Hopp til innhold

  1. Home
  2. NaturfagChevronRight
  3. Energi for framtidenChevronRight
  4. Batterier og brenselceller – energi på fartenChevronRight
  5. Ikke oppladbare batterierChevronRight
SubjectMaterialFagstoff

Fagartikkel

Ikke oppladbare batterier

De batteriene som ikke kan lades opp, kalles engangsbatterier. De finnes i ulike utforminger: runde, firkantede eller som knappceller.

Batterier. Foto.

Tørrelementer

Mange apparater trenger svært lite strøm for å virke. Her trengs kun en billig spenningskilde med akseptabel levetid.

Tverrsnitt av tørrelement. Illustrasjon.

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

Det galvaniske elementet kalles tørrelement fordi elektrolytten er suget opp i et nesten tørt brunsteinspulver. Det blir også kalt brunsteinsbatteri. Spenningen mellom sinken og karbonstaven er 1,5 V.

Bruksområder

Tørrelementene er relativt billige. De er imidlertid svært følsomme for lave temperaturer. Da avtar batteriets kapasitet merkbart. De blir brukt til enkle apparater som trenger likestrøm, 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+-, og sinken går i oppløsning. Når sinkelektroden er brukt opp, er det ikke mer å hente fra batteriet. Tørrelementene er derfor engangsbatterier.

Elektrodereaksjonene for tørrelementer:

Negativ elektrode

Zn→Zn2++ 2 e-

Positiv elektrode

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

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 de blir etter hvert erstattet av alkaliske og oppladbare batterier.

Alkaliske batterier

I apparater med større behov for strøm og større krav til levetid har alkaliske batterier sitt bruksområde. Produksjonskostnaden for alkaliske batterier er såpass lav at den i de aller fleste tilfeller har utkonkurrert tørrbatteriene.

Alkaliske batterier. Foto.

I de alkaliske batteriene er det sure ammoniumkloridet byttet ut med basisk kaliumhydroksid (KOH).

Lang 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 egner seg spesielt godt i tilfeller 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 i mindre format 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.

Litiumbatterier

Når vekt, levetid og temperaturpåvirkning er viktig, kommer litiumbatteriene til sin rett. De har lang levetid, høy spenning og lang levetid i forhold til vekt. Dette avspeiler seg i produksjonskostnad og utsalgspris.

Det er flere typer av litiumbatterier i bruk. Felles for alle litiumbatteriene er at de består av metallet litium (Li) som negativ elektrode, mens den positive elektroden kan være forskjellige kjemiske forbindelser. varier fra batteritype til batteritype.

Li-knappcelle. Foto.
Li-knappcelle

Egenskaper ved litium (Li)

Litium står høyt oppe i . 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 cirka 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 lommekalkulatorer, kameraer, trådløse artikler, elektroniske klokker, minnebatterier (backup) og pacemakere.

Litiumbatterier fås i ulike størrelser og er merket "Lithium"

Litiumbatteriene finnes i forskjellige størrelser, fra flate myntlignende knappceller til vanlige sylinderformede batterier. 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 med symbolet CR1632 (eller BR1632) har en diameter på 16 mm og en tykkelse på 3,2 mm.

Litiumbatterier må ikke forveksles med litiumionebatterier.

Læringsressurser

Batterier og brenselceller – energi på farten

Hva er kjernestoff og tilleggsstoff?
SubjectEmne

Fagstoff

  • SubjectMaterialFagstoff

    Ulike typer brenselceller

    Tilleggsstoff
    AdditionalTilleggstoff
  • SubjectMaterialFagstoff

    Hva skjer i en alkalisk brenselcelle?

    Tilleggsstoff
    AdditionalTilleggstoff
  • SubjectMaterialFagstoff

    Historien om brenselceller

    Tilleggsstoff
    AdditionalTilleggstoff
  • SubjectMaterialFagstoff

    Fordeler og ulemper med brenselceller

    Tilleggsstoff
    AdditionalTilleggstoff
SubjectEmne

Oppgaver og aktiviteter