Угольно цинковые батарейки что это

Угольно цинковые батарейки и целесообразность их использования

Сегодня крайне сложно представить жизнь современного человека без использования автономных источников тока. А именно элементов питания или так называемых батареек. Подобные источники применяются для работы огромного разнообразия электронных устройств от детских игрушек до компьютерных мышей.

Существует несколько основных разновидностей элементов питания:

В этой статье подробнее остановимся на первом и одном из наиболее часто применяемых видов батареек – солевые или как их еще называют угольные батареи.

Формально первую марганцево-цинковую батарейку разработал француз Д. Лекланше в 1867 году. В производственных же масштабах для решения коммерческих задач создавать угольно-цинковые батарейки начала американская компания-первопроходец Eveready. Позднее монополию Eveready нарушила молодая компания Duracell. На тот момент угольные батареи стали получать широкое распространение и спрос на них стал расти семимильными шагами. Благодаря этому Duracell смог наладить крупное производство.

Угольными или угольно-цинковыми данные батареи стали называть из-за наличия в устройстве графитного стержня. С течением истории и развитием научного прогресса стали появляться и другие виды элементов питания более энергоемкие и надежные. Но стоит отметить, что и по сей день угольные батареи пользуются стабильным спросом благодаря своей крайне низкой стоимости.

Устройство угольно-цинковых батареек

В схему устройства входят цинковый цилиндр – отрицательный электрод, стержень из пассивного угля – положительный электрод и электролит – хлорид аммония. В процессе химической реакции возникают носители электрического заряда. Если угольно-цинковые батарейки не используются, заряд восстанавливается благодаря выравниванию неоднородностей в композите электролита. Подобное увеличение заряда не значительно, но все же продлевает срок эксплуатации угольной батареи.

Характеристики угольно-цинковых батареек

Маркировка угольных батарей согласно международной классификации

Угольные батареи иностранного происхождения маркируются буквой R и числом, характеризующим вид корпуса.

В итоге можно сделать вывод, что к основному и, пожалуй, единственному достоинству угольно-цинковых батареек на сегодняшний день можно отнести только низкую стоимость по сравнению с другими видами элементов питания. Из недостатков можно выделить частые протечки электролита, низкую емкость и короткие сроки хранения и эксплуатации.

Следующие не сложные правила помогут избежать ошибок при выборе угольно-цинковых батареек и продлить срок их службы:

К сожалению, подобные предприятия имеются только в достаточно крупных городах и на сегодняшний день вопрос правильной утилизации батареек остается открытым.

Источник

СОДЕРЖАНИЕ

История

К 1876 году мокрая ячейка Лекланше была изготовлена ​​из сжатого блока диоксида марганца. В 1886 году Карл Гасснер запатентовал «сухую» версию, используя цинковую чашку в качестве анода и пасту из гипса (а позже и пшеничной муки) для желирования электролита и его иммобилизации.

По состоянию на 2011 год на угольно-цинковые батареи приходилось 20% всех портативных аккумуляторов в Соединенном Королевстве и 18% в ЕС.

Строительство

Химические реакции

В сухом цинк-углеродном элементе внешний цинковый контейнер является отрицательно заряженным выводом.

Электролит хлористый аммиак

Катод (реакция восстановления, помечена +)

Возможны и другие побочные реакции, но общую реакцию в цинк-углеродной ячейке можно представить как

Электролит хлористый цинк

Если хлорид цинка заменить хлоридом аммония в качестве электролита, анодная реакция останется прежней:

давая общую реакцию

Хлористый цинк «сверхмощный» элемент

Срок службы щелочных батарей в восемь раз превышает срок службы угольно-цинковых батарей, особенно при непрерывном использовании или в приложениях с большим разрядом.

Место хранения

Долговечность

На этом рисунке показан цинковый контейнер свежих батарей в точках (а) и разряженных батарей в точках (б) и (в). Батарея, показанная на (c), имела полиэтиленовую защитную пленку (в основном удаленную на фотографии), чтобы удерживать оксид цинка внутри корпуса.

Воздействие на окружающую среду

Тысячи тонн угольно-цинковых батарей выбрасываются каждый год во всем мире и часто не перерабатываются.

Источник

Щелочные батарейки против цинковых: какие лучше всего покупать?

Какие батарейки следует использовать в устройствах с низким энергопотреблением, таких как пульт телевизора или часы? И какие из них идеально подходят для смартфона? Какие лучше всего выбрать батарейки: цинковые или щелочные? В чем главное отличие обеих батарей? Об этом нам расскажет сотрудник интернет-магазина http://gpbatteries.com.ua/, в котором вы непосредственно можете купить высококачественные щелочные батарейки GP.

Щелочные батарейки vs цинковые?

