I vårt moderna samhälle är det nästan omöjligt att klara sig utan batterier. De driver både mobiltelefoner, hemelektronik, leksaker och fordon, dessutom används de som energilagring för sol-och vindkraft. När vi inte har tillgång till elnätet – ute i naturen eller vid ett strömavbrott – är vi ännu mer beroende av batterier.

Generellt om batterier

Funktion
Alla batterier drivs av kemiska reaktioner som flyttar elektroner från ett ämne till ett annat. Den ena änden av batteriet skickar ut elektroner till en strömkrets, till exempel en LED-lampa med sladdar till. Den änden kallas anod (eller negativ elektrod) och räknas som batteriets minuspol. Den andra änden, pluspolen, kallas anod och tar tillbaka elektroner som gått genom strömkretsen. Denna ström av elektroner är det som driver lampor och andra elektriska komponenter. Hur effektivt batteriet kan driva en strömkrets beror på dess spänning och anges i volt (V)

Uppbyggnad
De första batterierna bestod av plattor av två olika metaller, exempelvis koppas och zink. Mellan plattorna fanns en elektrolyt, en vattenlösning av salt eller syra som innehåller joner. Samma princip används även i många av dagens batterier med någon metall som ena elektroden, en metalloxid som den andra elektroden och en elektrolyt som oftast är fast eller i form av gelé så den inte ska rinna.

Spänning
Spänningen ett batteri kan ge ifrån sig beror på skillnaden i normalpotential mellan ämnena det består av. Den högsta skillnaden som teoretiskt sett går att uppnå är 4,5 V om man kunde bygga ett batteri med guld som katod och litium som anod. De flesta kombinationer av ämnen som används i batterier idag ger en spänning på mellan 1 och 3 V. Batterier med högre spänning än så (exempelvis 9 V eller 12 V) är uppbyggda av flera seriekopplade battericeller.

Energiinnehåll
Ett batteris energiinnehåll eller kapacitet anger hur länge det kan användas innan det är urladdat. kapaciteten mäts i milliampèretimmar, mAh. Stavbatterier innehåller ungefär 600 – 3000 mAh, mobilbatterier 2000 – 4000 mAh, powerbanks 5000 – 20000 mAh och bilbatterier 50000 – 10000 mAh. Ibland anges istället wattimmar, Wh, som är mAh gånger batteriets spänning gånger 1000.

Lagring
Batterier mår bäst av att lagras i rumstemperatur, vid höga temperaturer laddar de ur av sig själv. Det kan vara en fördel att förvara dem något svalare än rumstemperatur, men kylskåp är för fuktiga för att batterier ska må bra där. Alkaliska batterier tål inte kyla.

Tömda batterier som samlas i en hög i väntan på återvinning kan vara en brandrisk om de kortsluter varandra så att det blir varmt. Störst är risken med vanliga 9 voltsbatterier och andra batterier som har polerna bredvid varandra.

Återvinning
Många ämnen kan utvinnas och återvinnas ur batterier och troligen kommer det att bli ännu viktigare i framtiden. Lämna dina småbatterier i batteriholken och större batterier på din återvinningsstation, även sådana batterier som egentligen inte är miljöfarliga.

Stavbatterier

Stavbatterier är den typ av batterier som du som konsument oftast hanterar. De vanligaste modellerna är AA (LR6), AAA (LR03), C (LR14) och D (LR20), som alla är på 1,5 V. Fyrkantiga 9 volts 6LR61 och 4,5 volts 3LR12 består av flera 1,5 V stavbatterier som är seriekopplade.

Brunstensbatterier
Brunstensbatterier var den första typen av stavbatterier som dök upp i handeln i mitten av 1900-talet. Ursprungligen innehöll de zink, brunsten (mangandioxid) och salmiak (ammoniumklorid). Salmiaken hade en tendens att läcka ut om inte batteriet plockades ut ur batteriehållaren. Efter hand började man använda zinkklorid istället för salmiak vilket gav bättre prestanda och minskade risken för läckage.

Alkaliska batterier
Alkaliska batterier är en vidareutveckling av brunstensbatterierna och har blivit den vanligaste typen av stavbatterier. Elektrolyten är inte sur som salmiak eller zinkklorid utan alkalisk (basisk) och består oftast av kaliumhydroxid. Alkaliska batterier har 4-6 gånger längre driftstid än brunstensbatterier.

Litiumbatterier
Litiumbatterier innehåller en anod av litiummetall. I vanliga stavbatterier består katoden av järndisulfid, vilket ger en spänning på 1,5 V. Andra batterityper än vanliga stavbatterier kan ha andra katodmateriel som ger en spänning på 3 V eller 3,6 V. Litiummetallbatterier har lång livslängd, hög energitäthet och låg vikt, vilket behövs i vissa sammanhang. Ska inte förväxlas med litiumjonbatterier som är laddningsbara.

NiMH-batterier
Ingen av ovanstående typer av batterier går att ladda om, så laddningsbara stavbatterier består istället av nickelhydroxid och någon typ av metallegering som kan ta upp vätgas och bilda hydrid. I bästa fall kan nickel-metalhydridbatterier laddas ur och laddas upp hundratals gånger. Strömstyrkan i dessa batterier är bara 1,2 V, men andra stavbatterier ger bara i 1,5 V i början och sedan sjunker spänningen över tid, medan NiMH-batterier ger en stabil spänning hela tiden. Därmed fungerar de bra i apparater som normalt använder alkaliska eller brunstensbatterier.

