Alt om Batterier » Forstå teknologien nemt med vores Guide

Batterier anvendes i mange forskellige typer af produkter, lige fra legetøj, lommelygter, og LED fyrfadslys, til mobiltelefoner, bærbare computere, og biler.

Dog er det de færreste, der ved hvordan et batteri rent faktisk virker, og hvad de består af.

I dette indlæg vil jeg fortælle dig alt om batterier, så du kan forstå teknologien bag.

Hvordan virker et batteri? Et batteri er en enhed, som lagrer elektricitet i form af kemisk energi, som konverteres til elektrisk energi. Der findes forskellige typer af batterier, der bruger forskellige kemiske reaktioner til at lagre energien, men konceptet bag er stort set ens for alle batterier.

Hvis du ønsker at lære mere om batterier, og hvordan de virker, så læs med herunder.

Hvad består batterier af?

Langt de fleste batterier i dag består af en anode, en katode, en separator, en elektrolyt opløsning, og strømsamler. Solid-state-batterier inkluderer muligvis ikke altid en fysisk separator, da elektrolytten i sin faste form kan fungere som en separator mellem katoden og anoden. Udvendigt består batteriet af et batterihus og to terminaler.

Billede: Illustration af batteriets struktur. Udarbejdet af avXperten personale.

Anode

En anode er en negativt ladet elektrode. Når batteriet bliver sat i brug, undergår anoden en oxidationsreaktion, og frigiver positivt ladede ioner ud i elektrolytten.

Anodens materiale afhænger af typen af batteri. Materialer, som ofte er brugt inkluderer zink i alkaline batterier, grafit i lithium-ion batterier, og metallisk bly i bly-syre batterier.

Katode

En katode er en positivt ladet elektrode. Når batteriet bliver sat i brug, undergår katoden en reduktionsreaktion, og modtager elektroner og ioner fra elektrolytten.

Katodens materiale afhænger af typen af batteri. Materialer, som ofte er brugt, inkluderer metaloxider, såsom mangandioxid i alkaline batterier, lithium-kobolt oxid i nogle lithium-ion-batterier og blydioxid i bly-syre-batterier.

Elektrolyt

Elektrolyt opløsningen er i direkte kontakt med både anoden og katoden i batteriet, enten ved at elektroderne er nedsænket i, eller belagt med, opløsningen.

Elektrolytten muliggør strømmen af ioner mellem anoden og katoden under de kemiske reaktioner.

Typen af elektrolyt varierer afhængig af batteriet. Elektrolytten kan komme i flere typer:

• Flydende elektrolytter
• Gel elektrolytter
• Faste elektrolytter
• Polymer elektrolytter
• Vandige elektrolytter

Flydende elektrolytter er ofte brugt i bly-syre og alkaline batterier. Gel elektrolytter bruges blandt andet også i bly-syre batterier. Polymer elektrolytter bliver typisk brugt i lithium-ion batterier, og vandige elektrolytter er ofte brugt i nikkel-metalhydrid batterier.

Faste elektrolytter bliver brugt i de nye solid-state batterier, deraf navnet. Solid-state batterierne er stadig ved at blive udviklet. Bilproducenterne forventer at have batterierne klar til kommercialisering i 2027.

Separator

Separatoren sidder i mellem anoden og katoden. Dens primære rolle er at fysisk separere de to elektroder, imens den tillader ioner at transportere imellem dem.

Ved at forhindre direkte kontakt mellem katoden og anoden hjælper separatoren med at undgå kortslutninger i batteriet.

Separatorer er typisk lavet af porøse materialer, der er elektrisk isolerende, hvilket gør det muligt for dem at forhindre en direkte elektrisk forbindelse mellem katoden og anoden. Almindelige materialer brugt omfatter polyethylen, polypropylen og andre polymerbaserede materialer.