Основное различие между цинковой и щелочной батарейкой заключается в типе электролита, используемого в обеих батареях. Цинковые батареи в основном состоят из хлорида аммония, в то время как щелочные батареи используют гидроксид калия. Тем не менее, эти технические характеристики не говорят много об использовании батарей. Вот почему мы сейчас собираемся более внимательно изучить емкость, преимущества и области применения цинковых и щелочных батарей.

Вместимость

Как и ожидалось, емкость обеих батарей разная. Из-за состава щелочная батарея обеспечивает больше энергии, чем цинковая. Единственным следствием этого является то, что обе батареи должны использоваться в разных приложениях.

Преимущества щелочных батареек

Техника

Поскольку щелочные батареи обеспечивают больше энергии, чем цинковые, вы можете использовать щелочные элементы для такихприборов, как: электрические зубные щетки, игрушки и игровые гаджеты.

Преимущества цинковых батареек

Техника

Эти батареи являются надежным источником питания для приборов, которые потребляют мало энергии. В таких устройствах, как: пульты дистанционного управления для телевизора, часы, детекторы дыма и фонари, вы должны использовать цинковые батареи из-за низкого энергопотребления. Это приведет к возможности использовать приборы в течение более длительного времени за те же деньги.

Источник

Солевые и алкалиновые батарейки — в чем разница

Делятся гальванические элементы на два вида: первичные и вторичные. К первичным относятся элементы с протекающими в них необратимыми реакциями, постепенно теряющими заряд, которые затем подлежат утилизации. К вторичным относятся аккумуляторы. Разберем далее в статье солевые батарейки и алкалиновые, в чем разница?

Что такое солевые батарейки

Это химические источники электрического тока, относящиеся к «сухому типу», ещё недавно по популярности занимавшие первое место в мире за счёт отличного соотношения между ценой и качеством. Их появление относится к 1865 году.

В состав батареек входит три элемента: два электрода (катод и анод) и электролит.

В качестве катода используется цинковая оболочка, анодом служит диоксид марганца, который пропитывают цинковым порошком. Отсюда у соляных батареек ещё одно название – угольно- цинковые.

Раньше электролитом служил загущённый крахмалом хлористый аммоний (известный как пищевая добавка с кодом Е510). Затем раствор его заменили на хлористый цинк, в который иногда добавляют ещё кальциевую соль соляной кислоты.

Прокладка, находящаяся между реактивами, пропускает электролит, ингредиенты при этом не контактируют между собой. Результатом химической окислительно-восстановительной реакции между двуокисью марганца (MnO2) и порошком цинка (Zn) становится ток. Цинк в результате химической реакции окисляется, а марганец восстанавливается.

Возникший электрический ток попадает на токосниматели, находящиеся внутри, и далее идёт к раздельным электродам, находящимся на разных концах, а уже потом на электронное устройство.

Газовая камера необходима для поступления в неё газов, которые выделяются во время разряда и саморазряда.

О типах, видах и размерах

Разновидностей солевых батареек много. Каждый типоразмер имеет обозначение. Международная электротехническая комиссия установила, что для идентификации в обозначении должны обязательно быть комбинации букв и (или) цифр. Кроме вышеперечисленных, для классификации могут применяться стандарты ANSI/NEDA и ГОСТ/ТУ.

Есть два стандартных размера, которые можно отличать друг от друга визуально. Самые распространённые пальчиковые батарейки (АА) и мизинчиковые (ААА), с одинаковым напряжением в полтора вольта и корпусом цилиндрической формы.

Есть ещё три типа. Элементы типа С или LR 14 выпускаются в форме маленького бочонка.

Выпускаемые именно для фонариков в форме большого бочонка D или LR 20 раньше использовали в переносных магнитофонах.

Батарейки R10 выпускались в Советском Союзе. Они служили в качестве источников тока для измерительных приборов и игрушек.

У элементов, имеющих цилиндрическую форму, на торце, со стороны положительного полюса, есть выступы, это видно и на фото. А с противоположной стороны поверхность плоская. Батарейки 6 F22 (крона) изготавливают прямоугольной формы, похожими на спичечный коробок, но меньшего размера. На каждом элементе указана маркировка.

Преимущества и недостатки солевых батареек

К преимуществам солевых батареек относятся маленький вес и низкая стоимость. Если давать им «отдохнуть», то срок службы продлится. Они способны хорошо поработать еще какое-то время, если их немного потрясти и постучать о руку. Комки электролита, находящегося внутри, при этом выравниваются.

Из недостатков выделяются:

За счёт невысоких энергетических показателей данные элементы питания в основном используются в приборах с небольшим энергопотреблением, которое укладывается в единицы миллиампер. Они подходят к маленьким приёмникам, карманным фонарикам, пультам дистанционного управления или тестерам. Батарейки могут отличаться производителями. Самыми известными из российских производителей считаются «Космос», «Энергия» и «Фото»н, а из мировых лучшими считают Sanyo и GP.

