Алкалиновые батарейки и их особенности

Алкалиновые батарейки и их особенности

Алкалиновые батарейки считаются промежуточным по характеристикам и стоимости вариантом между низкопроизводительными, дешевыми солевыми и передовыми, дорогими литиевыми энергоэлементами. Далее рассмотрено, что такое alkaline батарейки, из чего состоят, чем отличаются от других видов.

Отличия щелочных и солевых батареек

Солевые и алкалиновые элементы во многом аналогичны по конструкции. Она в обоих случаях включает 2 электрода и электролит. Различие состоит в типе анода и составе электролита.

Конструктивные отличия определяют существенную разницу в характеристиках. Эксплуатационный срок алкалиновых элементов в 2-3 раза выше в сравнении с солевыми батарейками. К тому же ввиду меньшего внутреннего сопротивления щелочные батарейки применимы в качестве силовых энергоэлементов. С ростом нагрузки их удельная емкость возрастает. Солевые батарейки уступают по этому показателю в 2-10 раз. В холоде щелочные батарейки более стабильны, чем солевые. Риск утраты герметичности корпуса понижен. Названные преимущества обуславливают большую стоимость в сравнении с солевыми батарейками.

При этом щелочные и солевые элементы идентичны по принципу функционирования. К тому же совпадает диапазон напряжения (1,5-12 В). Поэтому они подходят для одних устройств. Оба типа относят к категории марганцево-цинковых энергоэлементов. Они встречаются в аналогичных форм факторах.

Классификация

Классификация щелочных энергоэлементов основана на форм факторе.

  • Таблетки (монеты, пуговицы). Устройства дисковой конфигурации, обозначаемые маркировкой CR. Встречаются в нескольких диаметрах от 0,3 до 0,47 мм. Применяются в миниатюрных устройствах вроде часов, пультов, весов.
  • Мизинчиковые. Цилиндрические батарейки ААА. Обширно применяются в бытовых устройствах вроде часов и пультов.
  • Пальчиковые. Цилиндрические энергоэлементы АА ввиду большей мощности и емкости используются в более энергопотребляющих приборах вроде камер и мультимедийных устройств.
  • Кроны. Устройства прямоугольной формы в поперечном разрезе F22 с гнездом и штекером по разные стороны. Рассчитаны на радиотехнику.
  • Бочонки. Цилиндрические элементы большего размера, обозначаемые маркировкой D. Ориентированы на высокопроизводительные устройства вроде фонарей и акустических систем.
  • Маленькие бочонки. Аналогичны по форме предыдущему типу, но меньше. Встречаются под маркировками LR14 и C.

Возможности зарядки

Встречаются щелочные аккумуляторы, предусматривающие пополнение энергии. Однако такие элементы рассчитаны на небольшое число зарядок (20-25). Одноразовые щелочные и алкалиновые устройства не предполагают восстановления энергии. Для них не подходят народные способы, используемые для солевых вариантов.

Особенности алкалиновых батареек

Анод щелочных батареек представлен пропитанным гидроокисью калия цинковым порошком. Он наполняет полость между стенкой корпуса и центральной емкостью. Заряд с него снимается латунным стержнем из отрицательного полюса в виде тарелки. В качестве катода используется смесь марганцевой двуокиси, сажи и графита, заполняющая центральную емкость. Катод и анод разделяет пропитанный электролитом сепаратор. Электролит представлен щелочным раствором (обычно гидроксидом калия, реже – натрия и лития). Выполненный из никеля корпус включает положительный вывод и покрыт оболочкой, предотвращающей короткое замыкание. В стенке корпуса находится газовый отсек. В нем скапливаются газы, выделяющиеся при разряде. Их количество меньше, чем у солевых аналогов, поэтому меньше и отсек. Для предотвращения взрыва при повышении давления алкалиновые или щелочные устройства оснащены разрушаемой мембраной, выпускающей электролит.

Напряжение в зависимости от типоразмера составляет 1,5-10 В, емкость – 1000-3000 мАч. Алкалиновые батарейки рассчитаны на температурный диапазон от -30 до 50°C. Большой запас реагентов обеспечивает эксплуатационный срок в 3-7 лет в зависимости от емкости и особенностей применения. В любом случае скорость разрядки не превышает 10% в год. Срок хранения составляет 3-5 лет. Саморазряд отсутствует.

Отличия солевых батареек от алкалиновых

Ввиду малой стоимости соли солевые элементы – самый дешевый вид. К тому же она не токсична, поэтому, в отличие от алкалиновых, не требуются особые методы утилизации. Однако солевые батарейки характеризуются малыми емкостью и токоотдачей. Существует 2 типа элементов этой категории по составу: угольные и хлорид-цинковые. Это определяет отличия в характеристиках. Для первых емкость составляет 400-900 мАч, для вторых – 1000-1500 мАч. По КПД и эксплуатационному сроку солевые элементы уступают алкалиновым в несколько раз. Последнее обусловлено меньшей емкостью. Поэтому какие батарейки лучше солевые или щелочные – определяют в зависимости от назначения. Солевых достаточно для устройств малого энергопотребления. Однако к настоящему времени они в значительной степени вытеснены алкалиновыми. Их стоимость хотя и выше, но вполне приемлема. А существенная разница в параметрах компенсирует это.

Отдельно отмечают заряжаемые варианты солевых элементов. Они также встречаются в двух видах состава. Никель-металлгидридные аккумуляторы по емкости соответствуют угольным батарейкам (1000-1500 мАч). Никель-кадмиевые варианты более совершенны. При близкой к алкалиновым энергоэлементам емкости (1300-2900 мАч) они выгодно отличаются возможностью восполнения энергии.

Разница между щелочными и литиевыми батарейками

Литиевые элементы считаются передовым типом. Они имеют другой состав, в чем разница с прочими типами. Они отличаются от солевых или щелочных батареек полной герметичностью, небольшой массой, работоспособностью в морозы до -40°C, малым саморазрядом. Так, при втрое меньшем весе относительно щелочных элементов литиевые существенно превосходят их по длительности эксплуатации. Спустя 10 лет использования остаточная энергия составляет более половины емкости. По диапазону напряжения литиевые элементы уступают аналогам другого состава. Этот показатель составляет до 4,5 В. Емкость равна 3000 мАч, что соответствует мощным щелочным вариантам. Названные отличия обуславливают примерно вдвое большую стоимость в сравнении с алкалиновыми аналогами, что не позволяет занять ведущие позиции. К тому же существуют литий-ионные элементы.

Рекомендации

При приобретении следует выбирать новые элементы и использовать элемент сразу же. Это объясняется саморазрядом, составляющим 10-15% в год. Процесс усиливается при оставлении в устройстве без использования. Это может повлечь протекание электролита.

Не рекомендуется постоянно использовать щелочные элементы в условиях низких температур. Это ведет к ускоренному износу и сокращению емкости.

Алкалиновые элементы, кроме аккумуляторов, не предусматривают восполнение энергии. Для последних следует использовать специализированные зарядные устройства.

Ввиду токсичности отработанные устройства следует утилизировать в пунктах приема.

Узнать, батарейки какого типа подходят для конкретного прибора (пальчиковые, бочонки и т. д.), можно из инструкции.

Видео про алкалиновые батарейки

 

Ссылка на основную публикацию