Какие батарейки лучше — алкалиновые или литиевые?

Разница между элементами питания

Отличаться изделия будут сразу по нескольким моментам: примененной «химии», мощностным характеристикам и условиям хранения. Часто их путают, так как есть немало сходств:

Сравнение характеристик солевой и щелочной батарейки.

• визуально похожи друг на друга;
• одинаковый принцип действия;
• могут применяться для питания одних и тех же устройств, только солевые прослужат меньше;
• одинаковое напряжение – 1.5 В;
• не предполагают подзарядки – это доступно только для литиевых аккумуляторов. Пытаться зарядить не стоит, хоть в сети и встречаются способы. Чревато это взрывом;
• нельзя выбрасывать в мусорное ведро. Батарейки – «экологические бомбы» замедленного действия, и они требуют утилизации согласно законодательству.

Как отличить – по составу электролита. Исходя из названия это: солевой раствор или щелочь. Алкалиновые более производительные, их КПД в разы больше, а срок службы – в 5 раз. Что это дает – электронное устройство дольше проработает без замены источников питания, и это удобно.

Что до энергоемкости, опять же, выигрывают алкалиновые

Но важно при покупке уточнить дату выпуска (можно узнать из маркировки). Солевые батарейки, выпущенные давно, лучше не брать, так как прослужат они недолго

Батарейки солевые и алкалиновые: в чем разница?

Конструкция алкалинового элемента очень схожа с солевой батарейкой. При этом есть одно отличие – главные элементы конструкции располагаются в противоположном порядке. В частности, анодная паста, которая представляет собой цинковый порошок, пропитанный концентрированным щелочным электролитом, расположена по центру элемента питания и имеет отрицательный заряд. Латунный стержень, который проходит через порошок, отвечает за отток тока. Активная масса (диоксид марганца) смешивается с сажей или же графитом. От анода она отделяется сепаратором, который тоже пропитывается электролитом.

Если сравнивать с конструкцией солевого элемента, у алкалиновой батарейки выход с «+» сделан по принципу стального стакана. Выход с «-» с виду похож на стальную тарелку. Оболочка тщательно изолируется от стакана, чтобы предотвратить замыкание.

Внизу батарейки под основными элементами устанавливается прокладка, которая в случае неправильной эксплуатации или нагревании элемента питания принимает давление газов, которые могут образоваться внутри. К слову, в алкалиновых батарейках газ выделяется в значительно меньшей мере, чем в солевой. Поэтому и камера для сбора газа, тоже меньшего размера. Для безопасности (чтобы избежать взрыв) также устанавливается специальная защитная мембрана. В случае повышенного давления газов, она разрывается, нарушается герметичность и происходит вытекание электролита.

Какие батарейки лучше алкалиновые и солевые?

Перечислим основные преимущества, которые присущи алкалиновым батарейкам:

• Емкость больше, чем у солевых в 1,5-10 раз, что зависит от основного режима работы.
• Меньше саморазряжается и дольше работает. Можно купить батарейки оптом и не переживать, что они сядут до момента продажи;
• Не боится пониженных температур;
• Хорошая работа в устройствах с большими нагрузками;
• Не так сильно падает напряжение в процессе разряда.

Но стоит отметить и недостатки алкалинового элемента питания. Цена на них больше, чем на солевые. Это стоит учитывать, если вы планируете купить батарейки оптом в Москве . Кроме того, они на 30% тяжелее солевых батареек, что может оказаться проблемой во время перевозки или других случаях. Алкалиновая батарейка не может быть временно реанимирована, как солевая (при небольшой деформации или постукиванию солевая батарейка может проработать еще какое-то время).

Не все знают, но в продаже также существую алкалиновые батарейки, которые можно заряжать. Как правило, количество дополненных зарядов не превышает 25 раз. Такие элементы питания именуются «Rechargeable Alkaline Manganese», обозначаются RAM и преподносятся как перезаряжаемые алкалиновые марганцевые.

Литиевые или алкалиновые батарейки, какие лучше

Алкалиновые и щелочные батарейки одно и то же. Воспользуемся тестированием специалистами Росконтроля, пальчиковых ААА батареек и сравним их с литиевыми. Так как идеальных элементов на случаи импульсной и постоянной умеренной и слабой нагрузки нет, предлагается определить, где предпочтительнее использовать щелочные, а где литиевые батарейки и какие лучше.

