Hopp til innhald

  1. Home
  2. NaturfagChevronRight
  3. Energi for framtidaChevronRight
  4. Batteri og brenselceller - energi på fartaChevronRight
SubjectMaterialFagstoff

Fagartikkel

Ikkje oppladbare batteri

Dei batteria som ikkje kan ladast opp, kallar vi eingongsbatteri. Dei finst i ulike utformingar – runde, firkanta eller som knappceller.

Batterier. Foto.

Tørrelement

Mange apparat treng svært lite straum for å verke. Her treng ein berre ei billig spenningskjelde med brukbar levetid.

Tverrsnitt av tørrelement. Illustrasjon.

I tørrelementa er den negative elektroden laga av sink og den positive av karbon. består av ei fuktig blanding av ammoniumklorid (NH4Cl), sinkklorid (ZnCl2) og brunstein (MnO2).

Det galvaniske elementet kallar vi tørrelement fordi elektrolytten er soge opp i eit nesten tørt brunsteinspulver. Det blir òg kalla brunsteinsbatteri. Spenninga mellom sinken og karbonstaven er 1,5 V.

Bruksområde

Tørrelementa er relativt billege, men dei er svært følsame for låge temperaturar. Då går kapasiteten i batteriet merkbart ned. Dei blir brukte til enkle apparat som treng likestraum, for eksempel lommelykter, reiseradioar, veggur og større klokker, elektriske leiketøy, lommekalkulatorar, måleinstrument, fjernkontrollar og berbart elektronisk utstyr.

Når tørrelementet er i bruk, blir den negative sinkelektroden til Zn2+- oksidert, og sinken løyser seg opp. Når sinkelektroden er brukt opp, er det ikkje meir å hente frå batteriet. Batteri med tørrelement er derfor eingongsbatteri.

Elektrodereaksjonane for tørrelement:

Negativ elektrode

Zn→Zn2++ 2 e-

Positiv elektrode

2 NH4+ + 2 MnO2 + 2 e-→ Mn2O3 + 2 NH3+ H2O

Bruken av tørrelement går ned

For å unngå lekkasjar av elektrolytten når det begynner å tære på sinken, blir tørrelementa kapsla inn i ein tett stålsylinder. Nyare tørrelement inneheld ikkje tungmetall, og det er derfor ikkje nødvendig å behandle dei som spesialavfall. Bruken av tørrelement har den siste tida gått ned, og dei blir etter kvart erstatta av alkaliske og oppladbare batteri.

Alkaliske batteri

Alkaliske batteri blir brukte i apparat som har bruk for meir straum og har større krav til levetid. Produksjonskostnaden for alkaliske batteri er såpass låg at han på dei aller fleste områda har utkonkurrert tørrbatteria.

Alkaliske batterier. Foto.

I dei alkaliske batteria er det sure ammoniumkloridet bytt ut med basisk kaliumhydroksid (KOH).

Lang levetid

Fordelen med alkaliske batteri er at dei varer lenger enn vanlege tørrelement. Det har samanheng med at sinkelektroden blir seinare oksidert i ein basisk løysning enn i ein sur løysning. Elles har dei alkaliske batteria same bruksområda som vanlege tørrelement, men dei høver spesielt godt i tilfelle der det er viktig at batteria har lang levetid, mellom anna i kamera, elektriske barbermaskiner, røykvarslarar og trådlause produkt.

Alkaliske batteri er merkte "Alkaline"

Spenninga mellom elektrodane på eit alkalisk batteri er 1,5 V, den same som for tørrelementa. For at dei skal kunne skiljast frå tørrelementa, er dei merkte "Alkaline", som er engelsk og tyder alkalisk. Alkaliske batteri blir òg laga i mindre format med same storleiken som vanlege knappar. Dei blir derfor kalla knappceller, der ordet celle blir brukt i tydinga galvanisk element. Men det er kanskje litiumbatteria som er mest kjende for knappcelleformatet.

Litiumbatteri

Når vekt, levetid og temperaturpåverknad tel mykje, kjem litiumbatteria til sin rett. Dei har lang levetid og gir høg spenning i forhold til vekta. Det speglar seg i produksjonskostnad og utsalspris.

Litiumbatteri

Det er fleire typar av litiumbatteri i bruk. Felles for alle litiumbatteria er at den negative elektroden i batteria består av metallet litium (Li), mens den positive elektroden kan ha ulike kjemiske sambindingar. varierer frå batteritype til batteritype.

Li-knappcelle. Foto.
Li-knappcelle

Eigenskapar hos litium (Li)

Litium står høgt oppe i . Det kan dermed bli stor avstand mellom litium som negativ elektrode og dei kjemiske sambindingane som utgjer den positive elektroden. Det vil seie at eit litiumbatteri får ei ganske høg spenning til å vere eit galvanisk element. Spenninga kan variere frå cirka 3 V til 3,5 V, avhengig av elektrodematerialet den positive elektroden har. Det er over dobbelt så stor spenning som for dei alkaliske batteria.

Litium er eit metall med liten massetettleik, og litiumbatteria blir derfor lette. Litiumbatteri er pålitelege, dei har lang levetid, og bruksområdet er mellom anna i lommekalkulatorar, kamera, trådlause artiklar, elektroniske klokker, minnebatteri (backup) og pacemakerar.

Litiumbatteri er å få i ulike storleikar og er merkte "Lithium"

Litiumbatteria finst i ulike storleikar, frå flate myntliknande knappceller til vanlege sylinderforma batteri. Det blir òg laga oppladbare litiumbatteri. Litiumbatteri med knappcelleformat finst i ulike storleikar. Dei er merkte med "Lithium" og med ein kode som inneheld opplysningar om diameter og tjukkleik. Ei knappcelle med symbolet CR1632 (eller BR1632) har ein diameter på 16 mm og ein tjukkleik på 3,2 mm.

Litiumbatteri må ikkje forvekslast med litiumionebatteri.

Læringsressursar

Batteri og brenselceller - energi på farta

Kva er kjernestoff og tilleggsstoff?
SubjectEmne

Fagstoff

  • SubjectMaterialFagstoff

    Ulike typar brenselceller

    Tilleggsstoff er fagstoff
    AdditionalTilleggstoff
  • SubjectMaterialFagstoff

    Kva skjer i ei alkalisk brenselcelle

    Tilleggsstoff er fagstoff
    AdditionalTilleggstoff
  • SubjectMaterialFagstoff

    Historia om brenselceller

    Tilleggsstoff er fagstoff
    AdditionalTilleggstoff
  • SubjectMaterialFagstoff

    Fordelar og ulemper med brenselceller

    Tilleggsstoff er fagstoff
    AdditionalTilleggstoff
SubjectEmne

Oppgaver og aktiviteter