Solid-state-batterier inkluderer muligvis ikke altid en fysisk separator, da den faste elektrolyt i sig selv kan fungere som en separator mellem katoden og anoden.

Strømsamler

Både katoden og anoden har en strømsamler, som virker som en vej mellem elektroderne og det eksterne kredsløb.

Strømsamlerens primære funktion er at opsamle og lede elektroner, som bliver generet under de kemiske reaktioner i elektroderne.

Elektronerne strømmer fra anoden til katoden gennem det eksterne kredsløb, hvilket skaber elektrisk strøm.

Strømsamlerne er ofte lavet af ledende materialer, ofte metalfolier af kobber eller aluminium.

Batterihus

Batterihuset er den ydre skal på batteriet, og rummer alle komponenterne i batteriet, samt giver fysisk beskyttelse til komponenterne.

Husets primære funktion er at sikre batteriets sikkerhed, strukturelle integritet og miljøbeskyttelse.

Batterihuset er typisk lavet af materialer, som giver holdbarhed og elektrisk isolering. Dette er typisk materialer som plast, metaller, eller en kombination af begge. Valget af materiale afhænger af de specifikke krav, der er til brugen af batteriet.

Terminaler

Der sidder to terminaler på batteriet, som fungerer som de punkter, hvor eksterne elektriske forbindelser er lavet. Terminalerne er også refereret til som poler, og der er en negativ og en positiv terminal.

Terminalerne er forbundet med strømsamlerne, og tillader strømmen af elektroner mellem de interne komponenter i batteriet og den tilsluttede elektriske enhed.

Terminalerne er typisk lavet af ledende materiale for at sikre effektiv ledning af den elektriske strøm. Bly, kobber, eller andre metaller med god elektrisk ledningsevne er almindeligt brugte materialer.

Hvordan virker batterier?

Når et batteri kommer i kontakt med et kredsløb, for eksempel, når du sætter batterier i din fjernbetjening, sker der en kemisk reaktion inde i batteriet. Denne reaktion kaldes for en oxidationsreaktion, og sker i anoden, som frigiver positivt ladede ioner ud i elektrolytten.

I katoden sker der en reduktionsreaktion, som gør det muligt for katoden at modtage elektroner og ioner fra anoden.

Reaktionen får elektroner til at blive frigivet og strømme fra anoden til katoden gennem det eksterne kredsløb, hvilket skaber elektrisk strøm, som kan bruges til at drive elektroniske enheder.

Genopladelige batterier

Ved genopladelige enheder kan processen vendes ved at tilføre ekstern elektrisk strøm. Dette får de kemiske reaktioner til at løbe den modsatte retning. På denne måde kan genopladelige batterier bruges flere gange.

Dog har et genopladeligt batteri stadig en begrænset levetid, da de gentagende reaktioner slider på komponenterne i batteriet.

Hvilke typer af batterier findes der?

Der findes mange forskellige typer af batterier, og de anvendes til forskellige enheder. Batterier deles op i to kategorier: Primære batterier og sekundære batterier.

Primære batterier

Primære batterier, eller engangsbatterier, som ikke kan genanvendes, da cellereaktionen kun kan forløbe en gang.

De mest almindelige primære batterier er alkaline batterier.

Alkaline

Alkaline batterier, eller alkaliske batterier, er de mest anvendte engangsbatterier. Du bruger dem ofte i fjernbetjeningen, i legetøj, eller din cykel- eller lommelygte.

I alkaline batterier anvendes mangandioxid som katode, zinkpulver som anode og kaliumhydroxid som elektrolyt.

En enkelt alkaline battericelle har normalt en spænding på 1,5 volt.

Alkaline batterier kommer ikke i en standard størrelse, da den blandt andet fås som AA og AAA batteri, D batteri, 9V batteri, LR12 batteri og så videre.

Alkaline batterier er tilbøjelige til at lække. Dette kan reduceres ved at opbevare batterierne tørt og ved stuetemperatur. Hvis batteriet fjernes inden opbevaring af enheder over længere tid, kan lækage også undgås.

