Для чего алкалиновые батарейки

Отличительные черты алкалиновых батареек

Батарейки алкалиновые — недорогие и надежные элементы питания, которые служат дольше солевых аналогов. Однако далеко не все знают о том, какие батарейки лучше и в чем разница между теми или иными типами элементов. Многие ошибочно полагают, что солевые и алкалиновые АКБ — это одно и то же. Для того чтобы не совершать подобных ошибок, нужно разобраться в вопросе подробнее.

В чем разница?

Ключевое понятие в данном случае — это химический состав электролита в элементе. Если коротко, состав электролита у солевых батареек — это, разумеется, солевой раствор, а у алкалиновых — щелочь. Во избежание путаницы следует знать о том, что само понятие «батарейки alkaline» — не что иное, как именно щелочные (таков перевод английского слова).

В качестве примера можно привести популярные солевые элементы, электролит которых состоит из хлорида цинка. Алкалиновые АКБ содержать в себе жидкость, в качестве которой применяется не солевой, а щелочной раствор (обычно это гидроксид калия). При взаимодействии с полюсами аккумулятора щелочь выделяет гораздо больше химической энергии, чем соль. Именно поэтому щелочные батарейки отличаются лучшей производительностью, и их ОКПД (общий коэффициент полезного действия) намного выше, чем у солевых аналогов.

Многие считают, что наилучшие алкалиновые элементы — это Duracell, которые уже в течение долгого времени являются лидирами на рынке. Среди отечественных производителей неплохо показали себя батарейки «Космос», хотя российская алкалиновая АКБ отличается от мощной «дюраселки» более скромным показателем емкости и стоит намного дешевле.

Классификатор продукции, обычно, маркирует алкалиновые, солевые и литиевые элементы питания буквенными обозначениями, например, АА и ААА. В зависимости от размера, их можно использовать в фонариках, настенных часах, электронных игрушках, пультах для телевизоров и так далее. Можно сказать, что батарейки алкалиновые — лучшие после литиевых, от покупки которых потребителей часто удерживает цена.

Коротко различия между щелочными и солевыми батарейками можно обозначить в нескольких пунктах.

Характеристики солевых батареек:

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

Результаты тестирования

Многие спрашивают о том, какие батарейки лучше, потому что в многочисленных фирмах-производителях бывает легко запутаться, а постоянно покупать тот же Duracell может позволить себе не каждый. Поскольку очень часто батарейки типа АА и ААА применяются в детских игрушках, неудивительно, что и дети, и родители очень хотят, чтобы пушистый механический друг работал гораздо дольше.

Как уже было сказано, среди отечественных аналогов алкалиновых элементов в плане показателей емкости неплохим вариантом является «Космос». В России существует несколько компаний, которые проводят батарейкам специальный тест и на основании его показателей помогают людям выбрать лучший из недорогих отечественных вариантов.

Одной из таких компаний является «Источник». Для того чтобы тест аккумулятора на работоспособность был правдивым и точным, в качестве «подопытных» были взяты шесть приборов, напоминающие детские игрушки. Они были поставлены в интенсивные рабочие условия, с максимальным потреблением энергии от батареек.

Тест показал, что сила разрядного тока составила около 1000 миллиампер. Разные батарейки алкалинового типа подвергались такому разряду вплоть до падения уровня напряжения в 0,9 вольт. Все показатели фиксировались в специальной таблице. Главным «мерилом» эффективности была емкость каждого элемента, оставшаяся после испытаний.

Среди восьми батареек разных производителей в эксперименте участвовали марки «Фотон» и «Космос», емкость которых даже после серьезных испытаний оставалась на приличном уровне. Таким образом, если есть желание приобрести недорогие алкалиновые элементы, которые обладают неплохой производительностью, можно спрашивать в магазинах именно эти марки.

Тестирование доказало, что эти варианты являются очень удобными и выгодными в том случае, когда нет возможности приобрести литиевые или более дорогие алкалиновые батарейки.

