Battericellens uppbyggnad

 

En battericell består i huvudsak av tre kemiska aktiva komponenter, varav två utgör cellens elektroder. Den negativa elektroden kallas anod och är vanligtvis en metall. Den positiva elektroden för katod, vilken vanligtvis är en metalloxid, en förening som bildas när en metall kemiskt förenas med syre. Järnoxid är ett exempel på en metalloxid som i dagligt tal kallas för rost. Det vita pulver som bildas på aluminiumfönster som är utsatta för väder och vind är aluminiumoxid. I båda fallen kommer syret från luften. Battericellens anod och katod är förbundna med strömledare.

Inuti cellen är anod och katod “nedsänkta” i ett material som har en förmåga att leda elektricitet, en s.k. elektrolyt. Elektrolyten utgörs i flesta fall av en vattenlösning, men förekommer i en del battericeller även i fastform.

Det alkaliska batteriet har för övrigt fått sitt namn från elektrolyten, kaliumhydroxid, vilket är ett alkaliskt ämne. Valet av material i battericellen är beroende på dess förmåga att lämna eller attrahera elektroner, vilket är en förutsättning för att en elektrisk ström skall kunna genereras. Anodmaterialet, vilken alltid är olika katodens, har en större benägenhet att lämna elektroner än katoden. Inom systemet finns det med andra ord ett inbyggt förhållande mellan anod och katod.

I det alkaliska batteriet används zink (Zn) som anod och mangandioxid (MnO2) som katod. Som elektrolyt används en vattenhaltig lösning av kaliumhydroxid (KOH).

battericell1_batteriforeningen

En battericells uppbyggnad.

Om nu strömledaren från anod och katod sammankopplas med en yttre belastning, exempelvis en glödlampa, kopplar vi faktiskt ihop anodens metall med katodens metalloxid. Anodmaterialet avger elektroner vilka vandrar genom den yttre belastningen till katoden.

Då metallatomerna frigör elektroner startar en jonvandring från anoden genom elektrolyten till katoden. Den kemiska processen i cellen pågår och en ström flyter tills katoden har avgett allt sitt syre och anoden på motsvarande sätt har oxiderats. Cellen har då avgett all sin energi. Hur lång tid detta tar beror på hur stor ström (belastning) som cellen utsatts för och om den användes kontinuerligt eller intermitent.

battericell2_batteriforeningen

Anoden utgör batteriets minuspol

Enligt elektrokemin definieras den aktiva komponent i battericellen som oxideras vid urladdning för anod. Anoden utgör m.a.o. battericellens (-)-Pol.