Brunstensbatterier

Brunstensbatterier, også kaldet zink-carbon batterier, er ikke brugt så ofte som alkaline batterier, da de har kortere levetid. De anvendes blandt andet i lommelygter og radioer.

Brunstensbatterier indeholder mangandioxid som katode, og zink som anode. Som elektrolyt anvendes der en blanding bestående af ammoniumklorid og zinkklorid.

I dag kaldes brunstensbatterier oftest for zink-batterier, og fås oftest som 9V, AA og AAA batterier.

Brunstensbatterier er ligesom alkaline batterier tilbøjelige til at lække, og bør opbevares tørt og ved stuetemperatur.

Lithium

Lithium-batterier kan bruges i mere energikrævende enheder, såsom digitale kameraer, qps-systemer, men bruges også røgalarmer. Lithium-batterier findes også som knapcellebatterier, og bruges i mindre elektronik.

I de primære lithium-batterier er anoden lavet af lithium, mens katoden kan bestå af forskellige forbindelser, for eksempel lithium-koboltoxid, lithium-manganoxid, eller lithium-jernfosfat.

Lithium-batterier bruges i stedet for alkaline batterier i de fleste enheder, såsom ure og kamera, og kommer derfor også som AA og AAA batteri, 9V batteri og så videre. Dog er de oftest dyrere end alkaline, men de har en længere levetid.

Derudover kan lithium-batterier fås som knapcellebatterier, som bruges i mindre enheder som lommeregnere og fjernbetjeninger.

Lithium-batterier kan overophede hvis de aflades for hurtigt. En for hurtig afladning kan resultere i overophedning, brug og endda eksplosion. Derfor er der restriktioner i forhold til at have lithium-batterier med om bord på fly.

Det skal dog nævnes, at lithium-batterier normalt har overstrøms- eller termisk beskyttelse eller ventilationsåbninger for at forhindre en eksplosion.

Sølvoxid

Sølvoxid-batterier anvendes til armbåndsure, høreapparater og andre små enheder.

I sølvoxid-batterier anvendes sølvoxid som katoden, hvor anoden er zink. Som elektrolyt anvendes kaliumhydroxid.

Sølvoxid-batterier fås som knapcellebatterier, og refereres til med SR.

Når du bruger et sølvoxid-batteri skal du være opmærksom på at batteriet kan begynde at lække, når det er udtjent.

Zink-klorid

Zink-klorid-batterier, som også refereres til som Heavy Duty eller Super Heavy Duty batterier, er en nyere version af brunstensbatteriet. Det er dog heller ikke brugt så ofte som alkaline batterier, da zink-klorid batteriet har kortere levetid.

Zink-klorid-batterier indeholder, ligesom brunstensbatterier, mangandioxid som katode, og zink som anode. Til forskel fra brunstensbatteriet, så anvendes der som elektrolyt primært zinkklorid.

Zink-klorid-batterier fås oftest som 9V, AA og AAA batterier, og de anvendes blandt andet i lommelygter og radioer.

Zink-klorid-batterier er ligesom alkaline og brunstensbatterier tilbøjelige til at lække, og bør opbevares tørt og ved stuetemperatur.

Zink-luft

Zink-luftbatterier er knapcellebatterier, som oftest er brugt i høreapparater, da brugen af luft gør dem letvægtige.

I zink-luftbatterier anvendes zink til anoden, og til katoden anvendes der aktivt kul. Den aktive kul optager og udnytter luftens ilt til oxidationsprocessen. Elektrolytten består af kaliumhydroxid.

Zink-luftbatterier er generelt stabile, og har ikke samme risiko for overophedning som andre batterier. Batteriet er dog udstyret med ventilationshuller for at reducere opbygning af tryk.

