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. Den nominella spänningen är ca 1,5 V.

Uppbyggnad
brunstensbatt_genomsk_batteriforeningen

Ett typiskt cylindriskt brunstensbatteri i genomskärning

I det traditionella brunstensbatteriet består höljet av zink, vilken samtidigt fungerar som anod (minuspol). I mitten av batteriet är en kolstav placerad och runt denna, i galvanisk kontakt med kolstaven, finns mangandioxid blandat med grafitpulver vilken utgör battericellens katodmaterial (pluspol). Som isolering mellan zinkbägaren och katoden finns en separator. Både separator och katodmaterial är indränkt med elektrolyt, en lösning av ammoniumklorid, NH4Cl (=salmiak) och zinkklorid, ZnCl2.

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

Olika typer av brunstensbatterier

brunstensbatterier

Salmiak-typ (Konventionell typ)

Det enklaste brunstensbatteriet innehåller salmiak (NH4Cl) som elektrolyt. Om batteriet inte avlägsnas från batterihållaren när batteriet är urladdat finns risk för läckage och att elektrolyt läcker ut i batteriutrymmet.

Zinkklorid-typ

Brunstensbatterier av zinkklorid-typ är en förbättrad version av det konventionella brunstensbatteriet. Som katodmaterial används mangandioxid men med en högre renhetsgrad och som elektrolyt används zinkklorid (ZnCl2), vilket ger bättre prestanda i form av längre livstid och stabilare spänning. 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 läckagebenägen). 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. Brunstensbatterier av zinkklorid-typ fungerar utmärkt i strömsnål utrustning under intermittent drift, exempelvis i ficklampor och leksaker.

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 inte klarar av hög belastning under längre tid. Under urladdning med hög ström faller spänningen i batteriet snabbt vilket förkortar driftstiden hos batteriet. Driftstiden påverkas även negativt vid användning vid låga temperaturer. Vid användning av utrustning som drar mycket hög ström eller för användning vid låga temperaturer rekommenderas alltid alkaliska batterier som räcker betydligt längre.