Результаты исследований показали, что для импульсных токовых нагрузок с высокой мощностью лучше купить литиевую батарейку – прослужит столько же, что 3 щелочных, но весит она намного меньше, чем аварийный запас из нескольких другого вида.

В пультах и часах, в детских игрушках оптимально использовать алкалиновые аккумуляторы, по стоимости выгоднее. Малые токи быстро истощают заряд литиевой батарейки, и проработает она почти столько же, что и щелочная.

Тестирование батареек

Каждый раз, покупая батарейки, я задумывался: какие лучше. Есть много батареек приблизительно по одной цене, есть дешёвые батарейки, продающиеся только в определенных магазинах — Ikea, FlexPower, Окей, есть дорогие батарейки Duracell, Energizer. Всегда ли дорогие батарейки лучше дешёвых?

Я давно хотел сравнить батарейки, и наконец-то я это сделал.

Для испытаний использовался iMAX B6. Каждая батарейка разряжалась током 0.2А до тех пор, пока могла выдать такой ток. Для подтверждения результатов я протестировал по два экземпляра некоторых батареек. Мои эксперименты заняли почти два месяца, ведь на тестирование каждой батарейки уходило около десяти часов. Все результаты в таблице.

Измеренная ёмкость батареек в миллиампер-часах. Напряжение замерялось на батарейке через две минуты после начала теста. После того, как батарейка «сдохла» она оставлялась на некоторое время (обычно полчаса) и тест проводился ещё раз, при этом она отдавала ещё некоторое количество энергии — «Ёмкость 2». Стоимость одного ампер-часа указана в последней колонке.

Более наглядно результаты выглядят на диаграмме.

Upd.: Табличка, отсортированная по стоимости ампер-часа показывает, какие батарейки самые выгодные.

Выводы:

1. Обычные батарейки Duracell и Energizer покупать бессмысленно. Они ничем не лучше батареек, которые дешевле в 2-4 раза. 2. Duracell Turbo Max за 38 рублей штука конечно хорошие батарейки, но не настолько, сколько за них просят. 3. Ёмкость солевых батареек втрое меньше, чем у самых дешёвых щелочных (алкалиновых). 4. Трофи, Окей — не очень хорошие батарейки. 5. Duracell лучше, чем Energizer. 6. GP, Фотон, Эра, Космос — хорошие батарейки, разница в ёмкости у которых меньше 10%. 7. Самые выгодные батарейки — Ikea и FlexPower, но они продаются только в магазинах Икеа и Ф-центр соответственно. 8. Ёмкость батареек AAA почти втрое меньше, чем АА. 9. Возможно в определенных условиях (например при разряде большими токами) дорогие батарейки Duracell могут быть более эффективны, чем при разряде средним током, но вряд ли их ёмкость будет настолько же выше, тех же Ikea, насколько выше их цена (в 5.5 раз).

И немножко бекстейджа моей эпопеи.

Участники.

Процесс.

Я хотел ещё сравнить батарейки FlexPower и Duracell Turbo Max при больших импульсных токах, для этого я взял старый фотоаппарат Canon и решил посчитать, сколько кадров со вспышкой он сможет сделать. Я предполагал, что будет кадров сто, но с батарейками FlexPower получилось целых 500 кадров, поэтому с Duracell я даже не стал пробовать — слишком долго и муторно.

Что лучше выбрать li ion или li polymer

Между обоими видами батарей существует не столь большая разница, которая позволила бы сделать однозначный выбор в пользу того, или иного элемента питания. Выбор необходимого вида АКБ необходимо осуществлять в зависимости от каждого конкретного случая.

При необходимости использования компактных и неприхотливых батарей лучше остановить свой выбор на литий-полимерном варианте.

При необходимости обеспечить более долгий срок эксплуатации и получить более мощный разрядный ток, лучше использовать литий-ионный источник питания. Этот вариант является более приемлемым и при желании сэкономить средства на приобретении аккумулятора.

