Устройство и особенности щелочных батареек

Виды 1539 ,

Миниатюра к статье Устройство и особенности щелочных батареек

Щелочные батарейки — это элементы питания, которые повсеместно используются во многих приборах. Встретить их можно как на прилавках обычного магазина, так и в интернет-каталогах. Рассмотрим устройство, емкость, виды и классификацию щелочных батареек.

История развития

Впервые щелочную батарейку изобрели и ввели в эксплуатацию в начале XIX века. Изобрели ее Томас Эдисон и Вольдемар Джангер. Причем они работали не совместно — гениальная идея пришла на разные континенты почти одновременно.

Одна из первых батареек

Компания Duracell стала основным поставщиком источников тока данного типа на рынке. В эпоху возникновения первых портативных бытовых приборов и распространения радиоприемников существовала острая необходимость в приобретении элементов питания. Щелочные батарейки стали прорывом того времени. Ведь, в отличие от солевых, они были более герметичны, миниатюрны и экономичны.

Используются данные элементы питания до сих пор в различных приборах и технике. Называются они щелочными из-за их конструкции. Иногда можно встретить маркировку «Alkaline» — это значит, что батарейка была изготовлена за рубежом.

Состав батарейки

Устройство простой щелочной батарейки помогает понять принцип ее работы. Электрический ток возникает в результате взаимодействия ионов катода и анода.

Катод состоит из:

  • диоксида марганца — 75-85%;
  • графита (ацетиленовой сажи) — 8-10%;
  • раствора калия гидроксида (КОН) — 30-35%;
  • связующих компонентов — 1%.

Щелочью может выступать не только гидроксид калия, но и другие активные элементы натрия (NaOH) и лития (LiOH). Электролит специально загущают природными или синтетическими компонентами, содержащими гидроксильные группы (-ОН).

Материалом анода является очищенный цинк, обработанный от коррозий. Для этого в состав анода добавляли раньше свинец и ртуть, сейчас вещества более экологичные — висмут и алюминий.

Устройство батарейки

Как устроен элемент питания

Конструкция алкалиновых батареек предусматривает строение изделия как будто наизнанку, по сравнению с солевыми аккумуляторами:

  1. Внутри элемента содержится цинковая паста. В ней цинк находится в виде порошка, что увеличивает площадь его взаимодействия, от этого ёмкость аккумулятора выше, нежели у солевых аналогов.
  2. Цинк, загущенный специальным гелем, вырабатывает отрицательный потенциал, его снимает стержень из латуни.
  3. Диоксид марганца, смешанный с углеродной составляющей (графит, зола, сажа), отделяется от цинка с загустителем (анода) специальным сепаратором.
  4. Положительный вывод энергии выполнен в виде стального стакана с покрытием из никеля.
  5. Отрицательный вывод изготовлен из стальной тарелки.
  6. Оболочка изолирована от стакана. Это предупреждает возникновение замыкания. Ведь оба элемента расположены в одном отделении изделия.
  7. Также в щелочном элементе питания присутствует прокладка. Она берет на себя давление газов. Стоит отметить, что их выработка незначительна. Если сравнивать солевую и щелочную батарейку, то у второй газообразование снижено на 80%.
  8. Для защиты от взрыва данных элементов питания в конструкции предусмотрена камера для сбора газов и мембрана. Если давление внутри батареи очень велико, мембрана лопается, и происходит утечка электролитов.

Классификация

Существует множество типоразмеров, классификаций и маркировок источников тока. Неопытному человеку трудно в них разобраться. Сложность заключается еще и в том, что в мире насчитывается несколько классификаций, а на нашем рынке можно встретить разных производителей — США, Европа, Китай, отечественные компании.

Батарейки отличаются по форме. Это, пожалуй, самое первое, что бросается в глаза. Различают:

  • Цилиндрические (LR03, LR6, LR14, LR20). Это пальчиковые, мизинчиковые устройства, так называемые бочонки. Они имеют вид правильного цилиндра. Их длина больше ширины. По диаметру могут быть различны.
  • Дисковые (LR44, L1154). Батарейки данного вида в народе называются «таблеточными» или же «часовыми». Они сплюснутые, имеют вид диска, таблетки. По размерам могут быть разными.

Виды

Классификация буквенная возникла в США, она широко используется и на просторах постсоветских стран. Представим отличие букв и размеров в таблице:

Тип Название Высота, мм Диаметр, мм
ААА Мини-пальчиковая,

мизинчиковая

44,5 10,5
АА Пальчиковая 50,5 14,5
С Средняя часовая 50 26,5
D Большая часовая 61,5 34,2
1604D Крона 67 26 на 22

Размеры варьируются в несколько миллиметров. Это связно с тем, что производитель может заключить батарейку в специальную оболочку. Она является защитой от попадания влаги или делает аккумулятор ударостойким. Если аккумулятор алкалиновый, на упаковке будет написана буква «L».

Характеристики

Основные параметры:

  1. Щелочные элементы питания могут выдавать напряжение от 1,5 до 9 вольт.
  2. Емкость – 1500-3000 мА/ч.

