Батарейки алкалиновые: отличия от солевых, можно ли их заряжать

В чем разница?

Ключевым понятием в этом случае является химический состав электролита в ячейке. Короче говоря, состав электролита в соляных батареях, конечно, представляет собой солевой раствор, а в щелочных батареях он щелочной. Во избежание недоразумений следует знать, что само понятие «щелочные батарейки» есть не что иное, как щелочные (это перевод английского слова).

Примером могут служить популярные солевые элементы, электролит которых состоит из хлорида цинка. Щелочные батареи содержат жидкость, которая представляет собой не физиологический раствор, а щелочной раствор (обычно гидроксид калия). При взаимодействии с полюсами батареи щелочи выделяют гораздо больше химической энергии, чем соль. Вот почему щелочные батареи отличаются лучшими характеристиками, а их общая эффективность (GEF) намного выше, чем у их солевых аналогов.

Многие считают, что лучшие щелочные элементы — это Duracell, долгое время являющаяся лидером рынка. Среди отечественных производителей хорошо себя показали аккумуляторы «Космос», хотя российская щелочная батарея отличается от мощной «дюраселки» более скромным показателем емкости и намного дешевле.

Классификатор продуктов обычно отмечает щелочные, солевые и литиевые батареи буквенными обозначениями, например AA и AAA. В зависимости от размера их можно использовать в фонариках, настенных часах, электронных игрушках, пультах дистанционного управления от телевизора и так далее. Можно сказать, что щелочные батареи лучше всего после литиевых, от покупки которых потребителей часто отговаривает цена.

Различия между щелочными и солевыми батареями можно резюмировать в нескольких местах.

Характеристики соляной батареи:

• Через 2–3 года хранения они полностью разряжаются и их нельзя использовать.
• Нестабильны при перепадах температур, из-за чего их емкость может быстро снижаться.
• Они часто «проигрывают», потому что рассол дает сильную химическую реакцию ближе к концу слива. Если вы намерены не использовать устройство долгое время, их нельзя оставлять в нем надолго.
• Цена у них минимальная — конечно, в этом есть преимущество, но с точки зрения безотказной работы они далеко не лучший вариант.
• Если же они будут использоваться, оптимальным будет ограничиться устройствами с наименьшим энергопотреблением (часы, весы, пульты дистанционного управления).

В свою очередь, щелочная «линейка» имеет следующие преимущества:

• Щелочные батареи могут храниться 3-5 лет и будут работать при минимальном разряде.
• Щелочные батареи отличаются устойчивостью к перепадам температур.
• Они не протекают и могут безопасно храниться внутри устройства, когда не используются.
• Существенная разница в производительности: удельная емкость щелочной батареи в полтора раза выше, чем у солевой батареи, при минимальных нагрузках. При максимальной нагрузке производительность щелочной батареи в 4-10 раз выше, чем у солевой.
• Щелочная батарея покажет наилучшие результаты при равномерной нагрузке.
• Цена средняя, ​​выше, чем у физраствора, но себя оправдывает.

История развития

В. Джангер и Т. Эдисон создали щелочную батарею в 20 веке. Находясь на разных континентах, ученые одновременно изобрели это устройство. Это открытие приветствовала компания Duracell, которая выпустила новый продукт с этикеткой «щелочной).

В отличие от обычных солевых батарей, щелочные батареи имеют более длительный срок хранения и могут работать в экстремальных условиях. Они больше подходят для радиоприемников, потому что дешевле и герметичны.

Сравнительная таблица достоинств и недостатков солевых, щелочных и литиевых батареек

Тип батарейки	Достоинство	Недостатки
Физиологический раствор	бюджетный; электрические характеристики, соответствующие наиболее распространенным требованиям.	снижение зарядной емкости при высоких нагрузках; саморазряд и высыхание электролита; кратковременный — до 2 лет; чувствительность к низким температурам; окисление корпуса и частые протечки.
Щелочной (щелочной)	достаточно большая емкость; при хранении снижение годовой емкости не превышает 10%; срок службы — до 7 лет; хорошая герметичность и отсутствие протечек; работать при любой температуре; сохраняйте низкое сопротивление при высоком разряде.	довольно тяжелый; цена выше, чем у физиологического раствора.
Литий	высокая энергоемкость и плотность энергии; показывать стабильное напряжение при высоких разрядах; нет саморазряда; термостойкий; срок службы — до 12 лет.	содержат высокотоксичные материалы; существует опасность возгорания в случае короткого замыкания; высокая цена.

