Elektronikk‎ > ‎

Batteriet

Forskjellige batterityper.


Batteriet brukes til å lagre elektrisk energi. Energien leveres til batteriet i from av elektrisk energi, det vil si
strøm og spenning. Inne i batteriet så blir den enektriske energien gjort om til kjemisk energi. Energien
ligger således lagret i batteriet som kjemisk energi. Når vi belaster eller lader ut batteriet så gjøres den
kjemiske energien om til elektrisk energi igjen.

Det finnes i hovedsak to typer batterier, de som kan lades ut bare en gang og som så bare er å kaste
og de som kan brukes mange ganger. Den type batterier som kan brukes mange ganger kaller vi for en
akumulator.

Felles for både de bateriene som bare kan brukes en gang og for akumulatoren er at de består av en eller
flere battericeller som ofte koples i serie til et batteri av flere celler, slik at vi oppnår en høyere spenning.


Primærceller og primærbatterier.


Sink-karbon batteriet (Brunsteinbatteriet).

Det enkleste og billigste batteriet til engangsbruk er Sink-karbonbatteriet.

Dette består av en ytre elektrode av Sink, en elektrolytt som er salmiakk, brunstein og en senterelektrode
av kull. Cellespenningen for slike batterier er 1,5 V.

Batterietypen var ganske vanlig tidligere på grunn av enkel produksjon og lav pris. På grunn av forholdsvis
lav ytelse så brukes batteritypen nå i noe mindre grad.

Her er en link til en artikkel på engelsk Wikipedia som beskriver denne batteritypen: Sink-karbonbatteriet


Det alkaliske batteriet.

Det alkaliske batteriet har noe bedre ytelse enn Sink-karbon batteriet, slik at denne batteritypen nå har
tatt over mye av bruksområdet i forhold til det som Sink-karbon batteriet ble brukt til tidligere, dvs små
elektriske gjenstander, som lommelykter, kameraer, kalkulatorer, MP3 spillere, osv.

Under følger litt reklame for det alaliske batteriet.



Film 1 - Det alkaliske batteriet.


Oppbygginhen av et alkalisk batteri likner litt på et sink-karbonbatteri, men man bruker andre materialer
og andre kjemiske stoffer i batteriet enn i Sink-karbonbatteriet. Cellespenningen er 1,5 V.

Her en en link til en artikkel på engelsk Wikipedia, som beskriver denne batteritypen: Det alkaliske batteriet

Eksempel på alkaliske batterier fra forhandler: Alkaliske batterier



Lithium batteriet.

Lithium batteriet er lettere enn de andre to batteritypene. Det kan samtidig holde på mer energi, og det er
også mer kostbart å framstille og følgelig også dyrere i innkjøp. De lithiumbatteriene vi får kjøpt i butikken
har også en cellespenning på 1,5 V.

Her har vi en artikkel om lithiumbatteriet på engelsk Wikipedia: Lithiumbatteriet

Eksempel på lithium batterier fra forhandler: Lithium batterier




Sekundærcellen - sekundærbatteriet, eller akumulatoren.


Det finnes i hovedsak tre forskjellige akumulatortyper i bruk: Blybatteriet, Nikkel Cadmium batteriet og
Lithium ion batteriet. Alle disse kan lades opp mange ganger.



Blyakumulatoren.

Blyakumulatoren er en ganske enkel og robust akumulatortype som krever kun enkelt og lite vedlikehold:
Den er også rimelig i innkjøp. En ulempe med blyakumulatoren er at den er forholdsvis tung.

Blyakumulatoren har en klemmespenning som er på 2 V pr celle. Det er derfor vanlig å bygge oppbatterier
som består av 3, 6 eller 12 celler. Et tre cellers batteri gir en klammespenning på 2 V * 3 = 6 V.
Tilsvarende så får et 6 cellers batteri en klemspenning på 12 V og et 12 cellers batteri en klemspenning
på 24 V. 

Under følger en film som forteller litt om hvordan blybatteriene blir produsert.





Film 2 - Produksjon av blybatteri.


Som elektroder, så brukes to plater av bly og som elektrolytt så brukes "batterisyre" eller med et mer
korrekt kjemisk navn "Svovelsyre".

Svovelsyren kan være sterkt etsende og den kan være svært helseskadelig ved feil bruk. Her er en link
til et HMS datablad for svovelsyren.

Her er også en link til egelskspråklig Wikipedia: Blybatteriet

Her er en link til et tilbud på blybatterier fra en forhandler: Blybatterier.

Når vi skal vurdere ladingsgraden til et blybatteri, så kan dette gjøres hurtig og enkelt ved at man måler
tettheten til elektrolytten. Til dette så bruker man et hydrometer. Se beskrivelse på norsk Wikipedia.
Hydrometer.

Et mere folkelig navn på en slik måler er Syremåler.

Et brybatteri inneholder noen kilo med bly som er et tungmetall som ikke bør komme ut i naturen.
Blyet i blybatterier kan imidlertid gjenvinnes og brukes på nytt. Her en en film som viser hvordan dette
kan skje:





Film 3 - Gjennvinning av bly fra blybatterier.


Nikkel Cadmium batteriet.

