Scheikunde

batterijen


Inleiding

Het tijdperk van (niet) oplaadbare batterijen is bijna voorbij. Steeds meer apparaten worden voorzien van ingebouwde accu's die simpelweg doormiddel van de bijgeleverde oplader kunnen worden opgeladen. De zoektocht naar nieuwe batterijen door het hele huis omdat de oude leeg of kapot zijn heeft plaatsgemaakt voor de zoektocht naar de juiste oplader in de brei aan opladers in de keukenlade. Tot overmaat van ramp zitten de draadjes van al deze opladers altijd door elkaar en ben je gemiddeld zo'n vijf minuten verder voordat je de juiste oplader eindelijk hebt gevonden. Zo kent het nieuw aangebroken tijdperk van accu's niet alleen voordelen ten opzichte van de tijd van losse batterijen. Wel is het een feit dat accu's van deze tijd vele malen krachtiger en kleiner zijn geworden. Zo heeft ieder nadeel dan toch ook weer zijn voordeel.

Werking

De werking van een (oplaadbare) batterij is gebaseerd op een chemische reactie die in de batterij plaatsvindt. Deze chemische reactie maakt elektronen vrij die vervolgens van de min-pool naar de plus-pool kunnen stromen. Tussen de twee polen in kan bijvoorbeeld een lampje worden geplaatst waardoor deze kan gaan branden. Het verschil tussen oplaadbare en niet-oplaadbare batterijen zit hem in het feit dat de chemische reactie die elektronen vrijmaakt bij oplaadbare batterijen omkeerbaar is. Bij niet-oplaadbare batterijen is de chemische reactie die plaatsvindt onomkeerbaar waardoor de batterij na verloop van tijd simpelweg opgereageerd is.

Soorten

Er zijn vele soorten oplaadbare batterijen, accu's, op de markt. De eerste accu die op de markt verscheen was de loodaccu. Nog steeds zijn de meeste auto's voorzien van een loodaccu. Hoewel de loodaccu erg lage productiekosten heeft en een erg grote stroom levert, heeft deze ook een behoorlijk nadeel. De loodaccu bevat namelijk vloeistoffen waardoor de accu ten alle tijden rechtop moet blijven staan. Na de loodaccu kwamen verschillende nikkelaccu's op de markt. Het voordeel van deze accu's was dat deze geen vloeistoffen meer bevatten en dus niet meer altijd recht op moesten staan. Nadeel van dit type accu's was echter dat ze een grote zelfontlading hadden waardoor deze niet geschikt waren voor apparaten die weinig stroom verbruiken en een batterij nodig hebben die langzaam "leeglopen". De Li-ion is de laatste generatie accu's die veel wordt toegepast. De Li-ionaccu heeft de grootste capaciteit en kan het vaakst opgeladen worden.

onderzoeksvragen

Soorten accu’s
Hoe is de ontwikkeling van de (oplaadbare) batterij verlopen en wat waren per stap de chemisch reacties die plaatsvonden in de batterijen?

Experiment
Wat is het maximale vermogen dat je kunt bereiken met een experimenteel opgezette batterij?

Temperatuur
Bij koud weer komt het vaak voor dat auto’s niet meer starten door problemen met de accu. Wat voor invloed heeft de omgevingstemperatuur op het opladen en ontladen van de batterij?