Sekundære batterier

De sekundære batterier er de genopladelige batterier. Her kan cellereaktionen forløbe i begge retninger, og dermed kan batteriet tilføres energi fra en ekstern strømkilde, så det genoplades.

De mest almindelige genopladelige batterier er bly-syre-batterier, nikkel-metalhydrid, og lithium-ion batterier.

Bly-syre

Bly-syre batterier, som også kaldes for bly-syre-akkumulator, bruges almindeligvis som startbatterier i køretøjer med forbrændingsmotorer, herunder biler, lastbiler, motorcykler og både.

I bly-syre batterier bruges bly til anoden, og blydioxid til katoden. Svovlsyre anvendes som elektrolyt.

I person- og varebiler har batteriet normalt en spænding på 12V, mens lastbiler og busser har 24V i stedet.

Bly-syre kan udgøre en vis sikkerhedsrisiko, da de kan udvikle en eksplosiv gas, særligt ved opladning, og der er derfor en risiko for eksplosion. Det er derfor vigtigt at disse batterier håndteres korrekt og efter sikkerhedsanvisningerne.

Hvis bly-syre batterierne opbevares afladet i længere tid, så kan det resultere i at batteriet ikke vil kunne oplades på grund af sulfatering, som er krystallisation af blysulfat.

Lithium-ion

Lithium-ion batterier anvendes i en langrække af forskellige teknologier. Det er blandt andet den type batteri, som du finder i din mobiltelefon, bærbare computer, og lignende. Det er også brugt i elbiler.

Materialerne i lithium-ion batterier varierer alt efter batteriets anvendelse.

Anoden i et lithium-ion batteri er typisk grafit, hvor der ofte anvendes lithium-koboltoxid, lithium-manganoxid eller lithium-jernfosfat til katoden. Elektrolytten består af lithiumsalte opløst i en blanding af organiske carbonater.

Lithium-ion batterier kan udgøre en sikkerhedsrisiko, da de indeholder en brændbar elektrolyt og kan komme under tryk, hvis de bliver beskadiget. En battericelle, der oplades for hurtigt, kan forårsage kortslutning, hvilket kan føre til overophedning, eksplosioner og brande.

Det er derfor vigtigt at batterierne håndteres korrekt og efter sikkerhedsanvisningerne. Af samme grund er der restriktioner i forhold til at have lithium-ion batterier med om bord på fly.

Nikkel-cadmium

Nikkel-cadmium, NiCd, batterier var før almindeligt anvendte som genopladelige batterier, men bliver i dag sjældnere brugt på grund af deres indhold af cadmium, som er miljøskadeligt.

NiCd-battier anvender cadmium som anode, og nikkeloxid som katode. Elektrolytten består af kaliumhydroxid.

Nikkel-metalhydrid batteriet og Li-ion har de fleste steder erstattet NiCd-batteriet. Dette skyldes at NiCd-batterier indeholder mellem 6% og 18% cadmium, som er et giftigt tungmetal og derfor kræver særlig omhu under bortskaffelse.

EU vedtog en lov i 2016, der har gjort at NiCd-batterier vil kun være tilladt til brug i nødsystemer og belysning, såsom alarmer, og i medicinsk udstyr.

Nikkel-metalhydrid

Nikkel-metalhydrid, NiMH, batterier bliver anvendt mindre i bærbare computere og mobiltelefoner i dag, efter at lithium-ion batterierne tog over.

I NiMH batterier består katoden af nikkeloxid-hydroxid, og en alkalist elektrolyt, ofte kaliumhydroxid. Anoden har en hydrogenabsorberende legering, og består ofte af en blanding af metaller, såsom nikkel, mangan, og andre metaller.

NiMH batterier bliver stadig ofte anvendt som genopladelige batterier, og fås bl.a. som AA og AAA batterier, samt C, D og 9V batterier.

NiMH batterier anses generelt for at være sikre, men overopladning af batterierne kan potentielt medføre varmeudvikling og øge risikoen for lækage.

