Что такое щелочные батарейки, из чего они?

Как отличить по маркировке

Как отличить щелочную батарейку от солевой? В первую очередь — по маркировке. Если элемент солевой, то первым символом в маркировке будет стоять буква «R». Щелочные батарейки маркируются символами «LR». Если на маркировке указаны «SR», «CR» или «PR», значит, это элементы серебряно-цинковые, литиевые и воздушно-цинковые соответственно. Кроме того, очень часто производитель щелочных батареек проставляет на корпусе элемента надпись «Alkaline».

Алкалиновая (слева) и солевая батарейки

Вот мы и разобрались, чем отличаются щелочные батарейки от солевых и для питания какой аппаратуры предназначен каждый из типов гальванических элементов.

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:

  • маленький срок хранения (не более трёх лет),
  • саморязряжение,
  • высыхание электролита,
  • неустойчивость при перепадах температуры,
  • частые протекания, за счёт проблем с герметичностью, если устройство продолжительное время не используется, происходит окисление оболочки, поэтому элементы питания вынимают из устройств, они могут потечь и нанести вред;
  • обладают малой ёмкостью — около 0,8 ампер в час.

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 , «Энергия» и «Фото»н, а из мировых лучшими считают Sanyo и GP.

Лучшие щелочные батарейки

Щелочные батарейки представляют собой марганцево-цинковые гальванические элементы питания. В качестве катода в них используется диоксид марганца. В свою очередь анодом является порошкообразный цинк. Электролитом в таких устройствах выступает раствор щелочи. Чаще всего производители применяют гидроксид калия.

Varta CR123A

В настоящее время батарейки этого типа реализуются в упаковках по одной или же двум штукам. Типоразмер изделия — CR123. Этот источник питания является щелочным. Его уровень напряжения достигает 3 В. Вес батарейки составляет 17 грамм. Ее емкость — 1600 мАч. Производитель предусмотрел первичную литиевую электрохимическую систему. Такой источник питания предназначен для долгосрочной работы.

Достоинства

  • Неплохая емкость;
  • Небольшой вес;
  • Оптимальный уровень напряжения;
  • Надежность работы.

Недостатки

  • Относительно высокая цена;
  • В некоторых магазинах реализуются разряжение батарейки.

Если приобретать батарейки в проверенных магазинах, можно получить действительно надежные источники питания, которые могут эксплуатироваться на протяжении довольно долгого времени.

GP LR20 (D) Super Alkaline, 1.5V (2 штуки)

Эти батарейки реализуются в упаковке по 2 штуки. Чаще всего такие источники питания используются для работы настенных часов и некоторой другой бытовой техники в доме или же квартире. Щелочные батарейки золотистого дизайна отличаются напряжением 1,5 В. Они изготавливаются на фабриках, расположенных в Китайской народной республике. Данные источники питания могут использовать от 8 до 10 раз дольше аналогичных солевых батареек подобного форм-фактора. Вследствие того, что они отличаются повышенной емкостью, длительное время изделия работают без утраты собственных эксплуатационных свойств и падения рабочего напряжения.

Достоинства

  • Доступность приобретения;
  • Длительность эксплуатации;
  • Универсальность;
  • Значительная емкость.

Недостатки

  • Относительно высокая цена;
  • Не очень хорошее хранение товара в некоторых магазинах.

Большинство покупателей отмечают хорошую работу батареек этого  типа. Несмотря на это, существует значительный риск покупки некачественных изделий в некоторых магазинах, которые нарушают условиях их хранения.

Panasonic Alkaline LR20 D 1.5В бл/2

Данные батарейки реализуются в упаковках по две штуки. Производитель предусмотрел в них алкалиновые элементы типоразмера D. Напряжение, которое создают источники питания модели, достигает 1,5 В, вес батареек составляет 29 грамм. Их длина — 118 мм, ширина — 85 мм, высота — 31 мм. Родиной бренда является Японии. В свою очередь производство расположено на территории Бельгии.