Что такое солевые батарейки

Соляная батарея содержит цинк, который действует как катод. Диоксид марганца действует как анод. В этом случае функции электролита выполняет хлорид аммония.

Электрический ток синтезируется за счет взаимодействия анодов, катодов и электролитов. Затем он идет к коллектору в структуре батареи, а затем к электродам. Это позволяет передавать заряд тока устройству, которое использует источник питания.

Солевые аккумуляторы характеризуются мощностью 1,5 Вольта. Стандартными вариантами считаются кормушки из пальчиков и мизинцев. Однако иногда встречаются и другие размеры: C, D, 6F22.

Этот тип блока питания в несколько раз дешевле аналогов. Он легкий и имеет низкие параметры энергопотребления. Кроме того, солевые батареи отличаются низкой герметичностью, поэтому они могут окисляться.

Мнение эксперта Екатерина Владимировна Карнаух Окончила Национальный судостроительный университет по специальности «Экономика предприятия». Чаще всего такие источники энергии используются для маломощных устройств. Они используются для небольших роботов, фонариков, слабых источников питания, устройств дистанционного управления. Солевые ячейки также используются в небольших карманных радиоприемниках и электронных часах различных типов.

К лучшим производителям устройств этого типа относятся Sanyo, GP, Cosmos, Photon, Energy. Чтобы отличить солевой аккумулятор, рекомендуется обращать внимание на маркировку на корпусе. Рядом с номером обязательно должна присутствовать буква «R».

Классификация алкалиновых батареек

Щелочные или щелочные источники питания различаются от производителя к стране, поэтому их можно классифицировать по разным характеристикам.

Внешне аккумуляторы можно классифицировать как:

• таблетки. Они обозначаются CR. Они имеют круглую форму диаметром от 0,3 см до 0,47 см. Благодаря своим размерам и надежному корпусу такие элементы используются в консолях, часах, весах и т.д.;
• мизинцы. Они отмечены знаком AAA. Выполнен в форме цилиндра высотой 4,45 см и весом до 15 г. Благодаря своим размерам и высокой эффективности такие источники используются в детских игрушках, электротехнике и пультах дистанционного управления;
• палец. Назначено AA. Также они выполнены в виде цилиндра длиной 5 см и весом до 20 г. Наиболее распространены пальчиковые батарейки в фото- и радиотехнике;
• короны. Маркировка — ПП3. Выпускаются они прямоугольной формы длиной до 5 см и массой до 55 г. У них есть вилка и розетка с обеих сторон. Используется в радиотехнике;
• барабаны. Обозначение — D. Батареи этого типа имеют вес от 60 до 140 г. Он используется в изделиях с высоким энергопотреблением, таких как фонари, акустические системы и т.д.

Щелочные и щелочные элементы на теле имеют следующие обозначения: щелочной, L, LR.

Виды батареек по размерам

Батареи с одинаковым химическим составом могут различаться по размеру и форме (габаритам). Мы составили для вас шпаргалку по размеру батарейки, чтобы вы могли понять наверняка, батарейки AA и AAA — это на палец и на мизинец?

Преимущества и недостатки батареек на щелочной основе

Щелочные батареи имеют следующие преимущества:

• слабое выделение газа внутри контура и герметичность последнего снижают риск утечки щелочи и, как следствие, повреждения электронного устройства;
• без использования хранятся 3-5 лет, при этом самостоятельно не сливаются;
• при стандартных размерах имеют большую вместимость, поэтому лучше работают и служат дольше;
• адаптироваться к перепадам температур, большим нагрузкам;
• разряжаются равномерно, резкого падения мощности при потере заряда нет.

Слабые стороны:

• они стоят дороже обычных солевых батарей;
• утилизируются специальными методами, так как при попадании на землю или свалку наносят вред окружающей среде;
• большой вес моделей от отдельных производителей;
• они не перезаряжаются из-за необратимости химических реакций, при попытке перезарядки нагреваются или взрываются.

Какие самые лучшие батарейки?