Оба вида аккумуляторов имеют отличные электрические характеристики, во много раз лучшие, чем у солевых, щелочных и металлогидридных элементов питания. При правильных условиях эксплуатации, недопущении сильного разряда и перезаряда, оба вида АКБ могут прослужить несколько лет, отдавая высокий ток и напряжение.

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.

Если подходить к делу с максимальной «строгостью», обычные батарейки даже не принято называть аккумуляторами, поскольку повторной зарядке они не подлежат, и она рискует закончиться плачевно: перегрев, утечка электролита, а если кому-то взбредет в голову подзарядить литиевые элементы «экстремальными» токами — в некоторых случаях может произойти и взрыв, так как литий является наиболее опасным веществом.

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.

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.

КОНСТРУКЦИЯ ЩЕЛОЧНОЙ БАТАРЕЙКИ

Конструкция щелочной цилиндрической батарейки.

Отрицательный электрод, расположенный в центральной части батарейки, представляет собой пасту из цинкового порошка, электролита и загустителя. Для предотвращения коррозии применяется цинк высокой чистоты, имеющий специальные добавки других металлов. Это позволило отказаться от применения ртути. Внутри порошка находится латунный стержень, выполняющий функцию токоотвода. Использование порошка позволяет значительно увеличит площадь соприкосновения электрода с электролитом, что снижает внутреннее сопротивление батарейки и увеличивает ток разряда. Удельная поверхность цинкового порошка составляет около 0,02 м2/г. Большой запас вещества отрицательного электрода позволяет значительно продлить срок службы батарейки. Отрицательный и положительный электроды разделены пористой мембраной, пропитанной электролитом. Мембрана исключает перемешивание паст положительного и отрицательного электродов. Положительный электрод состоит из смеси оксида марганца и графита, заполняющей объем между мембраной и стальным герметичным корпусом батарейки. В щелочной батарейке находится в полтора раза больше оксида марганца, чем в солевой батарейке. Отсутствие выделения газов при электрохимической реакции в щелочной батарейке позволяет делать ее корпус герметичным. В нижней части батарейки расположен защитный клапан, защищающий батарейку от взрыва. Если при прохождении химических процессов или из-за нагрева внутри будут накапливаться газы, то откроется защитный клапан и часть электролита выйдет наружу, герметичность будет нарушена. Батарейки и аккумуляторы выпускаются в одинаковых корпусах. Использование щелочных батарей и аккумуляторов может привести к попытке зарядить щелочную батарейку в стандартном зарядном устройстве. При заряде будет происходить накопление газов внутри батарейки и ее нагрев. Клапан предохраняет батарейку от взрыва при возрастающем давлении при экспериментах с зарядом. Положительным полюсом является стальной стакан, являющийся корпусом батарейки, отрицательным полюсом является стальная тарелка, расположенная в нижней части корпуса и соединенная с латунным стержнем. Элементы конструкции положительного и отрицательного полюсов разделены изолирующей прокладкой.

О конструкции дисковых щелочных батареек рассказано в статье “Конструкция батареек”.

Щелочные дисковые батарейки в корпусах 164 и PX625A.

В чём отличие щелочных батареек от солевых и какие лучше

Итак, пора подвести итог в вопросе, чем отличаются солевые батарейки от щелочных (алкалиновых). Основное отличие, конечно, в электрической ёмкости. В зависимости от производителя и режима (тока) разрядки разница, как указывалось выше, может составлять от 1,5 до 5–7 раз!

Как видно из диаграммы, щелочные элементы не только дольше работают, но и не так быстро теряют напряжение по мере разряда.

Следующее существенное отличие — внутреннее сопротивление. У щелочных оно намного ниже, чем у солевых, а это значит, что они могут отдавать большой ток, необходимый для питания мощных приборов, чего не скажешь о солевых, которые мощную нагрузку просто «не потянут», даже будучи новыми.

Ну и конечно, стоимость. Солевые батарейки стоят много меньше, и в некоторых случаях (см. раздел ниже) покупать их более выгодно, чем щелочные.

Какие лучше выбрать и в каком случае

Теперь осталось решить, какие из них лучше. Теоретически — щелочные, но тут не всё так просто и зависит от того, для питания чего будем батарейки использовать. Если, к примеру, нужно запитать электронно-механические или чисто электронные часы, то, без сомнения, лучше использовать солевые батарейки.