Что такое алкалиновая батарейка

Первая алкалиновая батарейка была изобретена американскими учеными Вольдемаром Юнгнером, и Томасом Эдисоном в начале двадцатого столетия, но популярность такие батарейки обрели не сразу. «Alkaline» в переводе с английского языка на русский означает «щёлочь», поэтому они ещё называются щелочными.

По своей конструкции щелочные батареи напоминают солевые. Разница состоит только в расположении частей. У алкалиновых также имеются два электрода и электролит. Порошкообразный цинк, пропитанный гидроокисью калия (3), играет роль анода. Располагается внутри элемента и обладает отрицательным зарядом, для снятия которого используется стержень из латуни (2),

Роль катода играет двуокись марганца, в которую добавляется графит или сажа (5). Они разделены сепаратором (4), который пропитан электролитом. Элемент с положительным выводом имеет форму стального стакана, покрытого никелем (1), а отрицательный выполнен из стали и напоминает тарелку (9).

Оболочка (6) препятствует короткому замыканию.

Газы, выделяющиеся при работе, давят на прокладку (8). Поскольку в данном элементе газов выделяется немного (в сравнении с солевым), то и размеры камеры тоже значительно меньше.

Предохранительная мембрана (7) предотвращает от возможного взрыва батареи. При превышении давления газов мембрана просто разорвётся и элемент разгерметизируется. В результате образуется течь электролита.

Недостатки: довольно большая масса, дороговизна и невозможность «реанимации».

Сфера применения охватывает большое количество приборов. Такие батарейки необходимы для работы мощных фонариков, аудиоплееров, фотокамер, пультов от сигнализации. Самыми популярными считаются Duracell и Energizer, которые выпускаются американскими компаниями. Неплохо зарекомендовали себя Sony и Toshiba японского производства.

Между ёмкостью щелочных батареек и их разрядом существует обратно пропорциональная зависимость. Уменьшение ёмкости происходит постепенно, и при разрядке большими токами различие с солевыми будет десятикратное.

В чём сходство солевой и алкалиновой батареек

Для выбора нужного им варианта, потребителям приходится сравнивать первичные элементы питания между собой.

И солевые. и алкалиновые относятся к марганцево-цинковым, работают по одному принципу, выпускаемые размеры аналогичные. Возможно использование в одних устройствах. Одно значение напряжения, от 1,5 до 12 вольт.

Невозможность подзарядки (имеют способность взрываться).

Одинаковая утилизация. Просто выбросить отработанные элементы в мусорное ведро нельзя, поскольку они способны самостоятельно разлагаться и могут быть опасными для населения. Существуют специальные пункты по переработке.

Отличие солевых батареек от алкалиновых

Выбирая источники питания, потребители задумываются о качестве и цене. Солевые батарейки и алкалиновые, в чем разница? С точки зрения экономии, наиболее доступными и дешёвыми являются солевые. Производство обходится намного дешевле, выпускаются большими объёмами. Больше преимуществ перед алколиновыми у них нет.

Главное различие в составе электролита. У солевых батареек — это соляной раствор, а у алкалиновых — щелочь.

Производительность щелочных выше, их ОКПД (общий коэффициент полезного действия) в несколько раз превышает солевые аналоги, а срок службы алкалиновых больше в 5 раз. Разница большая, это позволяет иметь работоспособные приборы в течение продолжительного времени.

У алкалиновых батареек почти не изменяется напряжение на электродах.

Ёмкость щелочной практически в четыре раза больше. При покупке нужно обязательно проверить дату изготовления. Если дата производства соляных батареек давняя, то покупать их не стоит, так как срок службы будет короткий.

Что выбрать

Так какие батарейки лучше: солевые или щелочные? Конечно, те, которые будут служить более продолжительное время.

Солевые в настоящее время практически вытеснили щелочные, поскольку их использование не выгодно. В интернете сейчас можно купить недорогие «Трофи» A27-5BL, тип электролита которых алкалиновый. Упаковка из пяти штук стоит порядка 150 рублей.

Самый передовой и хороший элемент питания на современном этапе, работающий даже при сильном морозе (до — 40 Цельсия), – литиевый.

Эти батарейки, по заверениям производителей, стопроцентно защищены от утечек и способны сохранять не менее половины заряда в течение двадцати лет.

Если попробовать определять вес, то окажется, что они в 3 раза легче щелочных, зато почти в 2 раза дороже. И в 10 раз превышают стоимость солевых.

Главное, чтобы сделать свой выбор правильно, нужно владеть информацией.