Можно ли заряжать щелочные элементы

Многие спрашивают о том, можно ли заряжать алкалиновые батарейки, «раскачав» их с помощью тех или иных показателей тока, чтобы они могли дольше работать, не уменьшая своей производительности.

Следует иметь в виду то, что существуют как перезаряжаемые, так и неперезаряжаемые элементы питания. На корпусе батареи всегда есть обозначение о том, перезаряжаемая она или нет. Если элемент импортный, на нем можно найти английское слово rechargeable, что в переводе означает «перезаряжаемый». В случае, когда приходится иметь дело с обычными недорогими батарейками, чаще всего на них можно увидеть надпись do not recharge («не перезаряжать»).

Однако в народе всегда находятся смельчаки и умельцы, которые, невзирая на потенциальную опасность, могут «реанимировать» элементы со слабым уровнем емкости. В этом случае не лишним будет все же напомнить о том, что литиевые батарейки не стоит подвергать такому эксперименту: «тест» может быть небезопасным для смельчака. По идее, обыкновенные АКБ не предназначены для подзарядок, и любой электролит может либо вытечь или взорваться.

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

Как это сделать

Перед тем как зарядить батарейку в домашних условиях, следует принять к сведению несколько простых советов:

Такая техника безопасности поможет не только уберечь себя от возможных неприятных последствий, но и будет способствовать тому, чтобы зарядка алкалиновых батареек прошла успешно, и они смогли выработать свой остаточный потенциал.

Для «реанимации» потребуются:

Алкалиновые батарейки можно заряжать, но с условием соблюдения техники безопасности и знанием основ сборки простой электронной схемы. Для начала следует понять, какой у них уровень остаточного заряда. Будет достаточно вставить их в то устройство, которое используется, и замерить показатели с помощью мультиметра или вольтметра. Затем можно приступить к самому процессу «реанимации», памятуя о том, что любая ошибка может быть чревата неприятными последствиями:

Такую манипуляцию следует проводить в течение пяти минут, затем вставить элемент питания обратно в устройство и проверить его работу. Лучшим «тестером» может стать обычный карманный фонарик. Если он будет светить ярко, значит, подзарядка прошла успешно.

Теперь подзаряжаем батарейку так называемым «шоковым» способом:

Если зарядить алкалиновые батарейки таким способом, это поможет ненадолго продлить им жизнь. Безусловно, метод может оказаться и полезным — в случае, если у вас нет подходящего зарядного устройства для батареек.

Но лучше всего приобрести новые элементы и всегда держать их поблизости в качестве запасных. Тем более, щелочные батарейки хранятся долго, не теряя своей работоспособности.

Источник

Алкалиновые или литиевые батарейки – какие лучше выбрать?

В этой статье будут рассмотрены особенности алкалиновых и литиевых батареек, а также их преимущества и недостатки. Для педантов сразу отмечу, что под обозначением «батарейки» здесь понимаются первичные источники тока щелочного (alkaline) и литиевого типа. В основном они представлены в продаже цилиндрическими моделями форм-фактора AA (или R6) и AAA (или R3), но на самом деле типоразмеров значительно больше. Можно также назвать C (R14), D (R20). Есть не только цилиндрические, но также дисковые (CR) или призматические («Крона» 9 В). Отличия у них не в форме и размерах, а в типе электрохимической системы, которая и определяет их достоинства и недостатки.

Алкалиновые

Конструкция и состав

Это стандартные батарейки щелочного типа. Алкалиновыми их окрестили за маркировку «Alkaline» (в переводе щелочной) импортного происхождения. Это марганцево─цинковый гальванический элемент питания со щелочным электролитом. В большинстве случаев щелочные батарейки имеют катод из двуокиси марганца (MnO₂) с графитосодержащим материалом, а анод из цинковой пасты (Zn). Реже в качестве материала катода применяются оксид серебра (Ag₂O) или метагидроксид никеля (NiO(OH)). В качестве электролита применяется гидроксид калия (KOH).

