Batteriet, eller seriell - parallellkombinasjon av elektrokjemiske celler, er en energilagringsenhet som fortsatt er i stor utstrekning i dag. Den grunnleggende oppdeling av batterier i henhold til bruken deres refererer til deres evne til å bli belastet.
Så det er primære celler - som ikke kan lades og sekundære (oppladbare) celler.
Primærceller er de som ikke kan lades opp og må kasseres etter utløpet av levetiden. Hvis elektrolytten ikke er i flytende form, snakker vi om tørre celler.
Primærceller har vanligvis høy energi tetthet, kapasitet, er langsomt å utslipp, enkel å bruke og ikke overdreven dyrt. Alkaliske er trolig mest brukte primære batterier.
De har vanligvis sinkanode, karbonkatode og elektrolytt. Spenningskurven for utladning av alkaliske batterier er veldig bratt (nesten lineær).
Når batteriet tømmes, faller spenningen nesten lineært. Slike celler er derfor ikke egnet for digitale kameraer, da de krever relativt høy spenning for deres drift. Alkalisk batteri blir derfor vist som "tomt" etter noen timer med å bruke det, selv om det i virkeligheten ikke er det.
De fleste primærcellene er komfortable, alltid tilgjengelige og miljøvennlige. De har også ekstremt høy energi tetthet.
Bare de siste årene har de oppladbare cellene nådd tettheten til primære celler, men konvensjonelle alkaliske batterier produserer nesten 50% mer energi enn en sammenlignbar Li-Ion sekundær celle.
Disse cellene lades kontinuerlig og leverer alle typer enheter, fra grunnleggende, alle kjente enheter til spesialiserte enheter og applikasjoner. Primær celler brukes mest i armbåndsur, fjernkontroll, barneleker og ikke-krevende underholdningselektronikk. De brukes også hvor lading er upraktisk eller umulig, i tilfelle militære og redningsteknikker, vanskelig å få tilgang til kontrollstasjoner og lignende.
På grunn av lave priser er de spesielt egnet der strømkravene ikke er svært høye, der enhetene ikke krever høyt energiforbruk for driften, og trenger bare en konstant spenning.
Med oppgangen til bærbare enheter som bærbare datamaskiner, smarttelefoner eller MP3-spillere, er det en økende etterspørsel etter gode batterier som vi ikke trenger å bytte om noen dager. Og her kommer vi til behovet for oppladbare (sekundære) celler.
Prinsippet for deres arbeid er faktisk det samme - elektrisitet genereres gjennom en kjemisk reaksjon som involverer anode, katoder og elektrolytter, men forskjellen er i den kjemiske sammensetningen av cellene som finnes i batteriene.
Her har vi saken at den kjemiske reaksjonen er reversibel. Når batteriet "forbrukes" (eller når de negativt ladede ionene går til den positive siden av batteriet), er batteriet ladet. Ved å koble en sekundær celle til en ekstern elektrisk kraftkilde (for eksempel strøm), oppstår den motsatte prosessen - de negativt ladede ionene kommer tilbake til den negative siden av batteriet og kan brukes igjen.
De mest brukte sekundære batteriene på markedet er: litium-ion (LiOn), nikkelmetallhydrid (NiMH) og nikkelkadmium (NiCd). Når vi snakker om sekundære batterier, må vi si at de ikke er alle like. NiCd (nikkelkadmium) var de første sekundære batteriene som ble brukt overalt i verden, men de hadde et lite problem - "minneeffekt".
Minnereffekten betyr at du må fylle på og tømme dem hver gang, ellers vil de miste kapasiteten raskt. Dette har ført til en situasjon der folk bytter til nikkelmetallhydrid (NiMH). De hadde noe større kapasitet og "lider" ikke av minneeffekten, men deres levetid var kort - du kunne fylle dem og tømme dem rundt 100 ganger.
Og til slutt brukes de mest populære LiOn-batteriene i dag, som har vist seg å være den beste varianten. Kanskje deres kapasitet er noe mindre, men teknologien for å lage dem er enklere enn de som tidligere er nevnt, de er mindre, enklere og har en syklus på 1000 lading og utladning.
Primærceller er oftest "tørre celler" - angående teknologien for å lage dem. Det er fordi det ikke er noen væsker i batteriet, men cellene er fulle av lim som gjør at ionene kan bevege seg, men forhindrer at de spres. Sekundære celler bruker de to andre celletyper - våte celler (flytende, oversvømmede celler) og smeltet salt (flytende celler med en litt forskjellig sammensetning).
Primærceller har høy indre motstand, irreversibel kjemisk reaksjon, høyere kapasitet, er typisk mindre og lettere, og er billigere generelt. Sekundære celler har lavere indre motstand, må lades, har reversible kjemiske reaksjoner og er mer komplekse og dyre.
Primærceller brukes i enheter med behov for små, men konstante strømklokker, leker, sikkerhetsutstyr og så videre. Sekundære celler brukes i bærbare enheter - bærbare datamaskiner, mobiltelefoner, mp3-spillere, tabletter osv.