Solid-state

Solid-state batterier er en videreudvikling på lithium-ion batterierne. Solid-state batterierne forventes at blive brugt i el-biler tidligst i år 2027.

Solid-state batterierne indeholder elektrolytter i fast form frem for de flydende elektrolytter som findes i lithium-ion batterier.

Den faste elektrolyt skulle øge sikkerheden, og potentielt give en længere levetid og hurtigere opladning.

Hvis du vil læse mere om fremtidens batterier, så læs mere under afsnittet Fremtidens batterier: Solid-state batterier nedenfor.

Batterikapacitet

Batterikapacitet måles i mAh, hvilket står for milliampere-hour, og angiver energi ladningen som et batteri kan holde, og hvor længe en enhed kan køre før batteriet er afladet.

mAh er ofte brugt til at vurdere batteri kapacitet hos mobiltelefoner, laptops, ure, elværktøj, og andre enheder. Det bruges også for almindelige batterier som AA og AAA batterier, samt C, D, og 9V batterier.

For eksempel, iPhone 14 Pro er vurderet til 3.200 mAh. Det vil sige, at ved en fuld opladning kan batteriet rumme en 3.200 mA ladning. Hvis mobilen bruger gennemsnitlig 200 mA per time, så skulle den kunne holde cirka 16 timer. Hvis forbruget ligger tættere på 100 mA i timen, så skulle mobilen holde cirka 32 timer.

Det vil sige, jo højere mAh, jo mere strøm har batteriet kapacitet til at bevare og bruge.

Det skal dog nævnes, at andre faktorer også kan påvirke batterikapaciteten på et batteri, såsom temperaturer, hvordan enheden bruges, hvordan det oplades, og batteriets alder.

Hvis du vil vide mere om kapaciteten af strøm på elektroniske enheder, så kan du læse mere i vores indlæg om mAh.

Batterilevetid - Så længe holder de typisk

Vi har alle oplevet, at batterier bliver dårligere over tid, blandt andet en mobiltelefon som skal oplades oftere og oftere. I dette indlæg kan du læse om hvad der kan påvirke dit batteris levetid.

Dit batteris levetid afhænger af hvilken type af batteri du har.

De fleste lithium-ion batterier i mobiltelefoner har cirka 500 opladningscyklusser, før batteriets levetid forringes, hvis det bruges korrekt. Batterierne i bærbare computere har cirka 1000 opladningscyklusser.

Tid inden 20% Reduceret Batterikapacitet
Enhed	Antal opladningscyklusser	Antal år
iPhone 11	Ca. 500	Ca. 2
MacBook Pro 2023	Ca. 1000	Ca. 5
Apple Watch	Ca. 1000	Ca. 5
iPad	Ca. 1000	Ca. 5

Disse tal er oplyst af Apple, og kan findes på deres support side.

Forstå batterilevetiden: Hvad påvirker dit batteris levetid?

Ved at forstå, hvad der påvirker dit batteris levetid, kan du bedre optimere batteriets ydeevne. Generelt har et batteri en levetid på 1-5 år. Alt fra typen af batteri, til temperaturer, opladning, og hvordan du opbevarer dit batteri kan reducere batteriets levetid.

Kan temperaturer påvirke levetiden på dit batteri?

Temperaturen kan påvirke levetiden på dit batteri. Batterier fungerer generelt bedst ved omgivelses temperaturer mellem 15 °C og 30 °C. Jo mere temperaturen afviger fra dette område, desto mere vil levetiden reduceres. Nogle batterier kan dog holde til varmere eller lavere temperaturer.

Varme

Levetiden for batteriet reduceres, hvis du bruger det ved høje temperaturer. Anbringer du et batteri et varmt sted, som for eksempel i direkte sollys eller på en varm radiator, så vil levetiden af batteriet reduceres meget hurtigere.

