med billige celler og/eller billige ladere.

Nikkelmetallhydrid – NiMh

Nikkel-metallhydridbatteriene kom i kjølvannet av NiCd, og har også en cellespenning på 1,2 V. Det har ikke en uttalt memoryeffekt, men er kresen på god behandling ved lading og utlading for langt liv. Kapasiteten er langt høyere enn for NiCd for samme størrelse. I kulde avtar kapasiteten vesentlig.

Litium-ion

Disse batteriene, ofte kalt LiIon-batterier, er ofte brukt i moderne elektronikk. Cellespenningen er hele 3,7 V, avhengig av type. Litium-ion-batteriet er oppadbart. Batteri typen er følsomme for feil behandling, det er en ikke ubetydelig fare for brann om batteriene feilbehandles. En brann i en LiIon celle kan i praksis ikke slukkes, da cellen inneholder både oksidasjons middel og sterkt brennbar elektrolytt. Store mengder vann eller annen ikke brennbar veske, er eneste virksomme middel. Det slukker ikke den cellen som brenner men brannen hindres i å spre seg ved at de øvrige cellene i et batteri ikke blir så varme at de antenner.

Det meldes til stadighet om at forskjellige firmaer har/er i ferd med å utvikle LiIon batterier som har en levetid på 10 tusenvis av sykler. Det er helt riktig at det forskes på dette men ennå er ingen produkter kommersialisert.

Dette er et eksempel på litium-ion-batteri og som du kan se, brukes det blant annet i mobiler.

Gjort sammen med Emilie