Можно и в домашних условиях изготовить самую простую батарейку из обычных подручных предметов, которая пригодится, чтобы подзарядить простое и неэнергоёмкое устройство, такое как фонарик. Достаточно иметь под рукой лимон, медную монету, стальные гвозди и два изолированных провода.

Источник

TechADVISER

Как сделать правильный выбор и совершить удачную покупку. Советы покупателю

Как выбрать батарейку?

Батарейки. Как выбрать батарейку.

В наши дни, батарейка один из самых распространенных источников питания для мелкой техники и электроники. Батарейки используются в огромном количестве электронных устройств: в часах, фонарике, детской игрушке, фотоаппарате, пульте дистанционного управления, компьютерной мыши, и много где еще и, практически каждый человек время от времени сталкивается с необходимостью их приобретения и замены. Но далеко не каждый из нас, покупая новую батарейку, делает это осознанно, т.е. со знанием того, какая батарейка в данном случае подойдет лучше и прослужит дольше.

Чаще всего у неосведомленного в вопросе выбора батареек человека возникают следующие проблемы: батарейки почему-то работают слишком короткое время, тогда как ожидалось, что они будут работать намного дольше, они плохо «держат» напряжение, текут и портят аппаратуру. Виноватых обычно ищут где-то на стороне, редко допуская, что в случившемся есть доля собственной вины. Возможно, батарейка «cдохла» потому, что ваш выбор был неверен. Возможно, вы просто не вполне четко представляли себе ее особенности и не знали, чего от таких элементов требовать. Возможно, в подобных условиях эксплуатации данная батарейка и обязана вести себя так, как она повела.

Для выбора «правильной» батарейки нужны некоторые специальные знания. Предлагаемая вашему вниманию статья поможет получить такие знания. В ней вы найдете все, что нужно знать о батарейка и том, как правильно выбрать батарейку.

Как правильно выбрать батарейку?

Батарейки. Что такое батарейка? Каков принцип ее действия? Какие бывают виды батареек? Батарейки какой формы и какого размера встречаются? Как они маркируются? Что важно при выборе батарейки? Чем следует руководствоваться и на что нужно обратить внимание, выбирая батарейку?

Попробуем во всем разобраться и ответить на эти вопросы.

ЧТО ТАКОЕ БАТАРЕЙКА И ПРИНЦИПА ЕЕ ДЕЙСТВИЯ

Батарейка – это гальванический элемент, представляющий собой компактный автономный источник постоянного тока.

Существует два типа автономных источников постоянного тока: первичные – однократного использования, не предназначенные для перезарядки, и вторичные – перезаряжаемые.

Батарейка – это, первичный источник постоянного тока.

Рис. 1. Элемент Вольта.

Принцип действия батарейки прост, он был описан итальянским физиком Аллесандро Вольтом еще в 1782 году, на примере созданного им гальванического элемента с цинковым анодом и медным катодом погруженными в раствор серной кислоты. Суть его заключается в возникновении разницы потенциалов двух металлов погруженных в электролит (рис. 1).

В данной статье мы не станем вдаваться в сущность физико-химических процессов происходящих между компонентами гальванического элемента – об этом известно из школьного курса физики.

Перейдем сразу к истории создания и развития батареек.

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ И РАЗВИТИЯ БАТАРЕЕК

Рис. 2. Элемент Лекланше.

Появились батарейки достаточно давно. Официальной датой создания первой батарейки принято считать 1867 год. Создателем первой батарейкой был французский инженер Джорджес Лекланше (Georges Leclanché) (рис. 2).

В отличие от рассматриваемого в учебниках простейшего гальванического элемента Вольта, в батарейке Leclanché использовалась более совершенная схема, электроды из других металлов, другой электролит.

Рис. 3. Элемент Eveready.

Пионером производства батареек для использования в коммерческих целях стала американская компания Eveready. Батарейка Eveready Dry Cell представляла собой «сухой» марганцево-цинковых гальванический элемент (рис. 3) и лишь отдаленно походила на современные батарейки. Первые созданные тогда еще экспериментальные партии батареек Eveready поступили на рынок в 1898 году и задумывались как источник питания для радиоприемников, но позднее они также стали востребованы и в горной промышленности, в автомобилестроении, на флоте и еще чуть позднее, в делающей свои первые шаги авиации.

В 1920-х годах, монополия Eveready закончилась, на американском ранке появилась компания «Duracell», которой было налажено крупное производство батареек. К тому времени батарейки уже достаточно широко использовались в разного рода портативных электротехнических устройствах и потребность в них росла.

Рис. 4. Батарейка «Duracell»
1–латунный колпачок
2–графитный электрод
3–цинковый стакан
4–оксид марганца
5– электролит
6–металлический контакт.

