Et batteri er en innretning som omformer kjemisk energi direkte til elektrisk energi. Det består av én eller flere galvaniske elementer eller celler, med en bestemt cellespenning.
Hver celle består av en positiv elektrode (med overskudd av protoner), en negativ elektrode (med overskudd av elektroner), og en elektrolytisk løsning samt elektrodeseparatorer plassert i et hensiktsmessig kar. Når cellen avgir elektrisk strøm, foregår det ved en kjemisk reaksjon; i form av oksidasjon ved den negative elektroden og en tilsvarende reduksjon ved den positive elektroden. Vi kaller det en redoksreaksjon. Ved oksidasjonsprosessen ved anoden frigis elektroner som så flyter til den ytre krets til katoden, motsatt av positiv strømretning. I katoden tas elektronene opp ved en kjemisk reduksjon. Den videre strømtransport gjennom batteriet fra katode til anode foregår i form av transport av ioner i den elektrolytiske løsningen. De kjemiske reaksjonene skaper polaritet mellom elektrodene og omgivelsene, slik at løsningen rundt den negative anoden er positivt ladet, mens miljøet rundt katoden er negativt. Dette skaper en strøm av negative ioner fra katoden til anoden, og positive ioner den motsatte veien, slik at det blir en sluttet 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 utladestrøm og det antall timer denne strøm kan tas ut, angir batteriets kapasitet, C (coulomb). C angis ofte som den kapasitet som kan lades ut i løpet av et antall timer, dette skrives Cn, der n er det antall timer som batteriet lades ut i løpet av. For eksempel er C5 den kapasitet batteriet har dersom det lades helt ut i løpet av fem timer. Kapasiteten måles i amperetimer (Ah), hvor 1Ah er definert som en strøm på 1 ampere i én time.
Produktet av batteriets spenning, utladestrøm og utladetid angir den elektriske energien som er lagret i batteriet. Denne uttrykkes i watt-timer (Wh). Angitt kapasitet er oppgitt for optimale forhold, og kan reduseres ved overbelastning, lav/høy temperatur eller mekaniske belastninger.
Batterier kan være serie- eller parallellkoblet. Ved seriekobling kobles den positive pol på et element sammen med den negative pol på det neste. I en slik kobling blir batterispenningen lik summen av de enkelte elementenes spenning. Ved parallellkobling kobles alle negative poler sammen og alle positive sammen. Spenningen blir da uforandret, men den indre motstanden blir mindre, slik at batteriet kan levere større strøm.
De to halvreaksjonene skjer ved hver sin elektrode, men normalt vil de kunne skje direkte. For å unngå dette er batteriet delt i to kamre, det vil si at det er delt av en elektrodeseparator, som leder ioner, men hindrer direkte kontakt mellom elektrolyttene i de to kamrene. Over tid vil likevel ioner diffundere gjennom separatoren, og dette er årsaken til at batteriet langsomt utlades, selv om det ikke er i bruk, det vi kaller selvutladning.
Det er vanlig å skille mellom to hovedtyper batterier: Primærbatterier, som er engangsbatterier og sekundærbatterier, som er oppladbare batterier.

Når battericellen avgir strøm, skjer det ved en oksidasjon ved anoden og reduksjon ved katoden. Ved oksidasjon frigjøres elektroner, slik at anoden blir negativt ladet, mens katoden forbruker elektroner og får en positiv spenning. Denne spenningsforskjellen skaper en flyt av elektroner i den ytre krets. Samtidig får elektrolytten (løsningen) en motsatt polaritet, området rundt anoden får overskudd av positive ioner, mens løsningen rundt katoden blir negativ. Dette gir en strøm av ioner som sikrer en sluttet krets. Den porøse skilleveggen gjør at ioner kan transportere ladning, men hindrer en direkte reaksjon.
Kommentarer (3)
skrev Steinar Mathiesen
skrev Malin Pedersen
svarte Knut A Rosvold
Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.
Du må være logget inn for å kommentere.