Litiumjonbatterier
På senare tid har en ny typ av stavbatterier med andra storlekar lanserats. De är ofta inbyggda i utrustning som starka ficklampor, laddningsbara verktyg och e-cigaretter, men de går ibland att ta ut och byta. De vanligaste storleken är 13580 som är något större än ett AA-batteri. Litiumjonbatterier har lite mer komplicerad och varierad uppbyggnad än de tidigare nämnda batterietyperna, men den positiva elektroden är oftast uppbyggd av någon metalloxid som består av litium och/eller nickel, kobolt, mangan, aluminium, järn. Den negativa elektroden består vanligen av grafit med en liten andel kisel. Elektrolyten innehåller ett litiumsalt. Dessa batterier har vanligen mycket högre spänning än 1,5 V.

Knappbatterier

Knappcellsbatterier finns i massor av olika modeller och är 5-25 mm i diameter och 1-6 mm höga. Ofta har de en spänning på antingen 1,5 V eller 3 V. Anoden består av zink eller litium och katoden kan bestå av silveroxid, manganoxid eller kopparoxid. Tidigare innehöll vissa knappbatterier kvicksilver, men det är nu förbjudet i många länder.

Bilbatterier

I bilar med förbränningsmotor, dvs inte elbilar, används batteriet för att driva startmotorn, tändningen, luftkonditioneringen, bilradion och annan elektrisk utrustning. Batteriet laddas av automatiskt av en generator när bilen rullar.

Blybatterier
används bly-syra-batterier, som är en av de äldsta och mest använda typerna av batterier. De består av en elektrolyt av svavelsyra och blyplattor. Dessa batterier är billiga och har en relativt hög energitäthet, men väger väldigt mycket. Samma typ av batterier används även i husvagnar och båtar och som back-up för viktig utrustning vid strömavbrott. Batterierna består av flera seriekopplade blyceller och har en spänning på antingen 12 V eller24 V. I vissa blybatterier måste man fylla på med destillerat vatten (vatten som inte innehåller några joner) regelbundet. Blybatterier kan frysa sönder vild lägre temperaturer än minus sju grader om de är urladdade.

Andra typer
Moderna bilbatterier har ibland andra tekniker som AGM eller gelé istället för de gamla våta batterierna som kan läcka och som inte får välta. Bilbatterier kan också använda litiumjonerteknik istället för bly. Dessa typer använd ofta i fordon som har speciella behov, exempelvis om de startas och stoppas väldigt många gånger.

Elfordon
I elbilar behövs förstås inget startbatteri. För att driva elbilar används idag litiumjonbatterier, antingen med nickel-mangan-kobolt eller med litium-järnfosfat. Batterierna håller länge, väger lite, laddas snabbt och har en hög energidensitet, Även elmopeder, elcyklar och elsparkcyklar brukar använda batterier baserade på litiumjonteknik.

Mobilbatterier

Batterier till mobiltelefoner och bärbara datorer har blivit väldigt mycket effektivare och lättare jämfört med i slutet av 1900-talet. Att vi fortfarande behöver ladda mobilen varje dag beror på att den drar mer ström än gamla modeller gjorde.

Nickel-kadmium-batterier
Nickel-kadmium (NiCd)-batterier användes tidigare i stor utsträckning, men har delvis ersatts av litiumjonbatterier. NiCd-batterier är fortfarande populära inom vissa applikationer som verktyg, nödbelysning och radiostyrda modeller. De har en relativt hög energitäthet, låg självurladdning och kan klara hög belastning. En nackdel med NiCd-batterier är att de innehåller skadliga ämnen som kadmium och har en begränsad kapacitet jämfört med litiumjonbatterier.

Nickel-metallhydridbatterier
Nickel-metallhydrid (NiMH)-batterier är en förbättring av NiCd-batterier och används ofta som ett mer miljövänligt alternativ. De har högre energitäthet än NiCd-batterier och är mer kostnadseffektiva än litiumjonbatterier. NiMH-batterier används i allt från bärbara elektroniska enheter till hybridfordon. En nackdel är att de har en viss självurladdning och kan ha minneseffektproblem vid felaktig användning.

Litiumjonbatterier
Litiumjonbatterier har blivit mycket populära på senare tid på grund av sin höga energitäthet och låga vikt. De används i allt från mobiltelefoner och bärbara datorer till elbilar och energilagringssystem. Litiumjonbatterier har förmågan att lagra och leverera energi effektivt över lång tid. De är också kända för att ha en låg självurladdning och inget minneseffektproblem. Nackdelen är att de kan vara dyra att tillverka och har viss risk för överhettning och brand om de inte används eller hanteras korrekt.

Litium-polymerbatterier
Litium-polymer (Li-Po)-batterier är en annan variant av litiumjonteknologi som används främst i små elektroniska enheter som mobiltelefoner, surfplattor och bärbara datorer. De erbjuder hög energitäthet och låg vikt, vilket är idealiskt för bärbara enheter. Li-Po-batterier är också flexibla när det gäller form och kan anpassas till olika enheters designkrav. De har också en låg självurladdning och ingen minneseffekt. En nackdel är att Li-Po-batterier kan vara känsliga för överladdning och överupphettning, vilket kan leda till brand eller skador om de inte används eller hanteras korrekt.

Att tänka på

Batterier mår bäst av att förvaras i rumstemperatur eller något svalare, men inte i kylskåp.
Batterier fungerar sämre när det är kallt ute.
Byt alltid samtliga batterier i utrustningen samtidigt. Blanda inte använda och nya batterier eller batterier av olika typ eller fabrikat.
Laddbara batterier ska inte ladda ur helt innan de laddas igen. De mår bäst av att alltid vara mellan 20 % och 80 % laddade.
Ett batteri som kortsluts kan bli varmt, så håll batterier åtskilda från metallföremål som nycklar.
Kasta aldrig batterier i öppen eld, de kan explodera.