Батарейка «Duracell» представляла собой, цинковый стаканчик, обернутый кабельной бумагой на которой были напечатаны основные технические данные. Внутри цинкового стаканчика размещался графитный электрод с латунным колпачком. Вокруг графитного электрода располагался оксид марганца. Пространство между оксидом марганца и стенками цинкового стаканчика заполнялось электролитом, абсорбируемым активным материалом сепаратора (рис. 4).

Положительным полюсом батарейки был латунный колпачок графитного стержня, отрицательным – донышко цинкового стаканчика.

Еще недавно, всего несколько десятков лет назад, подобные батарейки массово выпускались во многих странах мира и были широко распространены, в том числе и в СССР. Люди среднего возраста наверняка хорошо их помнят (элемент 373, элемент 316) (рис. 5).

Рис. 5. Угольно-цинковые батарейки.

Основным достоинством таких батареек была низкая цена.

Недостатки: малая емкость, ненадежная конструкция (цинковый стаканчик в процессе работы разрушался, и электролит через бумажную оболочку протекал в батарейный отсек), малый срок службы и малый срок хранения (от 9 до 12 месяцев).

За более чем вековую историю своего существования, простые марганцево-цинковые (угольно-цинковые) батарейки значительно усовершенствовались и сегодня уже практически не встречаются. Им на смену пришли другие более совершенные, емкие и надежные батарейки.

Так же, наряду с марганцево-цинковыми батарейками, появились другие, виды батареек.

ВИДЫ БАТАРЕЕК

На виды батарейки делятся в зависимости от того, какие материалы используются для изготовления их активных компонентов (анод, катод, электролит).

Из всех видов батареек можно выделить пять наиболее широко применяющихся видов:

Каждый из вышеперечисленных видов батареек имеет свои особенности, преимущества, недостатки.

Рассмотрим их несколько подробнее.

Солевые батарейки

Солевые батарейки появились во второй половине ХХ века и стали следующим этапом развития уже описанных нами марганцево-цинковых батареек.

Рис. 6. Солевые батарейки.

Примером первых таких батареек могут служить: американские Energizer и Duracell; японские Sony UM-3 и Toshiba; отечественные «Орион», элемент 336 (рис. 6).

От простых угольно-цинковой батареек LeClanche первые солевые батарейки отличались как внешним видом (конструкция батарейки стала более надежной; появился наружный металлический корпус; положительный вывод стал герметичным; между цинковым стаканчиком и наружным корпусом появилась особая прокладка), так и технологией изготовления внутреннего наполнения (в соответствие с технологией изготовления обновленной батарейки, в ней, в качестве электролита, стал использоваться более эффективный раствор хлорида аммония; каждый из электродов батарейки помещается в отдельный электролит, соединенный с другим электролитом солевым мостом; осуществлялась более плотная набивка активных материалов).

Достоинством первых солевых батареек были: увеличенная примерно на 30% емкость; невысокая цена. Недостатки: малый срок службы, малый срок хранения (12-18 месяцев).

Рис. 7. Современные солевые батарейки.

Современных солевые батарейки (рис. 7) мало чем отличаются от своих первых образцов – их электроды изготавливаются из оксида марганца и цинка, каждый из электродов помещен в свой отдельный электролит, в качестве электролита выступает раствор хлорида аммония, между собой электролиты соединены солевым мостом. Основное их отличие в том, что со временем они стали еще более емкими и срок их хранения повысился до 24 месяцев.

Достоинства: низкая цена (из всех существующих батареек, солевые батарейки самые дешевые).

Недостатки: трудно различать разновидности по символической или словесной информации; сильное снижение напряжения в течение разряда; в конце гарантированного периода хранения потеря емкости достигает 30-40%; при низких температурах окружающей среды их емкость стремится к нулю.

Рис. 8. Отличить солевую батарейку можно по надписям на корпусе.

Отличить солевую батарейку можно по надписям на корпусе: General Purpose, Special Power, Extra Power, Long Life, Heavy Duty, Extra Heavy Duty, Super Heavy Duty, др. (рис. 8), на которые можно не обращать никакого внимания, т.к. они чаще всего являются маркетинговым трюком и к емкости, а следовательно и продолжительности работы батарейки не имеют никакого отношения.

Щелочные (алкалайновые) батарейки

Щелочные, или как их еще часто называют, алкалайновые батарейки (от англ. alkaline) появились в 1964 году.

Создателем первых щелочных батареек так же является компания Duracell.

Свое название данный вид батареек получили по природе электролита. В их химической системе, электроды изготавливают из двуокиси марганца и цинка, а в качестве электролита используют гидроксид калия (KOH).

Сегодня щелочные батарейки очень популярны среди разработчиков портативной электротехники и используются в большинстве электронных устройств, являясь самыми распространенными в мире.

