Uppbyggnad (Zinc/Carbon)
brunstensbatt_genomsk_batteriforeningen

Ett typiskt cylindriskt brunstensbatteri i genomskärning

Detaljerad genomskärning

I det traditionella brunstensbatteriet består bägaren av zink vilken samtidigt fungerar som anod (minuspol).

I mitten av batteriet är en kolstav placerad och runt denna, i galvanisk kontakt med kolstaven, en kärna av mangandioxid blandad med grafitpulver vilken utgör battericellens katod-material.

Den engelska benämningen för brunstensbatteriet, zinc carbon battery, kommer just från användningen av denna kolstav. Detta har vållat en viss begreppsförvirring då många kallar batteritypen för zink-kolbatteri i tron att kolet ingår i batteriets elektrokemiska process. Kolstavens uppgift är enbart som strömsamlare för katoden och ingår ej som en aktiv komponent i den elektrokemiska processen.

Som isolering mellan zinkbägaren och katoden finns en s.k. separator. För att säkerställa god kontakt är separator och katodmaterial indränkt med elektrolyt, en lösning av ammoniumklorid, NH4Cl (salmiak) och zinkklorid ZnCl 2.

 

6F22batteri_batteriforeningen

Uppbyggnad av 9 Voltsbatteriet (IEC 6F22)

 

Skillnader i uppbyggnad

Uppbyggnaden hos det alkaliska batteriet är mycket likt den hos brunstensbatteriet. Båda har zink som anodmaterial och mangandioxid som katodmaterial. Det alkaliska batteriet är dock helt inkapslat i en stålbägare där batteriets positiva pol är utstansad i bägarens botten. Genom denna ”bakvända” konstruktion, jämfört med brunstensbatteriet, blir själva batteriets topp minuspol och botten blir pluspol.

De viktigaste skillnaderna mellan det alkaliska batteriet och brunstensbatteriet

  • Brunstensbatteriets bägare, zink, används inte bara som bägare utan ingår även i den elektrokemiska processen. Det betyder att risk för läckage om uttjänta batterier får ligga kvar i utrustningen.
  • Beroende på att det alkaliska batteriet innehåller pulvriserad zink erhålls en betydligt större anodyta och genom den omedelbara kontakten med elektrolyten ökar batteriets verkningsgrad.
  • Den högvärdiga mangandioxiden indränkt i elektrolyt ger det alkaliska batteriet hög belastbarhet.
  • Den alkaliska elektrolyten i det alkaliska batteriet är en bättre jonledare än den sura elektrolyten i brunstensbatteriet och ger bättre konduktivitet.
  • Det alkaliska batteriet ger oavsett belastning längre driftstider än brunstenbatteriet och har avsevärt mycket bättre lågtemperaturegenskaper.

Olika typer av brunstensbatter (Zinc/Carbon)

brunstensbatterier

Brunstensbatteriet var det första konsumentbatteriet. Marknaden för denna batterityp minskar hela tiden och begränsas idag till strömförsörjning av strömsnål utrustning. Äldre radioapparater, brandvarnare, ringklockor och enklare ficklampor är typiska användningsområden för brunstenbatteriet.

Genom att använda olika renhetsgrad hos mangandioxiden erhålls olika egenskaper hos brunstensbatteriet. Batteritypen förekommer på världsmarknaden i utförande som bl.a.”transistorbatteri” och “högeffektsbatteri” för motordrift.

Konventionell typ -Salmiak

Det enklaste brunstensbatteriet innehåller salmiak som elektrolyt. Om batteriet inte avlägsnas från batterihållaren när batteriet är urladdat finns risk för läckage och elektrolyt läcker ut i batterihållaren.

Zinkklorid-typ

Brunstensbatteriet av zinkklorid-typ är en förbättrad version av det konventionella brunstensbatteriet. I sin uppbyggnad är zinkklorid-batteriet mycket likt brunstensbatteriet.

Som katodmaterial används mangandioxid med en högre renhetsgrad och som elektrolyt används zinkklorid, vilket ger bättre prestanda. Zinkkloriden har ytterligare en fördel. Under urladdning torkar batteriet ur och detta motverkar läckage vid överbelastning. (Det konventionella brunstensbatteriet löser ut vatten vid urladdning vilket gör att denna batterityp är mer läckagebelägen). Zinkklorid-batteriet har därför bättre egenskaper än det konventionella brunstensbatteriet att leverera hög ström.

Fördelar och nackdelar

Fördelar

En av fördelarna med brunstensbatteriet är att de är enkla och framför allt billiga att tillverka. Batteriets anod utgör även batteriets bägare. Denna konstruktion hos brunstensbatteriet innebär dock ett flertal nackdelar.

Nackdelar

Oxideringen av zinken under urladdning sker olinjärt och kan resultera i små hål i zinkbägaren ( i synnerhet då batteriet är helt urladdat). Då zinken utgör själva bägaren till batteriet finns risk för att elektrolyt kan läcka ut och ge frätskador i batterihållare. En annan nackdel hos brunstensbatteriet är att de ej klarar av hög belastning under längre tid. Under urladdning med hög ström bildas ett lösligt salt vid elektroderna, en process som kallas polarisation, vilket kraftigt reducerar verkningsgraden och driftstiden hos batteriet. Vid användning av brunstensbatterier vid låga temperaturer erhålls en kraftigt reducerad driftstid.

Vid användning av utrustning som drar mycket hög ström, exempelvis stereoapparater eller kameror eller för användning vid låga temperaturer rekommenderas alltid alkaliska batterier som räcker betydligt längre.

Brunstensbatterier av zinkklorid-typ fungerar dock utmärkt i strömsnål utrustning under intermittent drift, exempelvis ficklampor, leksaker mm.

Användningsområde/Kännetecken

Vanligaste Rundceller 1,5 Volt
R14 (C) samt R20 (D)

Vanligaste Batterier Användningsområde Spänning (Volt)
3R12 / 4,5V Ficklampor 4,5
4R25 / 6V Handlyktor, vägavstängningslyktor 6
6F22 / 9V Brandvarnare, fjärrkontroller 9

Miljöanpassning

Brunstensbatterier är fria från tillsats av tungmetallerna kvicksilver eller kadmium.

Enligt den nya batteriförordningen skall batteriet märkas med återvinningssymbol, överkorsad soptunna. Då batteritypen innehåller mer än 40ppm bly skall märkningen även innehålla den kemiska symbolen för bly.

Xbin-pb