Hvis et batteri har en temperatur på 50 °C eller derover, så reduceres batterilevetiden mere end fire gange hurtigere end som ved en temperatur på 20 °C.

Kulde

Når batterier bliver udsat for kulde, bliver de kemiske reaktioner inde i batterierne langsommere. Dette kan resultere i nedsat ydeevne og kortere levetid. Du bør undgå at oplade et meget koldt batteri.

Kan opladning og afladning påvirke batteriets levetid?

Opladning og afladning af dit batteri kan påvirke levetiden.

For lithium-ion, Li-Ion, batterier, som findes i blandt andet bærbare computere og mobiltelefoner, kan overopladning, eller dybe afladninger, slide på batteriet, og kan forringe dets levetid.

For nikkel-metalhydrid batterier, NiMH, kan overopladning slide på batteriet, og dermed forringe batteriets levetid.

Påvirker opbevaringsmetoden batteriets levetid?

Hvordan du opbevarer dit batteri kan også påvirke dets levetid. Dette skyldes at de gentagne reaktioner, som sker inde i batteriet, slider på komponenterne i batteriet.

Batteriet bør opbevares ved stuetemperatur, da kulde og varme kan reducere batteriets levetid og kapacitet. Batteriet bør derfor heller ikke opbevares i direkte sollys.

Hvis det er batteriet på din bærbare computer, så bør du slukke den helt før du lægger den i en taske eller et sleeve, da batteriets temperatur kan blive for højt, hvis køleribber og blæser dækkes til.

Batterier kan også få reduceret deres levetid ved opbevaring i opladeren, efter batteriet er opladet, da overopladning kan slide på batteriet.

Kan brugen påvirke levetiden på dit batteri?

Hvordan du bruger din enhed kan påvirke batteriets levetid.

Hyppig brug, tunge opgaver og krævende applikationer kan resultere i hurtigere slid på batteriet sammenlignet med let brug til mere basale opgaver.

Når din enhed skal håndtere tunge opgaver eller krævende applikationer har den brug for mere strøm, hvilket kan føre til mere intense kemiske reaktioner inde i batteriet. Dette kan medføre øget slid på batteriets elektroder, hvor materialerne bliver gradvist nedbrudt.

Derudover, kan den hyppige brug, de tunge opgaver, og krævende applikationer genere mere varme inde i batteriet, hvilket kan accelerere sliddet på batteriet.

Hyppig brug vil også føre til flere op- og afladninger af batteriet. Dette skyldes at de gentagne reaktioner, som sker inde i batteriet, slider på komponenterne i batteriet.

Sådan kan du forlænge dit batteris levetid

Her kan du finde tre råd til hvordan du kan forlænge dit batteris levetid.

#1 - Oplad dit batteri korrekt

Billede: Illustration af tips til batterier. Udarbejdet af avXperten personale.

Levetiden af et batteri kan forlænges ved at oplade batteriet korrekt. Hvordan et batteri bør oplades afhænger af batteritypen.

For li-ion batterier, som det der findes i blandt andet din mobiltelefon eller bærbare computer, er det bedst ikke at lade det oplade eller aflade helt, da det kan forringe deres levetid.

På nuværende tidspunkt kan det typisk være en god ide at holde batteriniveauet på en mobiltelefon mellem 30-80 % for at undgå for meget slid på dit lithium-ion batteri.

For NiMH batterier kan det være en god idé at oplade batteriet fuldt en gang om måneden, dog er det ikke nødvendigt at gøre det hver gang.

Det er dog vigtigt en gang imellem at aflade batteriet helt, da der kan ophobes krystaller inde i batteriet, som kan have indflydelse på dets kapacitet. Ved at aflade batteriet helt fjernes krystallerne.

#2 - Brug den rigtige oplader

Det er vigtigt at du bruger den rigtige oplader til dit batteri. Hvis du bruger en for kraftig oplader, kan det skade batteriet, og dermed reducere batteriets levetid.