Они несколько дороже солевых.

Рис. 9. Щелочная батарейка.
Отличить щелочную батарейку можно по надписям на корпусе «ALKALINE».

Достоинства: большая емкость, а значит и более длительный срок службы; лучше работают при низких температурах; обладают хорошей герметичность (вероятность протечки меньше); могут храниться дольше солевых элементов (до 5 лет); скорость саморазряда у них ниже (после года хранения при комнатной температуре потери емкости не превышают 10%).

Недостатки: спадающая кривая разряда; более высокая цена и большая, чем у солевых батареек, масса (на 15-25%).

Отличить щелочную батарейку можно по надписям на корпусе «ALKALINE» (рис. 9).

Ртутные батарейки

Ртутная батарейка – гальванический элемент, в котором анодом является цинк, катодом – оксид ртути. Анод и катод разделены сепаратором и диафрагмой, пропитанной электролитом – 40% раствором щелочи (гидроксида калия на адсорбенте).

От алколайновых, ртутные батарейки отличаются большим постоянством напряжения, более высокой емкостью и энергоплотностью, а так же, более высокой стоимостью.

Достоинства: постоянство напряжения, высокая энергоемкость и энергоплотность, устойчивость к высоким и низким температурам, продолжительный срок хранения.

Недостатки: высокая стоимость, токсичность ртути при нарушении герметичности, проблемы сбора и безопасной утилизации.

Серебряные батарейки

Серебряная батарейка – гальванический элемент, в котором анодом является цинк, катодом – оксид серебра. В качестве электролита в такой батарейке используется щелочь: гидроксида натрия (NaOH) или гидроксид калия (KOH).

Батарейки, созданные по серебряно-цинковой схеме по своим эксплуатационным характеристикам во многом сходны с ртутными батарейками. Они, так же как и ртутные батареи обладают постоянство напряжения, высокой плотностью энергии, способны храниться продолжительное время но, в отличие от ртутно-цинковых систем, серебряные батареи обладают большей емкостью на единицу массы и не токсичны.

Достоинства: постоянство напряжения, высокая энергоемкость и энергоплотность, устойчивость к высоким и низким температурам, длительный срок службы (серебряные батареи служат на 40% больше литиевых аналогов), продолжительный срок хранения.

Недостаток: высокая стоимость.

Литиевые батарейки

Рис. 10. Литиевая батарейка.

Литиевые батарейки обладают постоянством напряжения, самой большой емкостью на единицу массы, высокой плотностью энергии. В состав литиевой батарейки входит литиевый катод, анод из различных материалов. Катод и анод разделены сепаратором и диафрагмой, пропитанной органическим электролитом (рис. 10).

Кроме постоянства напряжения, высокой энергоемкости и энергоплотности, преимуществом литиевых батареек является то, что их емкость практически не зависит от тока нагрузки и при большом токе нагрузки они прослужат в несколько раз дольше, чем щелочные той же емкости.

Рис. 11. Отличить литиевую батарейку можно по надписям на корпусе «LITHIUM».

Они легкие, отличаются очень большим сроком хранения (до 10-12 лет), устойчивые к высоким и (поскольку не содержат воды) очень низким температурам.

Недостаток: высокая стоимость.

Отличить литиевую батарейку можно по надписям на корпусе «LITHIUM» (рис. 11).

ФОРМЫ, РАЗМЕРЫ, КЛАССИФИКАЦИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БАТАРЕЕК

Форма и размер

Что касается форм и размеров батареек – их несколько. Наиболее часто встречающиеся батарейки, представлены на рисунке ниже (рис. 12).

Рис. 12. Формы и размеры батареек.

Кроме представленных на рисунке батареек еще существуют миниатюрные батарейки.

Миниатюрные батарейки («таблетки») – это батарейки размером с пуговицу (рис. 13).

Рис. 13. Миниатюрные батарейки «таблетки».

Впервые миниатюрные батарейки начали широко применяться в электронных наручных часах, поэтому иногда также называется часовыми батарейками.

Они имеют множество различных форм и размеров, отличаются по высоте, диаметру, напряжению, емкости, а также химическому составу.

Классификация батареек

В зависимости от формы и размеров, все батарейки определенным образом классифицируются.

Чаще всего, батарейки классифицируются согласно американскому стандарту (рис. 14).

Рис. 14. Классификация батареек.

Предложенная им система классификации очень удобна, признана и применяется во многих странах мира. Параллельно с американским стандартом ест и другие системы классификации батареек, как международные (ANSI, IEC), так и национальные, например, действующий в России ГОСТ.

В таблице 1. приведены примеры того как классифицируются батарейки разных форм и размеров согласно американской системе и согласно ГОСТу, а так же, обиходные названия батареек резных форм и размеров.

