Batterijen. Ze zijn eigenlijk niet meer uit ons dagelijks leven weg te denken. We gebruiken ze voor een groot aantal toepassingen, van de afstandsbediening en ons gereedschap tot de fietslamp en de autosleutel, en het is dan ook niet gek dat wij per persoon gemiddeld 22 batterijen per jaar kopen. Maar welke batterijen zijn dit? Zijn deze batterijen gemaakt van nikkel, of zit er misschien alkaline in de samenstelling? Dat is wel zo handig om te weten. De materialen van de batterij bepalen namelijk niet alleen hoe goed (of slecht) de batterij werkt, maar ook waar deze voor gebruikt kan worden. We zullen eerst naar de verschillende soorten niet-oplaadbare batterijen kijken, en daarna naar de oplaadbare batterijen.
Snel de materialen van een bepaald soort batterij vinden? Klik dan hieronder op een van de samenstellingen:
Alle batterijen hebben een paar overeenkomsten. Ze hebben allemaal een negatieve pool (de anode), een positieve pool (de kathode) en een vulling van elektrolyt. Om een werkende batterij te hebben is het van belang dat de anode en de kathode allebei uit ander materiaal bestaan, anders is er geen spanningsverschil tussen de polen. De stof van de elektrolyt wordt in dit proces omgezet naar een andere variant van de stof, totdat de elektrolyt is opgebruikt en de batterij ‘leeg’ is. Bij een niet-oplaadbare batterij is het dan einde verhaal, maar bij een oplaadbare batterij is dit proces omkeerbaar, waardoor de secundaire variant van de stof weer wordt omgezet in nieuw elektrolyt als de batterij wordt opgeladen en deze opnieuw gebruikt kan worden. Hierbij neemt de anode de rol van positieve pool over, en de kathode de rol van negatieve pool. Nu we weten hoe een batterij werkt, kunnen we kijken naar het materiaal, de bronspanning, de energiedichtheid en de vermogensdichtheid van verschillende soorten batterijen. De bronspanning is de spanning die een batterij volgens de fabrikant behoort te hebben als deze onbelast is. De energiedichtheid is de hoeveelheid energie per kilogram; hierdoor is het mogelijk de capaciteit van verschillende soorten batterijen te vergelijken. De vermogensdichtheid vertelt ons hoeveel werk een batterij kan verzetten.
De niet-oplaadbare batterijen zijn de ‘wegwerp’ batterijen die gebruikt kunnen worden tot ze het niet meer goed doen. Nu we ook oplaadbare batterijen hebben klinkt dat misschien ouderwets, maar niet-oplaadbare batterijen zijn niet alleen nog altijd een makkelijke optie, ze zijn bij sommige toepassingen ook de enige praktische oplossing. Denk aan horloges, of aan medische apparaten als pacemakers. Het zou niet handig zijn als we daarvoor oplaadbare batterijen gebruiken die we om de paar dagen of weken moeten vervangen. Overigens is zomaar ‘wegwerpen’ uiteraard ook niet de bedoeling. Batterijen zitten vol met stoffen die de potentie hebben om schade te doen aan het milieu als ze in de natuur terecht komen, en over het algemeen kunnen de materialen weer goed gebruikt worden in andere toepassingen als ze gerecycled worden. Het is daarom altijd aan te raden de voorschriften van Stibat op te volgen en de batterijen bij een punt bij u in de buurt weer in te leveren.
De alkaline batterij is de meest voorkomende niet-oplaadbare batterij. Deze heeft een anode van zink, een kathode van koolstof, en elektrolyt van kaliumhydroxide. Het is dit kaliumhydroxide dat zeer alkalisch is (een lage zuurgraad heeft) en waaraan de batterij zijn naam dankt. Het is de vervanger van de zink-koolstof batterij. De alkaline batterij maakt voor een deel nog van dezelfde materialen gebruik, maar met dus een ander elektrolyt. Een alkaline batterij heeft net als een zink-koolstof batterij een bronspanning van 1,5 V. De zink-koolstof batterij was vóór de opkomst van de alkaline batterij de meest gebruikte batterij, maar deze was een stuk minder efficiënt. Alhoewel zink-koolstof batterijen nog altijd in omloop zijn worden ze steeds minder verkocht. Wel vormen de materialen uit een zink-koolstof batterij ook voor veel andere batterijen nog altijd de basis. Door de identieke bronspanning van 1,5 V en soortgelijke samenstelling is de alkaline batterij een volwaardige vervanger van de zink-koolstof batterij. De alkaline batterij heeft met een energiedichtheid van ongeveer 100 Wh/kg wel een stuk meer energie dan een zink-koolstof batterij. De vermogensdichtheid is met 50 W/kg ook hoger dan bij zijn voorganger, maar is nog steeds aan de lage kant. Dit zorgt ervoor dat alkaline batterijen vooral geschikt zijn voor toepassingen waar over een beperkte periode een beperkte stroomvraag is. Alkaline batterijen vindt u bijvoorbeeld in audio devices, speelgoed, zaklampen, radio’s en afstandsbedieningen. Alkaline batterijen zijn in vrijwel elke vorm beschikbaar, van gangbare vormen als AA, AAA en AAAA tot knoopcellen en D batterijen.
De zilveroxide batterij is een niet-oplaadbare batterij die een stuk specifieker gebruikt wordt dan de alkaline batterij. Deze batterij heeft een anode van zink, een kathode van zilveroxide (waaraan het zijn naam dankt), en elektrolyt van kaliumhydroxide. In vergelijking met een alkaline batterij heeft een zilveroxide batterij een net wat hogere bronspanning van 1,55 V. Het grootste verschil is dat met 130 Wh/kg de energiedichtheid een stuk hoger is, waardoor de zilveroxide batterij over het algemeen wat langer meegaat. Dat maakt deze batterij bij uitstek geschikt voor bijvoorbeeld horloges. Dit is ook de reden dat zilveroxide batterijen alleen voorkomen in knoopcel-vorm, zodat zij kunnen worden toegepast in kleine apparaten met een constant maar laag stroomverbruik.