Рейтинг батарей и аккумуляторов: лучшие модели 2020 года (топ-10)

• Ni-Mh 950 мАч GP аккумуляторная серия 1000 AAA;
• Energizer Ultimate Lithium AA;
• Xiaomi AA Rainbow 5;
• Duracell Ultra Power AAA / LR03;
• Philips Power Alkaline AAA;
• Литиевая батарея GP CR2032;
• Ni-Mh 2500 мАч Duracell Turbo AA / HR6.

Разновидности и типоразмеры алкалиновых (щелочных) батарей

Во-первых, щелочные батарейки различаются по типу корпуса. В основном на полках магазинов представлены следующие виды щелочных продуктов:

Таблетки (монеты). Этот тип щелочной батареи представляет собой диск диаметром от 4,8 до 30 мм. Изделие имеет металлический корпус, поэтому его можно успешно использовать в устройствах, работающих в неблагоприятных условиях.

Компактность — главное преимущество щелочных батареек такого размера, поэтому их чаще всего устанавливают в наручные часы, подвески для будильников и слуховые аппараты.

Батарейки для мизинца (AAA). Батарейки для мизинца представляют собой цилиндр диаметром 10,5 мм. Длина изделия 44,5 мм, вес около 14 г.

Щелочные батареи этого типа имеют обозначение щелочных батареек AAA на корпусе, поэтому их легко отличить от солевых или литиевых батареек. Батарейки Pinky используются в фонариках, игрушках, радио и пультах дистанционного управления.

Пальчиковые батарейки (AA). Эта категория щелочных батареек самая распространенная. Пальчиковые батарейки используются в часах, радиоприемниках, фонариках, детских игрушках, пультах дистанционного управления и других устройствах, где требуется значительный ток разряда при минимальном размере батареи. Чаще всего щелочные продукты этого типа выпускают с напряжением 1,5 вольта.

Корона. Щелочная батарея «Крона» — это батарея с напряжением на выводах 9В. Преимущества этого типа заключаются в том, что при относительно небольших размерах продукт позволяет питать устройство более высоким напряжением. Элемент используется в пультах дистанционного управления, электроизмерительных приборах, детских игрушках.

Барабаны. Большие бочки позволяют подавать электричество к приборам, потребляющим большой ток, без подключения их к сети. Чаще всего батарейки этого типа используются в музыкальных плеерах, детских игрушках и фонариках.

Отличить щелочную батарею от солевой батареи несложно. На корпусе изделия должна быть маркировка LR, указывающая на присутствие щелочного электролита внутри тела.

Литиевые

Конструкция

В случае литиевых батарей существует несколько распространенных типов конструкции. Ниже рассмотрены цилиндрические и дисковые источники тока.

Для цилиндрических моделей используются катушечные и роликовые модели.

Конструкция катушки

В центре конструкции катушки электрод, герметизированный стекло-металлическим уплотнением. Второй электрод противоположной полярности выполнен в виде цилиндра, а между ними расположен разделитель.

Рулонная конструкция

Роликовая конструкция состоит из анодной и катодной полос, а также разделителя между ними. Все это свернуто и помещено в цилиндрический корпус. В этом случае получается довольно большая площадь электродов. Это увеличивает ток разряда. Вдобавок увеличивает саморазряд.

В случае с аккумуляторными батареями типа roll-to-roll важно позаботиться о безопасности, так как в случае короткого замыкания (короткого замыкания) ток в них может достигать 20 ампер. В случае короткого замыкания аккумулятор может взорваться из-за сильного нагрева. Чтобы этого избежать, в конструкцию входит плавкий термистор, также называемый предохранителем. Когда ток превышает определенное значение, термистор нагревается, сопротивление материала увеличивается, а ток короткого замыкания уменьшается.

После того, как короткое замыкание будет устранено и температура упадет, сопротивление предохранителя снизится, и аккумулятор можно будет снова использовать.

Некоторые производители предусматривают дополнительный тип защиты в виде специальной выемки в основании отрицательной клеммы элемента. Если давление внутри корпуса превышает определенное значение, эта выемка откроется и сбросит давление. Это позволит избежать взрыва. После открытия литиевая батарея больше не используется.

