Techniek

Chemische samenstellingen
Zoals batterijen verschillen van constructie, zo verschillen ze ook in chemische samenstelling om energie te verzamelen. In oplaadbare of secundaire batterijen, kan de chemische reactie omgedraaid worden. Met andere woorden: elektrische spanning kan terug in de batterij gestopt worden, door de actieve materialen weer op te laden, zodat de batterij weer opnieuw gebruikt kan worden. De meest voorkomende oplaadbare batterijen zijn:

• Lood-zuur batterijen
  Lood-zuur batterijen worden al zo’n 100 jaar gebruikt in verschillende toepassingen, zoals vorkheftrucks, telefoon systemen, back-up power voor netstroom en natuurlijk in auto’s. De lage kosten, betrouwbaarheid en duurzaamheid van de oplaadbare lood-zuur batterijen hebben bijgedragen aan het commerciële succes. Hoewel ze veel gebruikt worden en goedkoop zijn, hebben lood-zuur batterijen een lage energie dichtheid. Dit betekent hoe hoger de energie eisen, hoe groter en zwaarder de batterij. Lood-zuur batterijen bestaan uit een Lood-dioxide cathode, een sponsachtige Loden anode en een elektrolyt van een zuur oplossing. Deze zware metalen maken hem giftig en onjuiste verwijdering kan schadelijk zijn voor het milieu. 
• Nikkel-Cadmium batterijen (NiCad)
  Nikkel-Cadmium batterijen bevatten Nikkel-hydroxide in de cathode, Cadmium in de anode en een Potassium-hydroxide in de elektrolyt. Ze worden overal in gebruikt van audio-video en communicatie middelen tot oplaadbaar gereedschap en speelgoed. Nikkel-Cadmium batterijen hebben een snelle laadtijd, goede ontladingseigenschappen en een hogere energie dichtheid dan Lood-zuur batterijen, maar ze zijn wel duurder. Het grootste nadeel van dit type batterijen is het geheugeneffect, wat optreedt wanneer de batterij verschillende malen op hetzelfde niveau opgeladen worden. De batterij onthoudt dit niveau en moet geladen worden als dit niveau bereikt is, terwijl veel van de capaciteit niet gebruikt is. Net zoals Lood, is het Cadmium in deze batterijen slecht voor het milieu.
• Nikkel-Metaal Hydride batterijen (NiMH)
  De technologische vooruitgangen van de afgelopen decennia hebben kleinere, lichtere draagbare producten mogelijk gemaakt, hierdoor is ook de vraag naar kleinere en lichtere batterijen toegenomen. Nikkel-Metaal Hydride batterijen hebben aan deze vraag voldaan, door twee keer zoveel energie en meer dan drie keer zoveel capaciteit als de Nikkel-Cadmium batterijen, van dezelfde vorm, te bieden. Ook zijn de Nikkel-Metaal Hydride duurzaamheid en hebben een snelle laadtijd. De Nikkel-Metaal Hydride battterij bestaat uit een cathode van Nikkel-hydroxide, een anode van een waterstof absorberende legering en een elektrolyt van Potassium-hydroxide. Net als Nikkel-Cadmium batterijen, zijn de Nikkel-Metaal Hydride batterijen onderhevig aan het geheugeneffect, hoewel in mindere mate. Ze zijn duurder dan Lood-zuur en Nikkel-Cadmium batterijen, maar ze zijn daarentegen wel beter voor het milieu. 
• Lithium-Ion batterijen (Li-Ion)
  Lithium-Ion batterijen zijn in de beginjaren ’90 geïntroduceerd op de markt en is tegenwoordig een steeds groter groeiende groep binnen de batterij industrie. Lithium-Ion batterijen genereren energie, doordat Lithium ionen op en neer bewegen tussen de beide polen. De anode van dit type batterij is gemaakt van Lithium ionen die worden opgelost in koolstof. Opvallend is dat, de cathode wordt gevormd door Lithium-Cobalt-oxide of Lithium-Manganese-oxide en de elektrolyt wordt door Lithium zout. Oplaadbare Lithium-Ion batterijen zijn licht en hebben een hoge energie dichtheid, wat hen geschikt maakt voor de communicatie en computermarkt, ze worden toegepast in bijvoorbeeld notebooks, mobiele telefoons en PDA’s. Ze hebben geen geheugeneffect, lange levenscycli en een uitstekende gelijkmatige ontlading.
• Zinc-air
  Momenteel is de lithium-ion de beste batterij om aan te schaffen voor gebruik in mobiele telefoons, digitale camera's en dergelijke. Per maand verliest de batterij (zonder gebruik) minder dan 10% van de capaciteit aan lekstroom. De batterij beschadigt niet door eerder opladen, het apparaat waarin de batterij gebruikt wordt kan namelijk eenvoudig de huidige capaciteit opvragen (dit wordt door apparaten ook gebruikt om de resterende tijd weer te geven). De batterij is lichter dan NiMH's (50%) en kleiner van omvang (40%). In de nabije toekomst wordt het type Zinc-air verwacht. Deze batterij is nog lichter (gewicht) en laadt sneller op. Zinc-air haalt voor de interne chemische reactie benodigde stoffen direct uit de lucht.

home