Batteriets Historie

 

Den tidlige vitenskapelige forskningen på elektrisitet er samtidig starten på utviklingen av de første systemene for lagring av elektrokjemisk energi. De mest sentrale personene som forsket på dette var blant andre Luigi Galvani og Alessandro Volta.

 

Voltabatteriet

Voltabatteriet var det første elektriske batteriet, og ble laget i år 1800 av italieneren Alessandro Volta (1745-1827). Gjennom eksperimenter hadde italieneren Luigi Galvani (1737-1798) oppdaget at dersom man satte to forskjellige elektroder (metaller) i kontakt med muskelen på en død frosk, trakk muskelen seg sammen. I en publikasjon i 1796 forklarte han denne sammentrekningen som "dyreelektrisitet". Han konkluderte med at det måtte være en sammenheng mellom elektrisitet og muskelaktivitet. Volta, som var kjent for studiene sine om elektrostatistikk, hadde allerede siden 1793 interessert seg for dette fenomenet. Han forklarte det med at det skyldtes kontakten mellom de to metallene, og det ga ham idéen til å lage det første elektriske batteriet. Volta undersøkte effektene av at forskjellige metaller ble vætet med saltløsninger. Han la plater av kobber og sink oppå hverandre, med papp dyppet i saltløsning i mellom. Dette "stabelbatteriet" produserte elektrisitet når platene ble koblet til en ledning, og førte til at forbindelsen mellom kjemiske reaksjoner og elektrisk energi ble oppdaget. "Stabelbatteriet" ble senere kalt Voltabatteriet.

På grunn av disse oppdagelsene anses Volta for å være elektrokjemiens grunnlegger. Batteriene hans førte til utviklingen av elektriske spenningsmålere, nemlig voltmeteret. Også enheten for spenning – volt – har vi fått fra Volta.

 

Blyakkumulatoren

I 1859 oppdaget den franske fysikeren Gaston Planté den første elektriske akkumulatoren – blyakkumulatoren, som gjør det mulig å lagre elektrisitet. Dette er det eldste – og fortsatt mest brukte – sekundærbatteriet. Det ble brukt blyplater som elektroder, noe som var man visste var mulig allerede i 1803. På slutten av 1800-tallet gikk utviklingen fort. Dynamoen og lyspæren ble oppfunnet, og på grunn av industrien var det stor etterspørsel etter lagring av elektrisk energi. Industriell produksjon av blyakkumulatoren begynte rundt 1880, da Plantés elev Faure søkte om patent.

 

Tørrbatteriet

I 1880-årene utviklet franskmannen Leclanché og dansken W. Hellesen det første tørrbatteriet, hvor elektrolytten består av en fuktig masse, men ingen væske som kan forsvinne. Det kan imidlertid oppstå lekkasje, og det er derfor tørrbatteriene i dag har en kapsling av stål. Tørrbatteriet blir også kalt brunsteinsbatteri, sink-karbonbatteri eller sink-mangandioksidbatteri. Tørrbatteriet har til nå vært det mest brukte 1,5 volts rundcellebatteriet, og har altså vært i bruk i over 100 år. Fordelen med slike batterier er den lave prisen, men de har også svakheter, som høy indre motstand slik at de ikke tåler store belastninger, de fungerer dårlig i kulde og har lav energitetthet. Tørrbatteriet er et primærbatteri, dvs. at det kastes etter engangs bruk. Det er for øvrig verdt å merke seg at firmaet Hellesens i dag er en stor batteriprodusent (TV2 Hjelper Deg kåret det til det beste i sin test 07.05.98).

 

Andre batterityper

Her følger et utvalg av viktige batterityper som har blitt konstruert i løpet av de siste 100 årene:

Omkring 1914 konstruerte den kjente amerikanske oppfinneren Thomas Edison den første alkaliske akkumulatoren. Den fikk dette navnet fordi elektrolytten var en base i stedet for en syre. Alkaliske batterier i dag er noe bedre enn brunsteinsbatterier. De har lavere motstand (tåler større belastning) og har større kapasitet og energitetthet. Ulempen er at alkaliske batterier er litt dyrere.

Litiumbatterier er gode batterier med lav selvutladning, og finnes også i ladbare utgaver. Litiumbatteriet ble først utviklet som primærbatteri i 1960-årene. Batteriet er relativt kostbart.

Nikkel-kadmiumakkumulatoren (NiCd) ble patentert av svensken E. W. Jugner i 1899. Levetiden er omtrent som for blyakkumulatoren, og ved syklisk drift er NiCd bedre, men dyrere.

Kvikksølvbatteriet har en positiv elektrode av kvikksølvoksid. Det har høy energitetthet, og har konstant spenning gjennom hele levetiden. Svakheter er

kort lagringstid og innholdet av miljøgiften kvikksølv. Kvikksølvbatteriet har derfor i stor grad blitt erstattet med mer miljøvennlige batterityper de senere årene.

Nikkel-metallhydridbatteriet (NiMH) er en ny type batterier som har kommet som en følge av ønsket om å komme bort fra de miljøfarlige tungmetallene bly, kvikksølv og kadmium. NiMH-batteriet er veldig likt NiCd-batteriet, men har foreløpig begrensninger som kort lagringstid, små størrelser og høy pris. Fremtiden til dette miljøvennlige batteriet ser imidlertid lovende ut.

 

Av: John H. Embretsen, johnemb@bigfoot.com