Engångsbatterier

Till skillnad från ett uppladdningsbart batteri (även kallat ackumulator) kan engångsbatterier endast användas en gång. När all metall har oxiderat går det inte att backa processen och dra nytta av batteriet en gång till.

Rundceller syftar generellt på de klassiska cylinderformade batterierna. De i nuläget vanligaste typerna är de alkaliska och zinkklorid-batterierna. Båda två är vidare­utvecklingar av det klassiska brunstensbatteriet men de har gått åt varsitt håll.

Brunstensbatteriet är den äldsta typen av batteri som fortfarande används, även om det är i mycket liten utsträckning. Det är miljövänligt och styckpriset är lågt, men det är egentligen batteritypens enda fördelar. Kapaciteten är låg och batteriet är i princip oanvändbart när temperaturen går under nollstrecket. Idag finns det många bättre alternativ. Batteriets största nackdel är dock risken för att det börjar läcka. Höljet agerar nämligen minuspol, vilket innebär att det förbrukas när batteriet laddas ur. Det kan leda till att elektrolyten läcker ut och skadar apparaten som batteriet sitter i. Kassera alltid begagnade brunstensbatterier genom att lämna in dem på återvinningsstationen.

Det alkaliska batteriet har ersatt brunstenstypen och är idag det mest använda batteriet. Det har betydligt högre kapacitet och bättre urladdningskurva än både brunstens- och zinkklorid-batteriet. Tidigare innehöll det en liten mängd kvicksilver och kadmium. Numera är alkaliska batterier helt fria från farliga metaller och klassas därför som miljövänliga. Uppbyggnaden av det alkaliska batteriet är mycket mer avancerad än brunstensvarianten. Egentligen är hela processen omvänd och minuspolen fungerar inte som hölje. Det gör att risken för att ett alkaliskt batteri ska börja läcka är mycket mindre.

Exempel på alkaliska batterier.

Skillnaden mellan alkaliska batterier i olika prisklasser

Exempel på zinkklorid-batterier.

Zinkklorid-batteriet är en direkt vidareutveckling av brunstensbatteriet och det är billigare i inköp än det alkaliska. Denna batterityp har till skillnad från det klassiska brunstensbatteriet inga problem med läckage eftersom det torkar ut samtidigt som det används. Tyvärr har det fortfarande så pass låg kapacitet att det oftast är dyrare i längden än det alkaliska batteriet. Vanliga benämningar på zinkklorid-batteriet är: Extra Heavy Duty / GreenCell (GP), Super Heavy Duty (Panasonic), Longlife (Philips) med flera.

I exemplet har ett zinkklorid-batteri ställts mot ett alkaliskt batteri. Mätningen stoppas när deras spänning understiger 0,9 V. Det gjorde zinkklorid-batteriet redan efter 5 timmar och 43 minuter medan det alkaliska batteriet höll ut i 19 timmar. I just den här applikationen hade ett zinkklorid-batteri fått bytas ut fyra gånger för att räcka längre än ett alkaliskt batteri.

Utvecklingen går hela tiden mot batterier som har ännu högre kapacitet och klarar av att leverera mer ström. Det satsas mycket på tekniker som använder den lätta metallen litium, både i engångs- och uppladdningsbara batterier. Det finns många olika varianter av batterier där litium är involverat och de skiljer sig bland annat när det kommer till kapacitet, spänning och huruvida de går att ladda eller ej.

Litium-mangandioxid-batterierna CR123 och CR2.

Ett av dem är Litium-mangandioxid. Det har en utgångsspänning på 3,0 V och har länge använts i fotosammanhang. Äldre kompaktkameror som använde 35 mm- eller APS-film hade ofta ett CR123- eller CR2-batteri som strömkälla. Detta eftersom batterierna var små, hade hög kapacitet och klarade långtidsförvaring utan att ladda ur sig själva nämnvärt. Batterierna var länge ovanliga men har idag börjat leta sig in i Smarta hem- och ­larmlösningar.

