FHT loggo Försvarets Historiska Telesamlingar

Armén loggo

Laddningsbara batterier


 

Alkalibatteri

Blyackumulator. (Bild kommer!) Alkalibatteri typ D22 (Dubbelcell 22 Ah), M2673-103000.

Blyackumulatorn består av blyplattor, nedsänkta i utspädd svavelsyra. De positiva plattorna är omsatta till blysuperoxid, medan de negativa består av finfördelat metalliskt bly. När ackumulatorn belastas uppstår en elektrisk ström. Svavelsyran uppdelas i väte- och svavelsyre- joner. Svavelsyrejonerna vandrar till den negativa plattan och bildar där blysulfat. Vätejonen vandrar till positiva plattan och bildar där tillsammans med svavelsyran och blysuperoxiden till blysulfat och vatten. Svavelsyran blir allt mer utspädd under urladdningen. Ackumulatorns kapacitet kan kontrolleras genom att mäta syrans densitet med en batterisyraprovare. Cellspänningen är ca 2,2 V. Vid laddning går de kemiska reaktionerna i motsatt riktning. När batteriet är nästan fulladdat utvecklas det syre vid den positiva polen och väte vid den negativa polen. Batteriet ”kokar”. Vid laddning stiger cellspänning till ca 2,4 V, motsvarar 14,4 V för ett 12 V-batteri. Blyackumulatorn har en relativt hög självurladdning, som är beroende av temperaturen, efter ca 3 månader i rumstemperatur har kapaciteten gått ner till cirka 50 %. Detta kan kompenseras med s k underhållsladdning. Problemet i våra mobiliseringsförråd har varit att bestämma hur stor underhållsladdningen skall var för de olika objekten. Laddningsspänningen är beroende av temperaturen, vid kyla måste laddningsspänningen höjas mer än 2,4 V. Laddar man för mycket kokar batteriet och vätska avgår, cellerna kommer i fria luften och oxideras. Laddar man för lite sulfaterar cellerna.

Vid stark kyla går den kemiska processen långsamt, batteriet lämnar mindre ström, på grund av att det inre motståndet stiger. Ett fordons startbatteri har svårt att lämna tillräcklig ström till startmotorn. På de militära terrängfordon är därför startbatteriet försett med elektrisk uppvärmning för att underlätta start i kyla.

Torrladdade blyackumulatorer. För att komma runt problemet med självurladdning, laddas batterierna vid tillverkningen, syran töms ut och cellerna förseglas. I mobiliseringsförrådet förvarades batterierna utan syra. Före användningen fylldes svavelsyra i batterierna, och efter omkring en halvtimme i rumstemperatur fungerade batterierna. Vid låg temperatur tog processen lång tid. För att påskynda reaktionen kunde syra och batterier förvaras i värmeskåp som höll cirka fem plusgrader Celsius. Vid vissa förband exempelvis radiolänkkompani åtgick vid krigsförbandsövning ett stort antal 12 volt batterier. Vad skulle man göra med batterierna efter övningen? Det försöktes med att anordna batteripooler där förbanden lånade av varandra med ibland större, ibland mindre framgång.

Alkaliska ackumulatorer.

Ernst Waldemar Jungner (1869–1924) tog 1899 ut patent på en alkalisk ackumulator, Nife-ackumulator. I ackumulatorn består den positiva polen av nickelhydroxid i brikettform mellan band av järn. Den negativa polen görs av järn och kadmium. Polerna är nedsänkta i kaliumhydroxid och vatten. Plattorna isoleras från varandra med ebonit, numera plast. Vid laddning oxideras den positiva polen, vid den negativa polen reduceras kadmiumhydroxid till rent kadmium. Vid urladdning oxideras åter den negativa polen och den positiva polen reduceras. Elektrolyten påverkas ej av processen. Cellspänning är 1,2 V. Självurladdning är mycket låg, och cellerna tål många upp- och urladdningar. Ett stort användningsområde för Nife-ackumulator har varit som reservkraft vid telestationer, nödbelysning och dylikt. Inom försvaret har Nife-ackumulator använts till att driva belysnings- och radiostationsutrustningar. Ett standardbatteri är D18, som innehåller två celler och ger en spänning 2,4 V och med en kapacitet 18 amperetimmar (Ah). Batterilådan till Ra 120 innehöll tre stycken seriekopplade D18 viket gav en spänning på 7,2 V.

Utveckling av batterier

Nickel- kadmium ackumulator (NiCd). På 1970-talet då halvledarbestyckade utrustningar anskaffades med betydligt lägre strömförbrukning än de äldre utrustningarna kunde mindre och smidigare batterier anskaffas. Till radio Ra140 och Ra145 bestyckades batterilådor med celler av nickel- kadmiumtyp. Funktionen är den samma som för NiFe med den skillnaden att järnet har utbytts mot kadmium. Cellerna har en polspänning på 1,2 V. Cellerna finns i samma mekaniska storlek som engångsbatterierna. Cellerna till radio Ra140 och Ra145 hade en kapacitet på 3,5–4,5 Ah.

Nickelkadmiumceller har en hög självurladdning. Uppladdning måste ske med låg strömstyrka. Normal laddningstid är tio till tolv timmar. Antal uppladdningar är maximalt omkring 200 gånger. Batterier som ej töms helt innan uppladdningen erhåller ej nominell kapacitet, ”får ett minne”. För att minska självurladdningen kan batterier förvaras i frys på samma sätt som engångsbatterier.

Nickelmetallhybridackumulator benämns NiMH. På senare år har det utvecklats celler som tål tusentals upp- och urladdningar. Cellerna är uppbyggda av ett stort antal metaller, exempel: nickel, mangan, magnesium, kobolt. Anoden är isolerad från katoden med en plastslang, botten av kärlet är minuspolen, medan det plastöverdragna metallocket är pluspol. NiMH celler har cirka 50 % högre kapacitet än motsvarande nickel-kadmium. Självurladdningen är hög. Cellen tappar omkring 50% av kapaciteten på en månad. Man behöver ej tömma cellen helt innan uppladdningen, den har inte ”minne”. Laddningen kan ske med betydligt större ström, laddningstiden är minst en timme. Den stora laddningsströmmen gör dock att cellen blir mycket varm och kan orsaka brand. Det finns även NiMH - celler där man har prioriterat liten självurladdning, på bekostnad av antalet uppladdningar. Dessa celler levereras uppladdade. Leverantören Duracell kallar dem Active Charge.

Litiumjonackumulator, benämns Li-Ion.
Litiumjonackumulator är en ackumulator som har en cellspänning 3,7 V. Cellen har en mycket låg självurladdning. Den har inget minne vid laddning och klarar 1000- tals upp- och urladdningar. Li-Ion celler används i bärbara datorer, mobiltelefoner, digitalkameror, sladdlösa verktygsmaskiner och så vidare.