Таблица 1. Классификация батареек.

(сначала идет американское название, вторыми – название по ГОСТ, третья колонка – это обиходное название)

Технические характеристики батареек

Кроме указанного на корпусе батарейки бренда производителя и надписи по которым можно понять к какому виду принадлежит батарейка («ALKALINE», «LITHIUM», др.), на ней, как правило, присутствуют и другие надписи информирующие потребителя, например, о том, каковы технические характеристики батарейки (рис. 15).

Рис. 15. Технические характеристики батарейки.

Посмотрев на данную надпись, не составит большого труда понять, что это щелочная, 1,5-вольтовая «дюймовочка» емкость 14 А*ч.

Но что значит LR14?

По правилам Международной Электрической Комиссии (IEC), все батарейки маркируются по определенной системе. Согласно этой системе, солевые батарейки маркируются латинской буквой R с цифрой обозначающей размер. Например, самые распространенные «пальчиковые» солевые батарейки имеют маркировку R6, солевые «мизинчиковые» – R03. Для обозначения того что батарейка является щелочной, перед буквой R добавляется латинская буква L. 3LR12 будет обозначать алколайновую «плоскую» батарейку, а LR20 алколайновую «бочку». Для обозначения литиевой батарейки, перед буквой R добавляется латинская буква C. CR14 будет обозначать литиевую «дюймовочку».

Для более подробно ознакомления с тем, как маркируются различные виды химических систем, далее приведем таблицы 2 и 3.

Таблица 2. Маркировка батареек.

Таблица 3. Наиболее распространенные маркировки батареек.

Что касается миниатюрных батареек, следует сказать, что у каждой из них также есть соответствующая маркировка, по которой можно определить ее параметры, однако следует учесть, что наряду с общепринятой маркировкой, производители часто используют свою, вследствие чего иногда бывает непросто найти замену отслужившей батарейке.

НАПРЯЖЕНИЕ И ЕМКОСТЬ БАТАРЕЙКИ, САМОРАЗРЯД

Напряжение батарейки

Напряжение батарейки, которое она способна обеспечить может быть разным. Эта характеристика часто зависит от вида самой батарейки. Например, обычные «пальчиковые» солевые батарейки могут обеспечить напряжение 1,2 и 1,5 Вольт, щелочные – 1,5 Вольт. Что касается литиевых батареек, то они выполненные в стандартных размерах, часто имеют напряжение 3 Вольта, но так же могут быть и 1,5-вольтовыми.

Квадратные батарейки и батарейки «крона», не зависимо от того к какой электрохимической системе они относятся, обеспечивают напряжение 4,5 и 9 Вольт соответственно.

Батарейки «таблетки» могут быть 1,2, 1,5 и 3-х вольтовыми.

Емкость

Емкость батарейки (ее еще можно назвать электрический заряд батарейки) – это количество электричества в батарейке.

Емкость измеряется в ампер- или миллиампер-часах.

От емкости батарейки зависит то, как долго сможет проработать устройство, в которое эта батарейка помещена.

В общем случае, срок, в течение которого батарейка будет сохранять свою работоспособность, вычисляется по формуле:

= Срок службы батарейки (в часах)

Теоретически это значит, что если, к примеру, заряд батарейки равен 1,2 ампер-часу, а устройство, в котором она работает, требует ток в 250 миллиампер (т.е. в 0,2 ампера), то в приведенном примере срок службы батарейки составит шесть часов (1,5 : 0,2 = 6).

* ток отсечки – ток, при котором устройство не работает даже при сохраненном заряде батарейки. Например, батарейка, которая уже не работает в фотоаппарате, зачастую продолжает работать в часах или пультах управления.

Саморазряд

Саморазряд – это самопроизвольная потеря емкости батарейки в ходе ее хранения и использования.

Причина саморазряда кроется в самой батарейке, а именно, в химических процессах происходящих внутри нее, которые продолжаются вне зависимости от того эксплуатируется батарейка или находится на хранении.

Саморазряд батарейки начинается с момента ее выпуска и длится вплоть до окончания использования. Если батарейка не используется, то за номинальный срок хранения указанный на корпусе, она (в зависимости от системы) может потерять порядка 10-30% начальной емкости.

Наиболее сильно разряжается батарейка в начале хранения.

Перепады температуры стимулируют саморазряд.

НАЗНАЧЕНИЕ БАТАРЕЕК РАЗНЫХ ВИДОВ И СФЕРА ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

Батарейка может быть предназначена: для больших нагрузок (ток 0,2 А), средних нагрузок (ток 0,1А) и малых нагрузок (ток 0,01А). Большинство производителей указывают на упаковке батарейки типы устройств, для которых она лучше подходит. Но такое бывает не всегда. Если тип устройства на упаковке не указан, ниже размещенная информация, поможет сделать правильный выбор батарейки для вашего устройства.