Litium-tionylklorid är inte lika vanligt förekommande på konsumentmarknaden men har precis som de andra litiumbatterierna en mycket hög kapacitet. Det kan dessutom lagras under extremt lång tid utan att ladda ur sig självt vilket gör att det används till bland annat minnesbackup.

Batteriet finns i många olika storlekar. Några av Apples äldre datorer har 1/2AA-­batteriet (halva längden av ett AA-batteri) som backup på moderkortet istället för litium­knappceller som är vanligast på andra moderkort. Batteritypen finns även i vanlig AA-storlek men kan inte ersätta alkaliska- eller brunstensbatterier eftersom spänningen är 3,6 V istället för 1,5 V.

Litium-tionylklorid-batteriet 1/2AA som används i några av Apples äldre datorer.

Litium-järnsulfid är ett batteri som (till skillnad från tionylklorid-varianten) kan ersätta vanliga alkaliska batterier och dessutom är lämpligt för det. Litium-järnsulfid har nämligen ännu högre kapacitet än de alkaliska batterierna. De fungerar dessutom bättre i kalla miljöer. I apparater som laddar ur batterierna långsamt (drar lite ström) är skillnaden inte lika stor som i apparater som är storförbrukare av batterier. I exempelvis en kamera eller en blixt blir det stor skillnad, medan det inte blir det i en miniräknare.

Ett litium-järnsulfid-batteri kan användas istället för vanliga alkaliska batterier.

Spänningen är 1,5 V och den håller sig där betydligt längre än det alkaliska batteriet som successivt minskar. När litium-järnsulfid-batteriet närmar sig sitt slut dör det tvärt istället. Denna urladdningsegenskap är ofta önskvärd. En vanlig ficklampa lyser då på (nästan) full styrka tills batterierna dör.

Jämförelse mellan ett alkaliskt batteri (orange) och ett litium-järnsulfid-batteri (blått) vid två olika urladdningsmotstånd.

Knappceller finns i allt fler apparater och är därför också högaktuella. Precis som rundcellerna finns de även i många olika storlekar och kemiska sammansättningar, vilket innebär skillnader i spänning, kapacitet och användningsområde. Knappceller kan innehålla kvicksilver och kadmium och ska därför återlämnas till miljöstation för återvinning när de är för­brukade. Knappceller sitter ibland inbyggda, varför man ska ta det säkra före det osäkra och lämna hela apparaten för återvinning.

Kvicksilveroxidbatteriet var revolutionerande när det kom, eftersom det innehöll mycket energi trots att det var så litet. Idag är batteriet förbjudet på grund av den höga kvick­silverhalten. Silveroxidbatteriet är en uppföljare som innehåller betydligt mindre kvicksilver. Knappceller används i alla möjliga sammanhang där det krävs mycket små batterier, till exempel i klockor. SR44 är troligen den vanligaste silveroxidknappcellen. Namnet SR44 är standardiseringsorganisationen IEC:s beteckning på batteriet, men andra tillverkare använder helt andra namn. Det är även känt som 357 och V357. De alkaliska knappcellernas motsvarighet betecknas G13 eller LR44.

Spänningen hos en knappcell är normalt 1,5 V. När flera celler staplas på varandra i ett och samma hölje kan spänningen höjas. Batteriet 4LR44 består till exempel av fyra stycken LR44-celler. Eftersom cellerna är seriekopplade blir spänningen 6 V.

4LR44 består av fyra stycken LR44-knappceller.

Skillnaden mellan en silveroxid- och en alkalisk knappcell ligger främst i kapaciteten (SR är beteckningen för silveroxid, LR är beteckningen alkaliskt). GP Batteries uppger i specifikationerna för sina batterier A76 (alkaliskt LR44) och GP357 (silveroxid SR44) att kapaciteten för det alkaliska batteriet är 110 mAh medan silveroxidbatteriets kapacitet är 165 mAh. Det innebär att silveroxidbatteriet håller betydligt längre än det alkaliska. Silveroxidbatteriet är också dyrare än dess alkaliska motsvarighet.