Конструкция диска

Дисковые батареи, как и модели катушечной конструкции, имеют меньшую площадь электрода, чем в случае рулонных. Однако в них больше взаимодействующих материалов. По этой причине у них есть большая доступная емкость. Но они дают меньший ток разряда. Поэтому цилиндрические таблетки и аккумуляторы катушечной конструкции подходят для использования в устройствах с низким и средним потреблением тока, которые длительное время работают в автономном режиме. Литиевые батареи устанавливаются в те устройства, которые длительное время не работают в автономном режиме, но потребляют большой ток.

Состав и протекающие реакции

Есть две электрохимические системы, на основе которых создаются литиевые батареи.

• Диоксид лития-марганца или CR (Li-MnO2).
• Литий — тионилхлорид или ER (Li — SOCl2).

Независимо от электрохимической системы, аккумулятор может быть выполнен в указанных выше форм-факторах.

Литий─тионилхлоридные

В этой электрохимической системе катод представляет собой жидкое вещество. Металлический литий действует как анод, а катод состоит из пористой массы углерода. Электролит представляет собой раствор солей лития (LiGaCl4 или LiAlCl4) в тионилхлориде (SOCl2). Помимо своей функции электролита, тионилхлорид также действует как активный материал для катода. Химическая реакция, протекающая в этой электрохимической системе, выглядит так.

4Li + 2SOCl2 => 4LiCl ↓ + S + SO2

Во время разряда хлорид лития осаждается в порах катода. Когда аккумулятор почти полностью разряжен, сера начинает осаждаться на катоде. Параллельно происходит растворение оксида серы в электролите.

Литий─диоксидмарганцевые

Электрохимические системы на основе MnO2 чаще используются при создании первичных источников тока литиевого типа. Здесь роль анода также играет металлический литий, материал активного катода — термообработанный диоксид марганца MnO2. В системе используется органический электролит, содержащий растворенные соли лития LiClO4 или LiCF2SO2. Часто используется диметоксиэтан или пропиленкарбонат. Ниже показана реакция, возникающая при загрузке в эту систему.

xLi + MnIVO2 => LixMnIIIO2

Во время реакции не образуются химические элементы, которые увеличивали бы давление в корпусе генератора. Марганец восстанавливается до трехвалентного состояния, и ионы лития встраиваются в кристаллическую решетку MnO2.

Система на основе Li─SOCL2 имеет более высокую плотность энергии и емкость, чем Li─MnO2. Конечно, с такими же габаритами и весом. Это связано с большей активностью тионилхлорида по сравнению с диоксидом марганца. Причем номинальное напряжение в первом случае составляет 3,5, а во втором — 3 вольта.

Несколько слов стоит сказать о таком эффекте, как пассивация в системах Li─SOCl2. Это процесс формирования диэлектрической пленки хлорида лития на катоде. У него две стороны медали.

Если после хранения такого аккумулятора подключить его к устройству, потребляющему большой ток, произойдет кратковременное падение напряжения. После этого он выравнивается до своего нормального значения. Просадка будет тем больше, чем дольше хранится кормушка. И больше тока будет потреблять нагрузка. Если напряжение упадет ниже минимального, прибор просто не включится.

Поэтому после хранения Li─SOCl2 аккумуляторов необходимо провести депассивацию перед подключением к ним нагрузки. Кроме того, специалисты рекомендуют учитывать эффект пассивации еще на этапе проектирования устройства для его стабильной работы. С этой точки зрения процесс пассивации — негативное явление.

В принципе, этот эффект можно преодолеть путем введения веществ, способствующих растворению хлорида лития в электролите. Но полученный фильм тоже имеет положительный эффект. Он заключается в предотвращении окисления катодного материала во время хранения. Это снижает скорость саморазряда. Например, батареи Li─SOCl2, которые имеют конструкцию змеевика, потребляют всего около 1% в год.

Сферы применения

• Цифровые фотоаппараты и фотоаппараты.
• Пульт дистанционного управления для автомобилей.
• Часы.
• Калькуляторы.
• Материнские платы.
• Прочая электроника малого и среднего размера.

