Så fungerar uppladdningsbara batterier

2012-02-21 23:00  

I NyT Nr 5/2012 frågade Reino Savolainen varför inte uppladdningsbara batterier kan vara på 1,5 V, och varför uppladdningsbara batterier bara räcker till ett fåtal kort i hans digitalkamera medan engångsbatterier räcker till flera hundra. Här får han svar.

Svar:

Om kameran slutar fungera ovanligt snabbt med uppladdningsbara batterier kan det bero på att ett eller flera batterier är defekta eller dåligt laddade. Den lägre batterispänningen på uppladdningsbara batterier är vanligtvis inget problem.

Spänningen och energin som kan lagras i ett batteri beror på vilka ämnen som ingår i den positiva och negativa elektroden. Baserat på normalpotentialerna av olika ämnens reaktioner kan spänningen beräknas. De olika ämnen som kan kombineras till en kommersiell batteriteknik har tagits fram baserat på viktiga egenskaper, exempelvis hög säkerhet, kemisk stabilitet, lång livslängd, låg självurladdning, hög energi- och effekttäthet och låg materialkostnad.

Ett alkaliskt engångsbatteri (alkaline) består av en positiv elektrod av mangandioxid och en negativ elektrod av zink, vilket ger en nominell spänning på 1,5 V. Urladdningsreaktionerna är inte helt reversibla, särskilt inte om batteriet laddas ur djupt.

Det finns uppladdningsbara 1,5 V batterier som kallas Rechargeable Alkaline Manganese. De har speciella tillsatser i elektroderna, en stabilare separator och de kräver anpassad laddning. De kan dock inte laddas upp lika snabbt och lika många gånger som uppladdningsbara batterier som består av ämnen med ­reversibla elektrodreaktioner.

En vanlig typ av uppladdningsbart batteri är nickel-metallhydridbatteriet (NiMH) som har en positiv elektrod av nickel (0,49 V) och en negativ elektrod av metallhydrid (-0,83 V) . Detta ger spänningen 1,32 V för ett fulladdat batteri. Vid urladdning med 0,4 A av ett 2 050 mAh NiMH batteri av AA-storlek blir medelspänningen 1,24 V och energiinnehållet 2,54 Wh. Motsvarande värden vid urladdning av ett alkaliskt engångsbatteri är medelspänningen 1,17 V och energiinnehållet 1,37 Wh.

Engångsbatterier har fem gånger högre inre resistans än uppladdningsbara batterier vilket gör att en lägre urladdningsström ger högre kapacitet. Urladdningsströmmen 0,1 A ger medelspänningen 1,24 V och energiinnehållet 2,49 Wh medan det inte blir någon större skillnad för ett NiMH-batteri.

Modern elektronik fungerar inom ett brett spänningsområde, så att en digitalkamera normalt kan fungera även om spänningen på varje battericell är lägre än 1 V/cell. Engångsbatterier rekommenderas till apparater som kräver en låg ström (< 0,1 A) och som används kort och oregelbundet. Uppladdningsbara batterier bör användas till apparater som kräver hög ström (>0,1 A) och används regelbundet.

Carl Johan Rydh, ETC Battery and Fuelcells Sweden AB, Nol

Kommentar till en tidigare fråga:

Någon påpekade att plast åldras. Sannolikt är det då plast som innehåller mjuk-görare. Min mor köpte sitt första kylskåp i ett mycket ­tidigt 1950-tal och fick då med några lådor med lock av styrenplast.

När hon gick bort för tiotalet år s­edan fick jag överta några av dem, och kan konstatera att de än i dag är i utmärkt kondition. De har inte varit utsatta för ljus i någon större utsträckning, och de innehåller sannolikt inte några mjukgörare varför de inte åldrats.

Rolf Larsson, Lidköping

Veckans nya fråga:

Då och då läser vi i tidningarna om tåg som blivit stående på linjerna på grund av att strömförsörjningen havererat. Passagerarna blir ibland sittande

i timmar eller får ge sig ut och vandra längs spåret. Dessutom blir andra tåg försenade. Är det orealistiskt att tänka sig att man har ett drivaggregat i reserv som kan driva tåget till närmaste stickspår och därmed drastiskt reducera följderna av haveriet? Finns det något  som omöjliggör detta? Tekniska problem? Eller kostnader?

Lars Stelling, Järfälla

Skicka in era svar och nya intrikata frågor till teknikfragan@nyteknik.se

Det är ni, kära läsare, som både frågar och svarar i Teknikfrågans spalter.

Kaianders Sempler

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Debatt