Это самые главные характеристики, на которые стоит обращать внимание при покупке.

Щелочные элементы питания могут работать в жестких погодных условиях. Температура их хранения и эксплуатации — от -20 до +50°С. Хотя некоторые производители пишут более широкие рамки.

Где используются щелочные батарейки?

В быту человека окружает множество бытовых приборов, а так как батарейки выпускаются с разными ёмкостями, на этот параметр стоит обращать внимание. Ведь чем больше емкость, тем сильнее выдаваемое аккумулятором напряжение, и тем дольше он работает.

Алкалиновые элементы питания можно встретить в:

  • кухонных и напольных весах;
  • дистанционных пультах управления;
  • часах настенных и напольных;
  • детских игрушках;
  • медицинских приборах (тонометры, термометры);
  • устройствах медтехнической принадлежности (слуховые аппараты, инвалидные коляски, датчики);
  • радиоприемниках, портативных колонках и многих других приборах.

Преимущества и недостатки батареек на щелочной основе

Как и каждое устройство, алкалиновые элементы питания обладают плюсами и минусами.

К преимуществам относится:

  • безопасность;
  • повышенная мощность (при сравнении с солевыми батарейками);
  • возможность использования в различных условиях;
  • низкие риски протекания и деформации корпуса;
  • широкий выбор типоразмеров;
  • доступная стоимость;
  • долгий срок хранения и службы;
  • низкий саморазряд.

К недостаткам можно отнести:

  • сравнительную дороговизну качественных батареек;
  • необходимость особой утилизации;
  • способность к саморазряду.

Можно ли заряжать щелочные батарейки

Чтоб элемент питания использовать несколько раз, его необходимо зарядить после истощения его мощности. Такие батарейки называются аккумуляторами. Стоит помнить, что не каждая батарейка поддается заряжанию. Если производитель не предусмотрел эту функцию, то самостоятельные попытки восстановить утраченный заряд могут плачевно закончиться. Батарейка взорвется и придет в негодность, а вы при этом получите травмы и ожоги.

Существует ряд производителей, которые выпускают перезаряжаемые щелочные батарейки. Стоимость такого изделия будет выше, но и срок службы больше. Такие батарейки называются полуторовольтовые аккумуляторы. На их упаковке и на самом элементе питания есть маркировка RAM (Reusable Alkaline Manganese).

Батарейки и зарядное устройство

Помните, что заряжать батарейку нужно только специально предназначенными для этого устройствами. Самодельные приборы опасны в эксплуатации.

Аналоги щелочных батареек и их цена

Аналогами алкалиновых источников энергии являются солевые, серебряные, ртутные и литиевые батарейки. Первые являются дешевыми, но ненадежными. Если вам нужна простая батарейка в технику, которая не потребляет много энергии, то солевым элементам питания можно отдать предпочтение.

Ртутные и серебряные батареи не получили широкого распространения. А вот литиевые аналоги — очень хороши, но их стоимость на порядок выше щелочных аккумуляторов.

Если вы ищите аналог щелочной батарейки по особому типоразмеру, то в интернете есть множество таблиц соответствий. Они помогут вам понять, какую батарейку стоит покупать, а какую нет.

Цена алкалиновых источников энергии различна и начинается от 5 рублей. Естественно, она зависит от номинальной мощности, емкости, производителя и бренда. Известными и хорошими компаниями, выпускающими батарейки, являются Sony, Duracell, Panasonic Eneloop, Varta.

Полезные рекомендации

  1. При приобретении обращайте внимание на производителя и срок годности элемента. Хотя щелочные элементы питания склонны к низкому саморазряду, лучше не покупать их впрок.
  2. Если вы не знаете, какая батарейка вам понадобится, возьмите с собой инструкцию к бытовой технике, там обычно пишут, от батареек какого типоразмера работает прибор.
  3. Подбирайте аккумуляторы, исходя из энергетических потребностей прибора. Нет смысла покупать мощное устройство в кухонные весы, которыми редко пользуются, и? напротив, дешевую солевую – в пульт или тонометр.
  4. Отдавайте предпочтение известным торговым маркам. Дешевые китайские изделия могут оказаться некачественными и испортить ваш прибор (потечь, взорваться).
  5. Приобретайте аккумуляторные батареи — это экономично и выгодно.
  6. Не выбрасывайте щелочные батареи в ведро или на улицу. Их нужно сдавать в специальные пункты приема.

Щелочные (алкалиновые) батарейки прочно вошли в нашу жизнь. Они имеют разные виды и формы, встречаются во многих бытовых приборах и портативной технике. Несмотря на простую конструкцию, которая незначительно изменилась с момента изобретения, они пользуются популярностью.

Было полезно? - Сохраните информацию в социальных сетях:
Логотип сайта batteryk.com

Увы, комментариев пока нет. Станьте первым!

Поделитесь своим опытом

Данные не разглашаются. Вы можете оставить анонимный комментарий, не указывая имени и адреса эл. почты