Ниже можно посмотреть конструкцию щелочного источника питания цилиндрического типа.

Изоляцию катода обеспечивает оболочка, предотвращающая короткое замыкание. В нижней части можно также увидеть специальную прокладку. Её роль заключается в принятие газов, образующихся в элементе при работе. Если давление превышает допустимый предел, то развивается предохранительная мембрана и батарейка разгерметизируется. В результате из алкалинового источника питания может вытечь электролит.

Реакции

В алкалиновых источниках питания протекают следующие реакции.

На аноде идет реакция с образованием гидроксида цинка и дальнейшим его разложением на оксид цинка и воду.

Zn + 2OH − => Zn(OH)₂ + 2e −

На катоде восстанавливается оксида марганца.

Общий электрохимический процесс в алкалиновой батарейке выглядит следующим образом.

Zn + 2KOH + 2MnO₂ + 2e − → 2e − + ZnO + 2KOH + Mn₂O₃

Конструкция и материалы щелочной батарейки очень близки к солевым источникам питания. Однако в отличие от солевых батареек, в алкалиновых цинк содержится в порошкообразном виде, а не в форме цинкового стакана.

Сферы применения

Ниже перечислены основные сферы применения.

Как видите, это устройства, потребляющие относительно высокий ток непродолжительное время, а также те, что требуют небольшое по мощности питание в течение длительного времени. Если подать слишком высокую нагрузку, то может просесть напряжение и потребуется некоторое время на его восстановление.
Вернуться к содержанию

Основные параметры

Литиевые

Конструкция

В случае с литиевыми батарейками есть несколько распространённых типов конструкции. Ниже рассмотрены цилиндрические и дисковые источники тока.

Для цилиндрических моделей применяются бобинная и рулонная конструкция.

В случае рулонных батареек важно позаботиться о безопасности, поскольку при коротком замыкании (КЗ) ток в них может достигать 20 ампер. Если произойдет КЗ, то из-за сильного разогрева элемент питания может взорваться. Чтобы это предотвратить, конструкции предусматривается плавкий термистор, который еще называют плавким предохранителем. Когда ток превышает определенное значение, термистор разогревается, увеличивается сопротивление материала и ток КЗ снижается.

После устранения короткого замыкания и уменьшения температуры, сопротивление плавкого предохранителя снижается и батарейку можно снова использовать.

Некоторые производители предусматривают дополнительный вид защиты в виде специальной насечки в основании отрицательного вывода элемента. Если давление внутри корпуса превысит определенное значение, то по этой насечке произойдет вскрытие и сброс давления. Так удастся избежать взрыва. После вскрытия литиевая батарейка уже непригодна для использования.

Состав и протекающие реакции

Существуют две электрохимические системы, на основе которых создаются литиевые батарейки.

Литий─тионилхлоридные

В этой электрохимической системе катодом является жидкое вещество. В роли анода выступает металлический литий, а катод выполнен из пористой углеродной массы. Электролит представляет собой раствор солей лития (LiGaCl₄ или LiAlCl₄) в тионилхлориде (SOCl₂). Тионилхлорид, помимо функции электролита, выполняет также роль активного материала катода. Химическая реакция, протекающая в этой электрохимической системе, выглядит так.

В процессе разряда происходит оседание хлорида лития в порах катода. Когда батарейка близка к полному разряду, начинается оседание серы на катоде. Параллельно происходит растворение оксида серы в электролите.

Литий─диоксидмарганцевые

Электрохимические системы на базе MnO₂ являются более распространенными при создании первичных источников тока литиевой типа. Здесь роль анода также выполняет металлический литий, активным катодным материалом является термообработанный диоксид марганца ─ MnO₂. В системе используются органический электролит, имеющий в своём составе растворенные соли лития LiClO₄ или LiCF₂SO₂. Часто используется диметоксиэтан или пропиленкарбонат. Реакция, происходящая при разряде в этой системе, показана ниже.