Nikkel Cadmium batteiet var intill for få år siden svært mye brukt i mobiltelefoner og liknede elektroniske
aparater. Nikkel Cadmium batteriet er også mye brukt ombord i fly og helikoptre på grunn av forholdsvis
lav vekt i forhold til den elektriske kapasiteten.

En annen egenskap ved nikkel cadmium batteriet er at det har en god evne til å opprettholde full spenning
og full ytelse fram til det er nesten helt tomt. Her oppfører blybatteriet seg noe annerledes ved at spenningen
synker gradvis fram til batteriet er tomt. I Nikkel cadmium batteriet så opprettholdes en spenning som er
tilnæmet full spenning fram til batteriet er tomt.

En annen god egenskap ved Nikkel Cadmium batteriet er at det er i stand til å levere forholdsvis store
strømmer, i løpet av korte tidsperioder, når det er behov for dette. Dette gjør det godt egnet som startbatteri
på kjøretøy eller luftfartøy med forbrenningsmotor.

Her er en artikkel om Nikel Cadmium batteriet på engelsk Wikipedia: Nikkel Cadmium batteriet

Cellespenningen på et nikkel cadmium batteri er forholdsvis lav, kun 1,2 V. Det betyr at dersom vi skal
oppnå et batteri på 12 V, så må vi seriekople 10 batteriseller, og for 24 V så behøver vi 20 battericeller.
 
På elektriske biler så brukte man tidligere og opp til nå blybatterier og nikkel cadmium batterier, men
utviklingen går vel i retning av at man nå i større grad bruker lithium ion batterier i en slik sammenheng.

Nikkel Cadmium batteriet har også meget gode egenskaper i forhold til det å opprettholde kapasiteten
i kalde omgivelser. I polare strøk med svært lave temperaturer, så kan Nikkel Cadmium batteriet fungere
betydelig bedre som startbatteri, enn for eksempel blybatteriet.

Større Nikkel Cadmium batterier vil over tid ha behov for en spesiell type vedlikehold.

Dersom Nikkel Cadmiumbatteriene over tid ikke lades helt ut så kan det oppstå noe man kaller for
"memoryeffekt". Dette vil si at batteriet på et vis "glemmer" sin hele og fulle kapasitet, slik at det bare vil
la seg lade ut så mye som "memoryeffekten" tilsier.

For å ta vekk slik memory effekt og for å gi nikkel cadmium batteriet sin fulle effekt tilbake, så kan det
være nødvendig å la batteriet gjennomgå en spesiell type vedlikehold som man kaller "deep-cycling".

"Deep-cycling" går ut på å skille ad batteriet i dets enkelte battericeller og så la hver enkelt av cellene
ligge kortsluttet via en motstand over tid. På denne måten så lades hver enkelt battericelle helt ut,
og man tar vekk den negative effekten av "memoryeffekten". Ved slik "deep-cycling" så kan nikkel
cadmium batteriet vinne sin fulle effekt tilbake.

Her er ellers en link til en større tilvirker av nikkel cadmium batterier for profesjoenelt bruk: Saft



Lithium Ion batteriet


Lithium ion batteriet er et oppladbart batteri som i dag brukes mer og mer. Det er forholdsvis
dyrt og kopmplisert å fremstille, men det har på den annen side meget gode egenskaper slik at denne
typen batteri brukes mer og mer.

Et produktområde der denne batteritypen i dag er nesten enerådende er som batteri til laptop PC
og som batteri for mobiltelefoner.

Her er noen eksempler på litium ion batterier for PC og her for mobiltelefon.

Cellespenningen i et lithium ion batteri er forholdsvis høy, rundt 3,6 V, slik at det vil være nødvendig
med forholdsvis få battericeller for å oppnå den ønskede spenning.

Her er ellers en link til en større produsent av lithium ion batterier.

Ellers i den senere tid så har man også begynt å ta lithium ion batteriet i bruk i forbindelse med framdrift
av elektriske biler. Lithium ion batteriet er kostbart i innkjøp, men det kombinerer en lav vekt med en
stor kapasitet, hvilket er gunstig for bruk i forbindelse med kjøretøy.

Et eksempel på en elektrisk bil som har begynt å ta i bruk lithium ion batterier for framdrift er den
indisk produserte el-bilen REVA

Her følger en film som gir litt mer informasjon om el-bilen REVA:





Film 4 Litt om el-bilen REVA.


Her er en link til en engelskspråklig artikkel på Wikipedia som utdyper litt mer omkring Lithium ion
batteriet. Lithium-ion battery (Husk at det går an å bruke Google translate for å oversette.)

Under så følger en liten film som handler om framstilling av lithium ion batterier. Man kan se at dette
ikke er noen helt enkel prosess.




Film 5 - Framstilling av lithium ion batterier.


I filmen så omtaler man lithium ion batterier som "bilbatterier". Jeg vil tro at dette fortsatt ikke er så vanlig,
dvs å bruke lithium ion batterier som startbatterier i alminnelige bensindrevene biler, men jeg vil nok tro at
dette er noe som kommer.




Link for innkjøp av batterier, generell link: Clas Ohlson Biltema

Link for innkjøp av litiumbatterier: Clas Ohlson

Link for innkjøp av blybatterier: Clas Ohlson  Biltema




Comments