I nogle tilfælde kan det kortslutte batteriet og endda din enhed, hvis du bruger en oplader, som er for kraftig i forhold til hvad batteriet i din enhed kan holde til.

#3 - Undgå ekstreme temperaturer

Det er vigtigt at undgå for høje eller for lave temperaturer, da det kan påvirke dit batteris levetid.

Levetiden for batteriet reduceres, hvis du bruger det ved høje temperaturer. Så undgå at placere dit batteri i direkte sollys, eller i nærheden af høj varme, såsom på en radiator. Undgå også at overophede din enhed, f. eks. bærbar computer eller mobiltelefon.

Batteriets ydeevne kan også påvirkes ved meget lave temperaturer, og derfor frarådes det at oplade batteriet hvis det har en lav temperatur. Vent derfor til batteriet har fået stuetemperatur, mellem 15-25 °C, før du oplader det.

Disse tre råd kan variere fra enhed til enhed, og fra batteritype til batteritype.

Typer af batterier og hvordan deres levetid varierer

Der findes forskellige typer af genopladelige batterier, og levetiden på et batteri varierer alt efter typen.

I dette afsnit har jeg taget udgangspunkt i bly-syre, lithium-ion og NiMH batterier, for at give et indblik i, hvordan levetiden kan variere alt efter typen af batteri.

Blysyre

Blysyre-batterier bruges hovedsageligt i køretøjer, bl.a. i gaffeltrucks, elektriske scootere, handicap-køretøjer mm.

Blysyre-batterier mister kapacitet ved lave temperaturer. Der kan ses en reduktion på 25-30% når temperaturen i batteriet går fra 20 °C til -10 °C.

Dybe afladninger af batteriet kan ødelægge batteriet. Hvis batteriet er afladet for længe, så kan det resultere i at batteriet ikke vil kunne oplades på grund af sulfatering, som er krystallisation af blysulfat.

Nikkel-metalhydrid

Nikkel-metalhydrid, NiMH, batterier bliver anvendt mindre i bærbare computere og mobiltelefoner i dag, efter at lithium-ion batterierne tog over.

NiMH batterier kan anvendes ved lavere temperaturer, dog mister de mindre kapacitet. Der kan ses en reduktion på 5-10% når temperaturen går fra 20 °C til -10 °C.

Overopladning kan slide på batteriet, og dermed forringe batteriets levetid. I værste tilfælde kan overopladning også føre til lækage.

Lithium-ion

I dag er lithium-ion, Li-ion, batterier den mest anvendte type af batteri i bærbare computere, tablets, mobiltelefoner etc.

Et li-ion batteri kan ofte holde til cirka 500-1000 op- og afladninger, hvis det bruges korrekt.

Li-ion batterier er temperaturfølsomme, og kulde og varme har en negativ effekt på batteriets levetid. Ydeevnen reduceres jo lavere temperaturen af batteriet er, og ved temperaturer under 0 °C frarådes opladning. Hvis batteriet bliver brugt ved høje temperaturer forringes batteriets levetid også.

Dyb afladning og overopladning slider også på batteriet, og kan forringe levetiden.

Fremtidens batterier: Solid-state batterier

Solid-state batterier er en videreudvikling på lithium-ion batterierne. Batterierne er stadig under udvikling, men forventes at kommercialiseres i 2027.

Hvem laver Solid-state batterier?

NASA arbejder på et projekt kaldet SABERS, som står for “Solid-state Architecture Batteries for Enhanced Rechargeability and Safety”. Her arbejder de på at udvikle et solid-state batteri som skal kunne bruges i luftfartøj.

Flere bilproducenter arbejder på at udvikle solid-state batterier til at erstatte lithium-ion batterierne i el-biler. Toyota regner med snart at kunne producere solid-state batterier for elbiler, som de vil kommercialisere i 2027 eller 2028.

