De geschiedenis van de batterij

De eerste batterij

Luigi Galvani (1737-1798) en Alessandro Cont di Volta (1745-1827) waren natuurwetenschappers die betrokken waren bij de eerste onderzoeken op het gebied van elektriciteit. Hun namen leven tot op de dag van vandaag voort in woorden als “Galvanische cel” en “Volt”. Het viel Galvani bij experimenten op, dat kikkerpoten stuiptrekkingen vertoonden, wanneer ze met verschillende metalen in aanraking kwamen. Hij trok daaruit de conclusie dat er een samenhang bestond tussen elektriciteit en spierfuncties.

In 1799 bouwde Volta de eerste eenvoudige batterij. Hij rangschikte koper en zinkschijven afwisselend over elkaar en legde tussen die schijven iedere keer een in een zoutoplossing gedrenkt stuk vilt. Deze zogenoemde “Volta-zuil” leverde energie wanneer de schijven via draad met elkaar werden verbonden. De spanning werd zelfs nog verhoogd als er diverse “zuilen” aan elkaar werden geschakeld. De industrialisering versnelde de ontwikkeling van elektrochemische energiedragers; er ontstond een snel groeiende behoefte om energie op te slaan.

Zinkkoolstof batterijen

In 1860 ontwikkelde de Franse ingenieur Georges Leclanché (1839-1882) de zinkkoolstofbatterij. Hiervan worden er wereldwijd nog ieder jaar miljarden stuks geproduceerd. Echter, de toenemende eisen op het vlak van capaciteit en prestatie verdringen dit type batterij langzaam.

Nikkelcadmium batterijen

Aan de wieg van de ontwikkeling van de oplaadbare nikkelcadmium batterij staan twee namen: Waldemar Jungner (1869-1924) en Thomas Alfa Edison (zie foto) (1847-1931). Deze beide uitvinders hielden zich bezig met een reeks van elektrochemische apparaten voor het opslaan van energie en verkregen in 1901 patent op de nikkelcadmium- respectievelijk nikkelijzeraccumulator.

Alkaline batterijen

In de tweede wereldoorlog was men op zoek naar batterijen die meer energie konden leveren en die tevens nog een stuk kleiner waren. Destijds probeerden ontwikkelaars in de Verenigde Staten een bruinsteen/zinkcel met alkalische elektrolyten te bouwen. Dit type cel was in eerste instantie alleen bedoeld voor militair gebruik. Dit leidde in 1950 tot de introductie van kleine alkaline batterijen voor algemeen gebruik.

Hoe werkt een batterij?

Elektriciteit bestaat uit een stroom elektronen, die als gevolg van een spanningsverschil van de negatieve elektrode (minpool) naar de positieve elektrode (pluspool) vloeien. Een en ander is het gevolg van een chemische reactie tussen de materialen waaruit de batterij is opgebouwd. De stroom elektronen komt uitsluitend op gang indien de batterij in een gesloten circuit is opgenomen.

De samenstelling van een batterij

Over het algemeen zijn batterijen opgebouwd uit de navolgende elementen:

• Een negatieve elektrode (anode) tijdens het ontladen*.
• Een positieve elektrode (kathode) tijdens het ontladen*.
• Elektrolyt; een pasta die zorgt voor een verbinding tussen de twee elektroden.
• Een isolator; deze zorgt ervoor dat er een elektrische scheiding is tussen de twee elektroden.

* Tijdens het opladen, bij een oplaadbare batterij is de kathode de negatieve elektrode en de anode de positieve elektrode.

Anode:
De elektrode in een elektrochemische cel waar oxidatie plaatsvindt. Tijdens de ontlading is de anode de negatieve elektrode van de cel. Tijdens het opladen is de anode de positieve elektrode.

Kathode:
De elektrode in een elektrochemische cel waar reductie plaatsvindt. Tijdens de ontlading is de kathode de positieve elektrode van de cel. Tijdens het opladen, bij een oplaadbare batterij, is de kathode de negatieve elektrode.

Meer over de werking van een batterij >>