batteri

Hver celle består av en positiv elektrode, en negativ elektrode og en elektrolytt og eventuelt elektrolyttseparator plassert i en egnet beholder. Når cellen produserer elektrisk strøm, foregår det spontane elektrokjemiske reaksjoner ved elektrodene; oksidasjon ved den negative elektroden og reduksjon ved den positive elektroden. Strømtransporten gjennom batteriet fra katode til anode foregår i form av transport av ioner i elektrolytten, mens elektroner leder strømmen i ytre krets.

Et batteri kan lagre en viss mengde energi, ut fra hvor mye aktivt elektrodemateriale det har. Når dette er oppbrukt, vil det ikke lenger gi strøm. Produktet av utladingsstrøm og utladingstid, tiden som strøm kan tas ut, angir batteriets ladningskapasitet. Denne uttrykkes ved enheten coulomb (C) og er det samme som ampere-sekund (As) og er også et uttrykk for elektrisk ladning.

Et batteris energitetthet (energy density) er et mål på hvor mye energi batteriet inneholder med hensyn til volum eller vekt. Energien måles i wattimer (Wh). Høy batterispenning gir høy energitetthet. Energitetthet måles i Wh/liter eller Wh/kg.

Et batteris krafttetthet (power density) er et mål på hvor hurtig et batteri kan lades eller utlades. Det er knyttet til produktet av strøm og spenning. Krafttetthet måles i W/liter eller W/kg.

Bruk av en separator som kan være en membran eller et diafragma er hensiktsmessig for å unngå sammenblanding av elektrolyttene ved de to elektrodene. Dette kan ellers føre til uønskede kjemiske reaksjoner og tap av reaktanter (elektrodematerialer).

Årsaker til redusert spenning og strøm i forhold til teoretisk ytelse skyldes hovedsakelig elektrolyttmotstand, forbruk av reaktanter (elektroder) og kinetikk for elektrodereaksjonene.

Opplading ved å bruke konstant strøm eller høy spenning kan gi bireaksjoner når batteriet nærmer seg 100 prosent opplading, og da kan batteriets levetid reduseres. Gassutvikling kan være en bireaksjon under opplading, og dette er svært uheldig. En god regel kan være å lade opp til ca 80 prosent og aldri tømme batteriet helt.

Batteriets vekt er også viktig, spesielt etter at batterier har fått et nytt og voksende marked i transportsektoren; sykler, biler og båter. De seneste årene har det blitt utviklet batterier med lettere elementer som hydrogen, litium og natrium. Dette bidrar til lavere energibruk og redusert CO₂-utslipp. Men det er også viktig å unngå bruk av kritiske elementer hvor råmaterialene finnes i begrenset mengde. Av samme grunn er det viktig å resirkulere batterikomponentene så mye som mulig. Oppladbare batterier har også begrenset levetid.

Det er også noen potensielle faremomenter ved bruk av batterier. Det er viktig at batteriet er helt tett for å unngå inntrenging av oksygen og fuktighet fra luft som kan forårsake uønskede reaksjoner og i verste fall brann. Alkalimetaller (litium, natrium og kalium) som brukes i noen batterier kan antenne og føre til brann. Et helt tett batteri vil heller ikke medføre lekkasje av elektrolytt som kan være ødeleggende og føre til etseskader i tilfeller hvor elektrolytten er svært sur eller svært basisk (alkalisk).

Avhending av batterier må gjøres med forsiktighet. Brukte batterier kan være brannfarlige og regnes som spesialavfall.

Det er vanlig å skille mellom to hovedtyper batterier: Primærbatterier, som er engangsbatterier som ikke kan lades opp, og sekundærbatterier, som er oppladbare batterier.

• elektrisitet
• elektrisk energi
• kjemisk energi