При протекании реакции нет образования каких-то химических элементов, которые бы увеличивали давление в корпусе источника тока. Марганец восстанавливается до трёхвалентного состояния, а также происходит встраивание ионов лития в кристаллическую решётку MnO₂.

Система на основе Li─SOCL₂ имеет более высокую энергетическую плотность и ёмкость, чем Li─MnO₂. Естественно, при одинаковых габаритах и массе. Это обусловлено более высокой активностью тионилхлорида сравнению с диоксидом марганца. Кроме того, номинальное напряжение в первом случае составляет 3,5, а во втором 3 вольта.

Если после хранения такой батарейки подключить её к устройству, потребляющему большой ток, то произойдет кратковременная просадка напряжения. Впоследствии она выравнивается до нормального значения. Просадка будет тем сильнее, чем дольше на хранении находился источник питания. И тем больший ток будет потребляться нагрузкой. Если же напряжение снизится ниже минимального, то устройство не может просто включиться.

Поэтому после хранения батареек Li─SOCl₂ перед подключением к ним нагрузки нужно проводить депассивацию. Причём специалисты советуют учитывать эффект пассивации на стадии проектирования того или иного устройства для его стабильного функционирования. С этой точки зрения процесс пассивации является отрицательным явлением.

В принципе, этот эффект можно преодолеть, если ввести в электролит вещества, способствующие растворению хлорида лития. Но образующаяся пленка имеет и положительный эффект. Он заключается в том, что при хранении предотвращается окисление материала катода. Благодаря этому снижается интенсивность саморазряда. К примеру, у батареек Li─SOCl₂,имеющих бобинную конструкцию, составляет всего около 1 процента в год.
Вернуться к содержанию

Сферы применения

Безопасность

При использовании литиевых батареек важное значение приобретает вопрос безопасности. Это касается их применения как в промышленных, так и в бытовых устройствах. Нужно позаботиться о том, чтобы параметры эксплуатации не привели к возгоранию, порче оборудования и травмам персонала. Более безопасными считаются источники тока Li─MnO₂. В них при хранение и разряде не возникает никаких элементов, увеличивающих давление в корпусе. В электрохимических системах Li─SOCl₂ присутствуют подобные элементы, но критического увеличения давления они не вызывают.

Стоит также понимать, что чем больше ёмкость литиевых источников тока (а значит, больше их размеры и масса), тем больше в них активного материала. А значит, серьёзнее будут последствия в случае возгорания. Чем меньше лития использовано в батарейке, тем она безопаснее. Про средства защиты (клапаны, насечки) уже было сказано выше в разделе про рулонную конструкцию.

Характеристики

Что лучше – литиевые или алкалиновые?

В итоге, что лучше литиевые или щелочные батарейки? Как и в других подобных случаях, однозначного ответа на вопрос здесь дать нельзя. Выбор нужно делать в зависимости от устройства, где будет работать батарейка. Можно только обозначить преимущества и недостатки обоих типов.

Можно однозначно сказать, что выбор в пользу литиевых батареек следует делать тогда, когда требуется обеспечить питание устройств с высоким потреблением тока. Но при этом придется потратиться больше, чем случае со щелочными источниками тока.
Вернуться к содержанию

Источник

Алкалиновые батарейки — что это такое

Щелочные аккумуляторы называют также алкалиновыми. В их составе присутствует марганец и цинк, но в качестве электролита используется гидроксид калия. В зависимости от типа и размера различают пальчиковые и мизинчиковые щелочные батарейки. Их можно найти по маркировке LR. Предназначены алкалиновые АКБ для техники со средним и высоким энергопотреблением: фонарей, плееров, фотоаппаратов, диктофонов и т.д.

Алкалиновые батарейки предназначены для техники со средним и высоким энергопотреблением.

Что такое алкалиновый АКБ

Щелочные или алкалайн аккумуляторы стали доступны позже остальных типов батарей, но среди пользователей они имеют большую популярность. Главным их плюсом является срок службы в течение многих лет и простые условия хранения. Даже при низких температурах они способны сохранять свои характеристики.