Безопасность

При использовании литиевых батарей проблема безопасности становится важной. Это касается их использования как в промышленных, так и в бытовых устройствах. Необходимо следить за тем, чтобы рабочие параметры не приводили к возгоранию, повреждению оборудования и травмам. Источники тока Li─MnO2 считаются более безопасными. При хранении и разгрузке в них не образуются элементы, повышающие давление в корпусе. В электрохимических системах Li — SOCl2 подобные элементы присутствуют, но они не вызывают критического повышения давления.

Также следует понимать, что чем больше емкость литиевых источников тока (а значит, и их больший размер и масса), тем больше активного материала они содержат. Это означает, что в случае пожара последствия будут более серьезными. Чем меньше лития используется в батарее, тем она безопаснее. О средствах защиты (клапаны, насечки) уже говорилось выше в разделе о конструкции ролика.

Характеристики

Li─MnO2Li─SOCl2

Катод	диоксид марганца	тионилхлорид
Электролит	перхлорат лития в растворителе (пропиленкарбонат, диметоксиэтан)	тетрахлоралюминат лития в тионилхлориде
ЭДС, В	3.3	3,65
Номинальное напряжение, В	3	3.5
Удельная энергия, Вт * ч / кг	280	500-700

Стандартные форматы

• Самый привычный нам «пальчиковый» аккумулятор обозначается R6 (на Западе — AA)
• Батарейки, ласково называемые мизинцами, обозначают R3 (также известный как AAA).
• Стволы типоразмеров R14 (C) и R20 (D) имеют больший запас хода и используются в больших фонарях, бумбоксов, активной акустике и радиоустройствах.
• Батареи в форме параллелепипеда традиционно называются «кронами» (в честь их главного производителя в советское время). Они имеют разную маркировку, но легко узнаваемы по форме и указанному напряжению 9 вольт.
• Для меньших форматов были разработаны дисковые батарейки (обозначение CR), ранее называвшиеся «часовыми» батареями. Действительно, чаще всего такие блоки питания используются в кварцевых и электронных часах, но их можно использовать и в других компактных устройствах — слуховых аппаратах, калькуляторах, датчиках.

Результаты тестирования

Многие спрашивают, какие батареи лучше, потому что у многих производителей легко запутаться, и не каждый может позволить себе покупать один и тот же Duracell все время. Поскольку в детских игрушках так часто используются батарейки AA и AAA, неудивительно, что дети и родители хотят, чтобы их пушистый механический друг прослужил намного дольше.

Как уже было сказано, среди отечественных аналогов щелочных элементов по показателям емкости Космос — хороший вариант. В России есть несколько компаний, которые проводят специальный тест аккумуляторов и по его показателям помогают людям выбрать лучшие доступные варианты для дома.

Одна из таких компаний — Source. Чтобы тест производительности батареи был точным и точным, шесть детских игрушечных устройств были взяты в качестве «испытуемых». Они были помещены в интенсивные рабочие условия с максимальным расходом заряда батареи.

Тест показал, что ток разряда был около 1000 миллиампер. Этому разряду подвергались различные щелочные батареи до тех пор, пока уровень напряжения не упал до 0,9 вольт. Все показатели записывались в специальную таблицу. Основным «показателем» эффективности была емкость каждой ячейки, оставшаяся после теста.

Среди восьми аккумуляторов от разных производителей в эксперименте участвовали бренды «Foton» и «Cosmos», емкость которых даже после серьезных испытаний оставалась на достойном уровне. Поэтому, если вы хотите купить дешевые щелочные продукты с хорошими характеристиками, вы можете приобрести эти бренды в магазинах.

Испытания показали, что эти варианты очень удобны и выгодны, когда нет более дорогих литиевых или щелочных батарей.

Какие существуют виды батареек по форме

Следует упомянуть форму батарей, поскольку она не всегда зависит от их типа или размера. Выделяют три типа:

1. Чаще всего используются цилиндрические, в основном описанные в предыдущем разделе. Размер: от миниатюрного мизинца AAAA до бочонка D. Доступны солевые, щелочные и литиевые.
2. Прямоугольная с напряжением 9В. В России их называют «Крона» по названию советского производителя таких элементов, хотя сейчас они выпускаются под разными марками.
3. Миниатюрные батарейки дискообразной формы — «пилюли» или «монеты». Небольшие размеры позволяют использовать эти батарейки для наручных часов. Поэтому их еще называют стражами. Но они также используются в других компактных устройствах: датчиках, калькуляторах, лазерных указках.

