Batteri

Kemien i et batteri

Et batteri kan bestå af én celle eller mange celler. Hver celle har en anode, en katode og en elektrolyt. Elektrolytten er det vigtigste materiale i batteriet. Det er ofte en slags syre og kan være farligt at røre ved. Anoden reagerer med elektrolytten for at producere elektroner (dette er den negative eller - ende). Katoden reagerer med elektrolytten og tager elektroner (dette er den positive eller + ende). Der opstår en elektrisk strøm, når en ledning forbinder anoden med katoden, og elektronerne bevæger sig fra den ene ende til den anden. (Men et batteri kan blive beskadiget af blot en ledning, der forbinder de to ender, så der er også brug for en belastning mellem de to ender. Belastningen er noget, der bremser elektronerne, og som regel gør noget nyttigt, som f.eks. en pære i en lommelygte eller elektronikken i en lommeregner).

Elektrolytten kan være flydende eller fast. Et batteri kaldes et våd- eller tørcellebatteri, afhængigt af elektrolyttypen.

De kemiske reaktioner, der finder sted i et batteri, er eksoterme reaktioner. Denne type reaktion producerer varme. Hvis du f.eks. lader din bærbare computer være tændt i lang tid og derefter rører ved batteriet, bliver det varmt eller varmt.

Et genopladeligt batteri genoplades ved at vende den kemiske reaktion, der sker i batteriet. Men et genopladeligt batteri kan kun genoplades et bestemt antal gange (opladningstid). Selv indbyggede batterier kan ikke oplades for evigt. Desuden falder batteriets evne til at holde en opladning en smule, hver gang det oplades. Ikke-opladelige batterier bør ikke oplades, da forskellige skadelige stoffer kan sive ud, f.eks. kaliumhydroxid.

Cellerne kan forbindes for at lave et større batteri. Hvis man forbinder den positive del af en celle med den negative del af den næste celle, kaldes det at sætte dem i serie. Spændingen for hvert batteri lægges sammen. To seks volts batterier, der er forbundet i serie, giver 12 volt.

Hvis man forbinder den ene celles plus til den anden celles plus og minus til minus, kaldes det at forbinde dem parallelt. Spændingen forbliver den samme, men strømmen lægges sammen. Spænding er det tryk, der presser elektronerne gennem ledningerne, og det måles i volt. Strøm er, hvor mange elektroner der kan gå på én gang, det måles i ampere. Kombinationen af strøm og spænding er batteriets effekt (watt = volt x ampere).

Batterier forbundet parallelt - vist i en skematisk oversigt og en tegning

Batteristørrelser

Batterier findes i mange forskellige former, størrelser og spændinger.

AA-, AAA-, C- og D-celler, herunder alkalinebatterier, har standardstørrelser og -former og har ca. 1,5 volt. Spændingen i en celle afhænger af de anvendte kemikalier. Den elektriske ladning, den kan levere, afhænger af, hvor stor cellen er, samt hvilke kemikalier. Den ladning, som et batteri leverer, måles normalt i amperetimer. Da spændingen forbliver den samme, betyder mere opladning, at en større celle kan levere flere ampere eller køre i længere tid.

Historie

Det første batteri blev opfundet i 1800 af Alessandro Volta. I dag kaldes hans batteri for voltaisk bunke.

I små, moderne batterier er væsken fastlåst i en slags pasta, og det hele er anbragt i en forseglet kasse. På grund af denne kasse kan intet løbe ud af batteriet. Større batterier, som f.eks. bilbatterier, har stadig væske indeni og er ikke forseglet. En type batteri, der anvender smeltede salte som elektrolyt, blev opfundet under Anden Verdenskrig.

Typer af batterier

• Tørceller, celler, der ikke indeholder en væske (eller indeholder en immobiliseret væske som f.eks. en pasta eller gel) som elektrolyt
• Primærcelle, celler, der ikke kan genoplades
• Alkalinebatteri, "alkalisk", ikke genopladeligt
• Kviksølvbatteri, ikke genopladeligt
• Leclanche-batteri, "super heavy duty", ikke genopladeligt
• Litiumbatteri, ikke genopladeligt, "møntcelle"
• Sølvoxidbatteri, ikke genopladeligt, urbatteri
• Voltaic bunke, Allesandro Voltas første batteri
• Sekundærcelle, celler, der kan genoplades
• Forseglet blybatteri
• Lithium-ion-batteri, genopladeligt, anvendes i mobiltelefoner og bærbare computere
• Nikkel-cadmium-batteri, "NiCd", genopladeligt
• Nikkelmetalhydridbatteri, "NiMH", genopladeligt
• Nikkel-zink-batteri

• Våde celler, celler, der indeholder væske som elektrolyt
• Blysyrebatteri, genopladeligt, bilbatteri
• Nikkel-jern-batteri, genopladeligt, Edison-batteri
• Brændselscelle, der genoplades ved tilførsel af brændstof

Ovenfra af bilbatteri

Alternativer til batterier

Brændselsceller og solceller er ikke batterier, fordi de ikke lagrer energien i dem.

En kondensator er ikke et batteri, fordi den ikke lagrer energien i en kemisk reaktion. En kondensator kan lagre elektricitet og skabe elektricitet meget hurtigere end et batteri, men det koster normalt for meget at gøre den lige så stor som et batteri. Forskere og kemiingeniører arbejder på at lave bedre kondensatorer og batterier til elbiler.

Små elektriske generatorer, der betjenes med hænder og fødder, kan levere strøm til små elektriske apparater. Urværkradioer, urværkslommelygter og lignende apparater har også en optræksfeder til at lagre mekanisk energi.