Технические параметры и конструкция батарейки предусматривает емкость, превышающую объем солевых АКБ в 3-5 раз. Напряжение при разрядке снижается медленнее, за счет чего увеличивается срок службы. Выход из строя техники и самой батареи предотвращает полностью герметичный корпус. При правильной эксплуатации алкалиновые АКБ работают в течение 5-7 лет.

Состав

Конструкция алкалиновых батареек идентична солевым элементам питания. Параметры различаются из-за разного выходного тока электролита.

Так, щелочные аккумуляторы состоят из:

Особенности устройства

Щелочные элементы питания способны выдерживать высокие нагрузки, не подвержены протечкам и не перегреваются. Для повышения токоотдачи в состав добавляют висмут и алюминий, которые препятствуют агломерату. За счет изоляции электродов щелочные аккумуляторные батареи безопасны при эксплуатации. Для отвода газов предусмотрена специальная камера и мембрана внутри корпуса.

Разновидности

Самыми популярными видами алкалиновых элементов питания являются никель-металлогидридные и никель-кадмиевые АКБ. Их особенность заключается в низком сопротивлении источника, поэтому даже при нагрузках исключен перегрев и выход из строя. Корпус становится теплым только при полном заряде. Никель-металлогидридные аккумуляторы отличаются продолжительной эксплуатацией (до 3000 перезарядок) и возможностью быстрой зарядки.

Области применения

Щелочные батареи применяют во многих сферах. Они являются элементом питания для:

Эксплуатация и хранение

При использовании и хранении щелочных элементов питания следует придерживаться несколько рекомендаций. Они позволят продлить срок службы батареи и повысить ее эффективность, сохранив значимый ресурс.

Не допускайте механических повреждений и тепловых воздействий

Внутренние элементы щелочной батареи легко вступают в реакцию с внешней средой при деформации корпуса или перегреве. Ее итогом становится газообразная субстанция, оказывающая сильное давление на внутренние элементы АКБ. Электролит, вытекающий из разрушенного корпуса, способен навредить здоровью человека или подключенному устройству.

Не используйте одновременно новые и старые батарейки разных брендов

Установка одновременно новых и старых элементов питания недопустима, так как тип, производитель и степень изношенности у используемых батареек должны быть одинаковыми. Иначе нагрузка при работе неправильно распределяется – слабый элемент перегружается, что приводит к быстрому израсходованию ресурса.

Помимо этого, технические характеристики батарей будут зависеть от параметров слабейшего элемента питания. Для правильной работы батареек в устройстве нужно покупать и использовать сразу несколько штук в заводской упаковке. Также не желательно ждать полного разряда всего комплекта. Например, при работе радио или плеера можно чередовать батарейки из нескольких пачек для увеличения суммарного срока эксплуатации. Такие перерывы от процесса отдачи энергии позволят аккумуляторам восстановить ресурс электролита.

Следите за полярностью

Держите батарейки подальше от детей

Как и другие, щелочные элементы питания нельзя давать детям. Ребенок можно случайно проглотить батарейку, что вызовет проблемы с ЖКТ, в том числе отравление. При попытке разобрать или повредить корпус АКБ вытечет электролит. Он приводит к ожогам кожи и слизистых оболочек тела. В этом случае необходимо промыть поврежденный участок большим количеством воды и обратиться в медпункт.

Отличия от солевых батареек

Обычные солевые элементы питания были созданы раньше алкалиновых, и продолжительное время считались эффективными. Их основными достоинствами являются невысокая цена и широкая область применения. К недостаткам можно отнести сильный спад эффективности при низких температурах, быстрое снижение изначального ресурса и малый срок простоя без потери емкости.

Щелочные же аккумуляторы начали выпускать позже солевых, но среди пользователей они пользуются большим спросом. Главным плюсом и отличием алкалиновых АКБ от солевых является гораздо более долгая работа. Помимо этого, щелочные варианты хорошо сохраняют ресурс при простое и не теряют эффективности при низких температурах.