Такие часы не требуют много энергии

Стоят они немного, ток потребления устройством минимальный, так что одного элемента хватит на месяцы и даже годы. То же самое можно сказать и про питание других подобных устройств и гаджетов. К примеру, пультов ДУ для бытовой аппаратуры, миниатюрных детских игрушек без электропривода — всевозможных «гуделках», «пищалках» и пр.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Можно, конечно, всё вышеперечисленное запитать и щелочной батарейкой, но она намного дороже, а срок годности может выйти раньше, чем элемент успеет потратить весь свой заряд. Тут будет уместно выражение «из пушки по воробьям».

Где используются щелочные элементы? Их основная область применения — питание энергоёмких устройств, требующих больших токов. Если, например, поставить солевые батарейки в фотоаппарат «мыльница», то, скорее всего, они даже не смогут провернуть механизм протяжки плёнки, поскольку из-за высокого внутреннего сопротивления не способны развить большой ток. Тут решение одно — щелочная батарейка.

То же самое касается и других «прожорливых» устройств — фото видеокамер, игрушек с электроприводом, фонариков, автономных активных колонок и т. п. Всё это требует качественных источников большой ёмкости, способных при необходимости отдать большой ток.

Выводы:

1. Характеристики всех батареек более-менее одинаковы, ярких чемпионов и аутсайдеров не обнаружено.
2. Широко рекламируемые дорогие батарейки ни чем не лучше дешевых. Для повседневного применения выгоднее покупать дешевые, изготовленные малоизвестными китайскими фирмами. Однако для экстремальных применений, когда надежность важнее цены, лучше использовать изделия всемирно известных брендов. Но не тех, которые мозолят глаза по телевизору.
3. Батарейки размера AA гораздо выгоднее в эксплуатации, чем ААА.
4. Щелочные батарейки выгоднее использовать, чем солевые. К тому же солевые из-за их высокого внутреннего сопротивления как правило вообще не работают в приборах с высоким потреблением, таких как цифровые фотокамеры. Единственный вариант, при котором приобретение солевых батареек оправдан, это однократное использование. Например, в детскую игрушку, которая очень быстро будет поломана либо надоест.
5. Использовать аккумуляторы гораздо выгоднее, чем батарейки. Но только в случае регулярного использования, например в фотокамере, медиаплеере или тонометре. Если же поставить их в фонарик, который используется лишь изредка, когда отключают электроэнергию, может оказаться, что в нужный момент фонарик подведет, ибо аккумуляторы в нем разрядились из-за саморазряда. Батарейки же, напротив, хорошо сохраняют свой заряд несколько лет.
6. Чистота контактов очень важна в приборах с высоким потреблением. Даже чистые контакты батарейного отсека имеют сопротивление, близкое к сопротивлению самой батарейки или аккумулятора. А если потрогать их пальцами или на клеммах остался вытекший ранее электролит, прибор будет обречен использовать только малую часть энергии элемента питания.
7. Из собственного опыта: чем дольше хранится аккумулятор, тем меньше в нём остаточный заряд, и тем сложнее его ввести в эксплуатацию, так как для достижения максимальной ёмкости приходится применять весьма сложные процедуры, доступные далеко не каждому зарядному устройству. Купив новые аккумуляторы, следует убедиться, что упаковка не вскрывалась (что их не подзаряжали), затем следует измерить напряжение на клеммах без нагрузки. Если оно выше 1,2 В – это хороший показатель, “тренировка” скорее всего не потребуется. От 0,6 В до 1,2 В – аккумулятор долго хранился, потребуются тренировочные циклы. Ниже 0,6 В – лучше вернуть аккумуляторы продавцу.

P.S. Данная статья не претендует на полную объективность, поскольку для чистоты эксперимента следует брать элементы с одинаковым сроком хранения,
с одинаковыми и заведомо правильными условиями хранения и, кроме, того, тестировать большее количество элементов по каждому наименованию,
выводя средний показатель в качестве результата. Однако, опыты, проводимые с другими партиями элементов спустя значительные промежутки времени (более года), подтверждали полученные ранее результаты. Все упомянутые торговые марки являются зарегистрированными торговыми марками их владельцев.

(c) Александр Елецкий, 2009