Можно ли заряжать щелочные элементы

Многие задаются вопросом, можно ли заряжать щелочные батареи, «раскачивая» их с помощью определенных индикаторов тока, чтобы они могли работать дольше, не снижая своей производительности.

Если подойти к вопросу со всей «строгостью», то обычные аккумуляторы даже не принято называть аккумуляторами, так как они не поддаются подзарядке и рискуют плохо кончиться: перегрев, потеря электролита и если кто-то вздумает перезарядить элементы на месте литий с «экстремальными» токами — в некоторых случаях может произойти взрыв, так как литий является наиболее опасным веществом.

Обратите внимание, что есть аккумуляторные и неперезаряжаемые батареи. На батарейном отсеке всегда есть обозначение, перезаряжаемый он или нет. Если товар импортирован, вы можете найти на нем английское слово refillable, что означает «многоразовый». Если вы имеете дело с обычными дешевыми батареями, очень часто можно увидеть, что членство на них не перезаряжается»).

Однако среди людей всегда найдутся смельчаки и ремесленники, которые, несмотря на потенциальную опасность, могут «оживить» элементы со слабым уровнем способностей. В этом случае будет не лишним вспомнить, что литиевые батареи не должны подвергаться такому эксперименту — «испытание» может быть опасным для смельчака. Теоретически обычные аккумуляторы не предназначены для зарядки, и любой электролит может вытечь или взорваться.

зарядить их можно — в принципе да, но после такой «реанимации» долго работать не будут.

Другие виды гальванических источников тока

Источники серебра и цинка включают цинковый катод, анод из оксида серебра и щелочной электролит. Они имеют напряжение 1,55 В, большую емкость, низкий саморазряд, срок службы до 10 лет и сохраняют работоспособность при температурах до -30 градусов.

Цинковые воздушные источники имеют цинковый катод, кислородный анод и щелочной электролит. У них очень большая емкость, но очень короткий срок службы.

В литиевом устройстве литий используется в качестве анода. Состав катода и электролита может быть многих типов, поэтому термин «литий» объединяет группу устройств с одним и тем же материалом анода. Он отличается от других гальванических источников питания длительным сроком службы и высокой стоимостью. В зависимости от выбранного размера и используемых химикатов литиевая батарея может выдавать напряжение от 1,5 В (щелочная совместимость) до 3,7 В.

Литиевая батарея AA («пальчиковая») напряжением 1,5 В

Источники серебро-цинк и цинк-воздух смело можно отнести к щелочам. Литиевый элемент не следует путать с литиевым аккумулятором.

Что хорошего в щелочных источниках питания

Самая важная особенность щелочных батарей — это минимальная скорость саморазряда, что позволило им продлить срок службы до 7 и даже 10 лет. К тому же у них довольно большая вместимость. Еще одним важным свойством таких гальванических элементов считается способность передавать большие токи, которые необходимы в энергоемком оборудовании, таком как фотоаппараты, детские игрушки и т.д.

Электричество в них генерируется окислительно-восстановительной реакцией между катодом и анодным реагентом. Их роль играет заключенная в корпус цинковая пыль и диоксид марганца. Гидроксид калия используется в качестве электролита. Все это обеспечивает более быструю реакцию, поэтому щелочная батарея может передавать потребителю больше электрического тока.

Щелочные батареи имеют высокое внутреннее сопротивление, благодаря чему часть энергии преобразуется в тепло. На практике они нагреваются, что приводит к частичной потере эффективности.

Батарейки маркировки “Alkaline”

Работа по улучшению расходных свойств первичных источников питания привела к началу производства щелочных батарей в 1960-х годах. Этот тип батареи получил свое название от вещества электролита, концентрированного щелочного раствора. Для производства электролита используют гидроксид калия, реже гидроксид натрия.

Сегодня щелочные батареи часто называют щелочными из-за надписи на корпусе батарей иностранного производства «Щелочные» (щелочные). Остальные участники электрохимической реакции в щелочной батарее такие же, как и в солевой батарее: отрицательный электрод из цинка и положительный электрод из оксида марганца. Использование щелочного раствора в качестве электролита вместо физиологического раствора может значительно повысить производительность аккумулятора.