Alhoewel lithium vooral bekend is als onderdeel van de samenstelling van een aantal oplaadbare batterijen, is de pure lithium batterij niet-oplaadbaar. Deze batterij heeft een anode van metallisch lithium. De kathode en de elektrolyt hebben niet altijd eenzelfde soort samenstelling. Afhankelijk van de kathode heeft een lithium batterij een bronspanning van 1,5 V (gelijk aan die van een alkaline batterij) of van 3,7 V. Een lithium batterij onderscheidt zich vooral door de geringe zelfontlading en de zeer hoge energiedichtheid van ongeveer 300 Wh/kg. Dat zorgt ervoor dat een lithium batterij lang meegaat, nog langer dan een zilveroxide batterij. In tegenstelling tot een zilveroxide batterij is een lithium batterij ook in normale soorten en formaten als AA en AAA beschikbaar. De kosten zijn per gewicht alleen wel een stuk hoger.
Alhoewel alkaline batterijen het meeste voorkomen en voor een groot aantal toepassingen geschikt zijn, is het toch vaak de moeite waard om te kijken naar lithium batterijen, mits het apparaat hier geschikt voor is. De prijs is hoger, maar ze gaan ook een stuk langer mee. Heeft u alleen knoopcellen nodig? Dan is het ook de moeite waard om naar zilveroxide batterijen te kijken.
De oplaadbare batterijen worden steeds meer verkocht. Het grote voor de hand liggende voordeel is dat ze meerdere malen gebruikt kunnen worden. Op de lange termijn scheelt dat kosten en is erg handig bij toepassingen waar het verwijderen of plaatsen van een batterij niet zoveel moeite kost. Denk hierbij aan fietsverlichting, zaklampen, elektrisch gereedschap of speelgoed. Toch doen ook oplaadbare batterijen het na een groot aantal laadcycli niet meer goed. Ook deze dienen op dat moment op verantwoordelijke manier gedeponeerd te worden, zoals aangegeven door Stibat.
De nikkelmetaalhydride batterij is de vervanger van de nikkel-cadmium batterij. Het is nu een van de meest voorkomende soorten oplaadbare batterij. Net als de zink-koolstof batterij in het geval van de niet-oplaadbare batterijen, vormt de techniek achter de nikkel-cadmium batterij wel nog altijd de basis voor andere oplaadbare batterijen. Het grootste nadeel van deze batterij was het gebruik van de schadelijke stof cadmium. De nikkelmetaalhydride (NiMH) batterij bestaat uit een anode van metaalhydride in plaats van cadmium, een kathode van nikkel, en elektrolyt van kaliumhydroxide. Omdat het cadmium ontbreekt is deze batterij een stuk minder schadelijk voor het milieu in vergelijking met zijn voorganger. Een nikkelmetaalhydride batterij heeft een bronspanning van 1,2 V. Dankzij de betere samenstelling zijn zowel de energiedichtheid van 100 Wh/kg als de vermogensdichtheid van ongeveer 500 W/kg een stuk hoger dan bij nikkel-cadmium batterijen het geval is. In vergelijking met niet-oplaadbare batterijen is de energiedichtheid nog altijd aan de lage kant, maar dat is ook niet altijd erg aangezien deze batterij kan worden opgeladen. Nikkelmetaalhydride batterijen worden voor allerlei toepassingen gebruikt en zijn dan ook in de gangbare batterijvormen als AA, AAA en C beschikbaar, maar komen vooral tot hun recht in apparaten met een hoge stroomvraag, zoals digitale camera’s met flitser.
Net als zijn niet-oplaadbare variant is ook deze oplaadbare batterij voor een deel van lithium vervaardigd. Net als bij de niet-oplaadbare lithium batterij kan bij de oplaadbare lithium-ion (Li-ion) batterij de kathode en de elektrolyt van verschillende materialen gemaakt zijn, met verschillende prestaties tot gevolg. Wel zit hier altijd lithium in een bepaalde vorm in verwerkt. De bronspanning kan verschillen tussen 3,6 en 3,8 V. Het grootste verschil met een nikkelmetaalhydride batterij is de hogere energiedichtheid van ongeveer 160 Wh/kg en de zeer lage zelfontlading, waardoor een lithium-ion accu erg lang meegaat voordat deze weer moet worden opgeladen. Ze zijn door de betere techniek echter wel wat duurder. De vermogensdichtheid verschilt per samenstelling maar is over het algemeen wat lager dan bij een nikkelmetaalhydride batterij.
Bij de keuze van een oplaadbare batterij ligt het vooral aan de compatibiliteit met een apparaat en of u een batterij nodig heeft die in korte tijd veel werk kan leveren (NiMH), of over lange tijd stroom kan leveren (Li-ion). De verschillen zijn hierin niet heel groot, waardoor lithium-ion batterijen vaak de betere investering zijn, vooral op de lange termijn in verband met de geringe zelfontlading.
Naast deze niet-oplaadbare en oplaadbare batterijen hebben we bij 123accu.nl uiteraard ook een groot aanbod accu’s. Alhoewel de techniek van een accu niet veel anders is dan bij een oplaadbare batterij, hebben we bij accu’s weer met andere samenstelling te maken. Daarom hebben wij de soorten accu’s en hun samenstellingen in een andere blog staan: materialen van de accu.
Terug naar blog
.png "bijna 4 miljoen klanten!")
.jpg)