Солевые батарейки принципиально непригодны для установки в устройства с большими нагрузками (например, в цифровые фотоаппараты со вспышкой) и малопригодны для устройств со средними нагрузками (например, в фонарик, CD-плеер, и некоторые детские игрушки).

Они имеют небольшую емкость (600-800 мАч) и предназначены для использования в устройствах с низким и минимальным энергопотреблением, например: пульт дистанционного управления, электронный термометр, тестер, напольных или кухонных весы, настольные или настенные часы, и т.п. Они не рассчитаны на большие нагрузки, поэтому их не следует вставлять в устройства содержащие электродвигатель (детские игрушки, CD-плееры), фонарики, фотоаппараты! В игрушке или фонарике их может хватить на 20-30 минут, а в фотоаппарате – всего на несколько кадров со вспышкой.

Щелочные батарейки можно смело вставлять, куда угодно – как в устройства с малыми, так и в устройствах со средними и большими нагрузками – они везде обеспечит высокий результат.

Они имеют относительно большую емкость (1500-3200 мАч) и оптимальны для применения в устройствах с умеренным и повышенным энергопотреблением: в цифровых фотоаппаратах со вспышкой фонариках, CD-плеерах, игрушках, офисных телефонах, компьютерных мышках, и т.п. Алкалайновые батарейки с пометкой «фото» обладают повышенной емкостью и разработаны специально для использования в фотоаппаратах. Такие изделия стоят дороже, однако они имеют больший срок службы. Фото-батарейки способны быстрее отдавать энергию, что позитивно сказывается и на скорости работы самого устройства.

В устройствах же с малым энергопотреблением, например, таких как пульт дистанционного управления, они покажут просто отменный результат и прослужат несколько лет.

Относительно ртутных батареек и сферы их применения можно сказать, что когда-то (лет двадцать-тридцать назад), они широко применялись в качестве источника питания для электронных часов, кардиостимуляторов, слуховых аппаратов, фотоэкспонометров, в устройствах военного назначения (приборы ночного видения, устройства связи, радиомаяки и др.), в авиации и космических аппаратах. Тогда, во всем мире, объем их выпуска составлял порядка 1-1,5 миллионов в год.

Сегодня, ртутные батареи распространены ограничено. В большинстве стран производство и эксплуатация таких батарей запрещены ввиду токсичности ртути и достаточно сложно решаемой проблемы их раздельного сбора и безопасной утилизации.

Серебряные батарейки, как источник питания для бытовых электронных устройств сегодня не нашли массового распространения из-за дороговизны серебра. Востребованными стали только малоразмерные и миниатюрные батарейки, в изготовлении которых используется небольшое количество серебра, например, батарейки для наручных часов, материнских плат компьютеров и ноутбуков, микрокалькуляторов, слуховых аппаратов, лазерных указок, музыкальных открыток, микро фонариков, брелоков, одним словом везде, где использование элемента питания более крупного размера невозможно.

В не бытовых целях (в военной промышленности, в авиации, космонавтике, на флоте), еще не так давно, до появления литиевых систем, серебряно-цинковые источники питания были незаменимы и широко использовались.

Литиевые батарейки на больших токах могут прослужить в разы дольше, чем лучшие щелочные, поэтому применяются в большинстве устройствах с высоким энергопотреблением. Они нашли широкое применение в фототехнике, компьютерной технике, медицинской аппаратуре, некоторых игрушках и др. Широко используются (в военной промышленности, в авиации, космонавтике, на флоте) заменив ртутные и серебряные источники питания.

УНИФИКАЦИЯ

Требования Международной Электрической Комиссии (IEC) относительно унификации источников питания, для различных устройств их использующих, позволяют потребителю свободно выбирать батарейки и заменять батарейки одного производителя батарейками другого. Однако не стоит использовать одновременно в одном устройстве батарейки от разных производителей и, тем более, батарейки разных видов – этим вы можете заметно понизить срок их службы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Помните, батарейка изделие маленькое, но оно может быть опасным.

Чтобы избежать возможного нанесения вреда здоровью, соблюдайте меры предосторожности: не разбирайте батарейку, не кидайте ее в огонь.

И еще. Не пытайтесь «перезарядить» батарейку. Хотя в некоторых источниках иногда и встречаются советы разного рода «Кулибиных» о том, как «перезарядить» батарейку – делать это нельзя! Во-первых, значительно продлить жизнь батарейки вам, таким образом, все равно не удастся. Батарейка это первичный элемент и в отличие от вторичных элементов (аккумуляторов), происходящие в ней реакции, необратимы. Во-вторых, это просто опасно, т.к. в ходе «перезарядки» батарейка может взорваться.

Источник