Характеристики

Напряжение различных типов аккумуляторов составляет от 1,5 до 12 вольт. Щелочные батареи доступны для самых разных токов разряда. Щелочные дисковые батареи имеют низкий ток разряда. Батарея в корпусе 164 имеет емкость всего 8 миллиампер-часов, а дисковая батарея в корпусе PX625A — 190 миллиампер-часов.

Ток разряда этих небольших батарей измеряется с помощью нагрузки с высоким сопротивлением. Емкость аккумуляторов зависит от тока разряда. Это иллюстрируется графиком разряда катушечной батареи Duracell MN1500 типоразмера AA.

График разряда щелочных батарей Duracell MN1500 при 210 C.

На графике видно, что при токе разряда 1 ампер аккумулятор может проработать 1 час до падения напряжения до 0,9 вольта, а при токе разряда 0,25 ампера аккумулятор проработает 9 часов. Щелочные батареи доступны с гораздо большей емкостью.

• Duracell MN903 на 7,5 В, работающий с нагрузкой 2,7 Ом, обеспечивает ток 2,7 А в начале разряда. Продолжительность работы при падении напряжения до уровня 3,5 вольт достигает 18 часов, а при начальном токе разряда 750 мА при нагрузке 10 Ом аккумулятор может проработать более семидесяти часов.
• Во время реакции электролита расходуется очень мало, поэтому требуется меньше, чем в солевой батарее. В результате реакции не образуется газ, что позволяет исключить газосборную камеру из проекта. Эти характеристики электрохимической реакции с участием щелочного электролита позволяют лучше использовать объем батареи.
• Отрицательный электрод представляет собой цинковый порошок, занимающий 20-30% объема, а не стакан, как соляная батарея. Конструкция аккумулятора позволяет значительно увеличить срок службы и увеличить максимальный ток, подаваемый на нагрузку.

Конструкция

Отрицательный электрод, расположенный в центре батареи, представляет собой пасту из цинкового порошка, электролита и загустителя. Цинк высокой чистоты со специальными добавками из других металлов используется для предотвращения коррозии.

1. Это позволило отказаться от использования ртути. Внутри пороха находится латунный стержень, который действует как капля.
2. Использование порошка позволяет значительно увеличить площадь контакта электрода с электролитом, что снижает внутреннее сопротивление аккумулятора и увеличивает ток разряда.
3. Удельная поверхность цинкового порошка составляет приблизительно 0,02 м2 / г. Большое количество вещества отрицательного электрода может значительно продлить срок службы батареи.
4. Отрицательный и положительный электроды разделены пористой мембраной, пропитанной электролитом. Мембрана исключает смешивание паст положительного и отрицательного электрода.

Положительный электрод состоит из смеси оксида марганца и графита, которая заполняет пространство между мембраной и стальным герметичным корпусом батареи.

Щелочная батарея содержит в полтора раза больше оксида марганца, чем соляная.

Отсутствие выделения газа во время электрохимической реакции в щелочной батарее позволяет ее корпусу закрыться.

Внизу аккумулятора находится предохранительный клапан, предохраняющий аккумулятор от взрыва. Если во время протекания химических процессов или из-за нагрева внутри скапливаются газы, открывается предохранительный клапан и часть электролита улетучивается, уплотнение нарушается.

• Батарейки и аккумуляторы производятся в одном корпусе. Использование щелочных батарей и аккумуляторов может привести к попытке зарядить щелочную батарею в стандартном зарядном устройстве.
• Во время зарядки внутри аккумулятора накапливаются газы, и он нагревается. Клапан предохраняет аккумулятор от взрыва при повышении давления во время экспериментов с зарядом.

Положительный полюс — это стальная чашка, которая представляет собой корпус батареи, отрицательный полюс — это стальная пластина, расположенная в нижней части корпуса и соединенная с латунным стержнем. Положительный и отрицательный полюса разделены изолирующей прокладкой.

Преимущества и недостатки

Щелочная батарея в силу конструктивных особенностей имеет достоинства и недостатки. Главное преимущество — увеличение тока разряда.