Det største problem bilproducenterne har, i forhold til solid-state batterier, er, hvordan de skal producere batterierne til at kunne bygge prisvenlige elbiler.

Fordelene ved Solid-state batterier

Herunder vil jeg dykke ned i, hvad fordelene er ved solid-state batterierne.

Større kapacitet

Solid-state batterier kan lagre mere energi end lithium-ion batterier.

SABERS projektet, som udføres af NASA, har demonstreret at solid-state batterier kan drive enheder med en stor kapacitet på 500 watt-timer pr. kilogram, hvilket er det dobbelte af en elbil.

Lettere batterier

Solid-state batterier vejer mindre end lithium-ion batterier.

Dette skyldes, at konstruktionen og indpakningen af batteriet kan være lettere, da solid-state batterierne ikke indeholder brandfarlige væsker.

Samtidig kan hver battericelle opbevares i samme indpakning, hvorimod lithium-ion batterier opbevares i hver deres separate indpakning. Derfor kan et solid-state batteri gøres 30-40% lettere end lithium-ion batterier.

Større sikkerhed

Solid-state batterier har potentialet til at være mindre brandfarlige end lithium-ion batterier.

Dette skyldes at hvis et flydende elektrolyt batteri, som lithium-ion, punkterer, kan de to sider af elektrolytten flyde sammen, hvilket kan føre til en ukontrolleret strøm af energi, som efterfølges af en brand.

Forskellen på Lithium-ion og Solid-state

Herunder vil jeg forklare hvordan et solid-state batteri er opbygget, og hvordan det er forskelligt fra lithium-ion batterierne.

Billede: Illustration af forskellen på Li-ion og Solid-State. Udarbejdet af avXperten personale.

Lithium-ion batterier

Lithium-ion batterier består af katoder og anoder, som er henholdsvis de positive og negative elektroder. Derudover består batteriet af en flydende, eller gel, elektrolyt, som transporterer positivt ladede lithium-ioner fra anoden til katoden, og omvendt, igennem separatoren. Flytningen af lithium-ioner skaber frie elektroner i anoden, som skaber en ladning ved den positive strømsamler.

Solid-state batterier

Solid-state batterier er opbygget på næsten samme måde som lithium-ion batterier. Den største forskel er elektrolytten. Elektrolytten i solid-state batterier er i fastform, frem for flydende eller en gel, som den er i lithium-ion batterierne. Dette gør det muligt at undvære separatoren.

Da separatoren ikke er nødvendig i solid-state batterierne, er det muligt at bygge batterierne mindre.

FAQ

Hvorfor holder batterier ikke?

Batterier har en begrænset levetid af forskellige årsager relateret til deres kemiske sammensætning og brug. Overtid nedbryder de kemiske reaktioner inde i batteriet dets komponenter, hvilket fører til, at kapaciteten og ydeevnen reduceres.

Hvor lang levetid har et batteri?

Et lithium-ion batteri kan holde til cirka 500-1000 opladningscyklusser, hvis det bruges korrekt. I nogle tilfælde kan du opleve mindre eller flere opladningscyklusser afhængigt af bl.a. enheden, kvaliteten af batteriet, samt hvordan det behandles.

Kan ubrugte batterier blive for gamle?

Selv batterier, der ligger hjemme i skuffen, bliver dårligere over tid.

Batterier virker ved hjælp af kemiske reaktioner, som danner energi. Over tid nedbryder disse reaktioner de kemiske komponenter, hvilket fører til, at kapaciteten og ydeevnen reduceres.

Hvor lang tid kan batteriet i en mobiltelefon holde?

Batteriet på en mobiltelefon i dag virker typisk ved optimal kapacitet i 2 til 3 år, hvilket svarer til cirka 300-500 opladningscyklusser.

Hvis du behandler den godt, kan din mobiltelefon godt kan den ofte holde fire til fem år.