Urladdningskurva för ett SR44-batteri. Urladdningstid (h) vid 6,2 kΩ.

Spänningen och urladdningsstilen skiljer också mellan de två batterityperna. Pol­spänningen på det alkaliska batteriet är 1,5 V medan silveroxidbatteriet ligger på 1,55 V. Eftersom skillnaden är så marginell spelar den ingen roll. Silveroxidbatteriet är dock mer seglivat och håller sin spänning ända fram till slutet då det dör tvärt. Det alkaliska batteriet tappar sin spänning lite mer successivt under urladdningsförloppet.

Litiumknappcellerna är miljövänliga. De är ofta förmonterade på datorers moderkort som backupströmkälla och sitter även i fjärrkontroller till bilar, bankdosor med mera. Beteckningarna är smart uppbyggda och berättar om batteriets storlek. Ett CR2032 har en diameter på 20 mm och mäter 3,2 mm på höjden. Ett CR2016 har samma diameter men bara 1,6 mm i höjd.

Ett CR2032-batteri är 20 mm i diameter och 3,2 mm högt.

Det går dock inte att ersätta två CR2016 batteri med ett CR2032. Skillnaden mellan de två batterierna ligger nämligen i kapaciteten medan spänningen är densamma (3,0 V). Att lägga två stycken CR2016 på varandra gör att de seriekopplas vilket leder till att spänningen blir den dubbla (6,0 V). Med ett enda CR2032 blir spänningen endast 3 V.

Urladdningskurva för typiskt CR2032 (vid 23° C).

Zink-luftbatteriet är lite annorlunda jämfört med de tidigare nämnda batterierna. Energin i batteriet kommer från när zinken reagerar med syret som finns i luften. Batterierna levereras därför med en påklistrad plastflik och batteriet aktiveras inte förrän den tas bort. Zink-luftbatterierna används uteslutande till hörapparater eftersom batterierna är lätta och håller relativt länge. De kan innehålla kvicksilver och ska därför lämnas in till miljöåtervinning när de är förbrukade. Det är mycket enkelt att identifiera vilket batteri en hörapparat använder. Det finns endast fyra olika modeller och dessa är färgkodade (gul, orange, brun eller blå). Det är samma färgkod oavsett batterifabrikat.

Det finns flera standardiserade system för vad batterier ska heta och det gör att samma batteri har olika namn beroende på tillverkare. IEC:s (International Electrotechnical Commission) och ANSI:s (American National Standards Institute) standardiseringar för batterier efterföljs hyfsat bra och tillverkarna brukar ange någon av dessa beteckningar på sina förpackningar.

IEC	6LF22	R20	R14	R6	R03	R1
ANSI	PP3	D	C	AA	AAA	N
JIS	6LF22	UM1	UM2	UM3	UM4
Tyskland	Block	Mono	Baby	Mignon	Micro	Lady

Tyvärr är det inte alla som efterföljer standarderna. Vissa leksakstillverkare har hittat på sina egna benämningar som krockar med ANSI-namnen.

Detta ställer till en del problem i batteridjungeln. Om du ska skaffa batterier till en leksak och finner det orimligt att det ska sitta fyra stycken C-batterier (R14) under en liten lucka så är det troligtvis den förvirrande leksaksbeteckningen som används. I bokens fortsättning kommer leksaksbenämningarna att ignoreras så om det refereras till D-batteriet är det R20 som åsyftas.

Ofta har namnen en tilläggsbokstav för att det ska framgå vilken kemi batteriet använder. Det alkaliska batteriet AA brukar kallas LR6. Det indikerar att det är en alkalisk rundcell av storlek 6.

De två inledande bokstäverna motsvarar följande kemier.