• По сравнению с солевыми батареями щелочные батареи имеют значительно более длительный срок службы благодаря большому количеству реагентов.
• Срок годности также увеличился и может составлять несколько лет. После года хранения емкость уменьшается не более чем на 10 %.
• Батареи хорошо работают в широком диапазоне температур. В процессе эксплуатации напряжение аккумулятора не меняется длительное время и резко падает только по окончании срока его эксплуатации.
• Щелочные батареи дороже солевых, их вес больше из-за конструктивных особенностей.

Методы восстановления солевых батарей не применимы к щелочным батареям. Поскольку емкость щелочных батарей намного превышает емкость солевых, их необходимо использовать в устройствах со средним и высоким энергопотреблением. Это электробритвы, ридеры, диктофоны, а также фонарики и мощные фонарики.

Заряжаемые батареи

Есть способы подзарядки щелочных батарей, продлевающие срок их службы, но производители не рекомендуют такие действия, результат зарядки может быть самым непредсказуемым.

Возможность слегка заряжать щелочные батареи делает электрохимическую реакцию обратимой во время разряда, но конструкция не позволяет безопасно заряжать.

Поэтому были разработаны специальные перезаряжаемые щелочные батареи, называемые 1,5-вольтовыми батареями, перезаряжаемыми щелочными батареями или RAM (многоразовый щелочной марганец, перезаряжаемый щелочной марганец — многоразовый щелочной марганец), исключающие потери электролита или сброс давления, которые могут возникнуть при повторных подзарядках.

1. Патент на первое поколение этих батарей был получен в Канаде. Их выпуск начался в конце 1980-х годов.
2. К неоспоримым преимуществам можно отнести возможность приобрести готовый химический источник энергии без предварительной зарядки. Если после покупки батареи вам нужно сначала зарядить ее, а затем использовать, аккумуляторные батареи можно сразу же установить вместе с бытовой техникой, не имея под рукой зарядного устройства.
3. Приобретая аккумуляторную батарею, мы получаем первичный источник питания. После первой разрядки аккумулятор может заряжаться и становится вторичным источником тока.

Поэтому аккумуляторные батареи занимают промежуточное положение между первичными и вторичными источниками питания. Напряжение аккумулятора составляет 1,5 вольта и практически не меняется до его полной разрядки. Эти батареи могут работать с токами разряда до 600 мА.

Емкость аккумулятора типоразмера AA достигает 2 ампер-часов. Их внутреннее сопротивление выше, чем у обычных батарей. Активные ингредиенты — цинк и оксид марганца. Перезаряжаемые щелочные батареи являются хорошей заменой никель-кадмиевым и никель-магниевым батареям.

В заряженном состоянии аккумуляторные батареи могут храниться несколько лет. Цена аккумуляторных батарей в два раза выше стоимости обычных щелочных батарей, но ниже, чем цена аккумуляторных батарей. Длительный срок службы, превышающий характеристики никель-кадмиевых, никель-магниевых батарей, отсутствие вредных веществ позволяет аккумуляторным щелочным батареям конкурировать с батареями, используемыми в бытовой технике.

Если аккумуляторы разряжены менее чем на 25%, их можно заряжать несколько сотен раз до напряжения 1,42 В, если они разряжены более чем на 25% и менее чем на 50%, их можно заряжать до 50 раз за один раз напряжение уровня 1, 32 вольта.

Сильно разряженный аккумулятор можно заряжать не более 20 раз. Батареи можно использовать в любом устройстве, поддерживающем стандартные размеры (AA, AAA, C, D и другие). Этот тип батареи лучше всего подходит для устройств с низким потреблением тока в режиме ожидания, которые используются периодически.

Например: пульты дистанционного управления, портативные радиоприемники, фонарики и многое другое. Перезаряжаемые батареи широко используются в некоторых странах.

Есть бытовая техника, к которой они рекомендованы в инструкции. Некоторые устройства, предназначенные для этого типа аккумулятора, оснащены блоком питания, который обеспечивает два варианта зарядки: аккумулятор или аккумулятор. Блок питания таких устройств, рассчитанный на типоразмер АА, поддерживает зарядный ток в диапазоне 10… 20 миллиампер, чтобы исключить последствия возможной путаницы между аккумуляторными и обычными батареями.

При низких температурах эти батареи подходят только для маломощных устройств. Щелочные батареи имеют много преимуществ перед батареями других типов. Это позволило им завоевать популярность во всем мире.