Производители алкалиновых АКБ

Самым популярным брендом alkaline источников питания является производитель Duracell, который уже десятки лет ассоциируется с высоким качеством и надежностью. Для улучшения характеристик батарей компания регулярно проводит тесты и исследовательские работы. В целом весь рынок щелочных аккумуляторов не стоит на месте, предлагая новые решения для электротехники средней и высокой мощности.

Алкалиновые или щелочные батарейки – это надежный источник питания для различных устройств. Используют данные элементы в электрокарах, строительной, сельской технике и бытовых приборах. Для сохранения ресурса и продолжительной работы нужно соблюдать правила эксплуатации: не допускать перегрева и не вставлять батарейки из разных комплектов.

Источник

В чем разница между алкалиновыми и щелочными батарейками и какие лучше

Сложно представить себе жизнь современного человека без батареек. В каждом доме присутствует много устройств, которые работают с использованием таких источников питания. При этом многие люди интересуются, какие именно батарейки лучше – алкалиновые или щелочные. Чтобы ответить на этот вопрос, стоит проанализировать основные параметры таких изделий.

Что такое щелочные батарейки

Щелочные и алкалиновые батарейки – это одно и то же. Слово «alkaline» в переводе с английского языка обозначает «щелочь». Этот источник питания считается элементом, в котором функции катода выполняет диоксид магния. При этом роль анода там играет порошок цинка. В качестве электролита в таких батарейках выступает гидроксид калия. Это вещество представляет собой щелочь. Именно этот компонент повлиял на название устройства.

Такие батарейки могут отличаться по типоразмерам. Также они могут иметь разную величину потенциалов на выводах. Потому перед покупкой источника питания рекомендуется внимательно ознакомиться с его характеристиками.

Особенности алкалиновых батареек

Алкалиновые батарейки могут отличаться по типу корпуса. Чаще всего в продаже представлены изделия таких типов:

Отличить алкалиновую батарею от других типов несложно. На корпусе обязательно присутствует маркировка LR. Это обозначение свидетельствует о наличии щелочного электролита в корпусе.

Что такое солевые батарейки

В солевой батарейке присутствует цинк, который выполняет функции катода. В роли анода выступает двуокись марганца. При этом функции электролита выполняет хлорид аммония.

Электрический ток синтезируется благодаря взаимодействию анодов, катодов и электролитов. После этого он попадает на токосниматель в структуре батареи, а затем – на электроды. Это дает возможность передать заряд тока устройству, в котором используется источник питания.

Для солевых батареек характерна мощность 1,5 Вольта. Стандартными вариантами считаются пальчиковые и мизинчиковые источники питания. Однако иногда встречаются и другие размеры – C, D, 6F22.

Эта разновидность источников питания в несколько раз стоит дешевле, чем аналоги. Она обладает небольшим весом и имеет низкие энергетические параметры. Также солевые батареи характеризуются невысокой герметичностью, потому могут окисляться.

К лучшим производителям этого вида устройств относятся Sanyo, GP, «Космос», «Фотон», «Энергия». Чтобы отличить солевую батарейку, рекомендуется обратить внимание на маркировку на корпусе. Около цифры должна присутствовать буква «R».

Чем похожи

Хотя щелочные и солевые батареи отличаются по составу, мощности и особенностям хранения, они имеют определенные схожие черты. К ним относят следующее:

В чем разница

Несмотря на определенные сходства, источники питания достаточно существенно отличаются. Благодаря составу алкалиновые изделия имеют больше преимуществ в эксплуатации:

Таким образом, лидирующие позиции по большинству параметров занимают алкалиновые батареи. Их главным минусом считается высокая стоимость.

Сравнительная таблица

Основные особенности и отличия батареек сведены в таблицу:

Выводы

Чтобы отличить алкалиновые батареи от солевых, стоит обратить внимание на целый ряд параметров. Они касаются состава, срока годности, особенностей работы и стоимости. Чтобы выбрать наиболее подходящий вариант источника питания, стоит учитывать все эти показатели.

Источник