Достоинства

  • Годовой гарантийный срок;
  • Высокая емкость;
  • Надежность использования;
  • Универсальность применения.

Недостатки

  • Высокая цена;
  • Не всегда правильное хранение батареек в магазинах.

Duracell AAA Turbo MAX LR03-8BL, 8 шт.

Данные мизинчиковые батарейки реализуют в упаковках по 2, 4, 8 и 12 штук. Их типоразмер следующий: AAA. Производитель предусмотрел щелочную электротехническую технологию работы данных источников питания. Их рабочее напряжение составляет 1,5 В. Отличием изделий является наличие индикатора заряда, который работает по технологии Powercheck. Она позволяет предупредить нежелательные перебои в работе устройств. Если батарейки перестают обеспечивать функционирование более энергоемких приборов, их можно использовать на тех изделиях, которые не требуют высоких технических характеристик. Это касается только тех случаев, если не происходит совместная работа их работа с уже использованными источниками питания.

Достоинства

  • Длительная поддержка заряда;
  • Низкая цена;
  • Хорошая емкость;
  • Наличие индикатора заряда;
  • Продолжительность эксплуатации.

Недостатки

Наличие на рынке неоригинальных батареек.

В некоторых магазинах реализуются неоригинальные батарейки этого типа. Их можно определить отсутствием индикатора заряда. Несмотря на это, пользователи отмечают, что Turbo Max LR03-8BL — это действительно лучшие батарейки ААА, присутствующие в данный момент на рынке РФ.

Устранение кислотных остатков

После того, как выполнена полная очистка от ржавчины, можно приступать к окончательной чистке поверхности. Преимуществом такой оцинкованной обработки выступает момент, что металл в дальнейшем не подвергается гниению. Даже при сквозных отверстиях, распространяться коррозия не будет. Цинк сумел из запаять.

При чем здесь сода? У многих возможно возникает этот вопрос. Ее задачей является очистка кислотных остатков. Настал наконец-то ее черед. Итак, нужно взять гидрокарбонат натрия и высыпать в ведро с водой, хорошенько перемешав до полного растворения. Затем с помощью тряпки, пропитанной содовым раствором, необходимо протереть оцинкованную поверхность. Таким образом устраняются все остатки вещества с кузова.

Завершающим этапом будет нанесение шпаклевки. После чего обновляют краску, используя баллончик, подойдет также кисть. Если есть желание и возможность посетить автомастерскую, машина оставляется в таком виде с законсервированной поверхностью, пока не побывает у специалистов.

История батарейки — гальванического элемента

Свое название гальванические элементы получили по имени итальянского врача и анатома Луиджи Гальвани (1737 — 1798). Проводя опыты с лягушками, Гальвани заметил, что свежепрепарированная лягушачья лапка, подвешенная на медном крючке к железному стержню, сокращается, когда к ней прикасались железом. Наблюдения были истолкованы им как проявление «животного электричества».

Объясняя это явление позже итальянский физик Александро Вольта установил, что причиной сокращения мышц служит не «животное электричество», а наличие цепи из разных проводников в жидкости. Сама лягушачья лапка играла роль чувствительного прибора.

Александро Вольта создал первый источник тока («Вольтов столб»), который можно было использовать на практике. Этот источник состоял из медных и цинковых пластин, между которыми были проложены кружочки ткани, пропитанные раствором щелочи.

Александро Вольта предложил разделить все проводники на два рода:

  1. Сухие — металлы и уголь.
  2. Влажные — электролиты(влажные).

Шведский ученый Сванте Аррениус, изучая электропроводимость растворов различных веществ, в 1877 году пришел к выводу, что причиной электропроводимости является наличие в растворе ионов, которые образуются при растворении электролита в воде.

Процесс распада электролита на ионы называется электрической диссоциацией. При диссоциации в воде электролиты диссоциируют на положительно и отрицательно заряженные ионы. Под действием электрического поля, положительно заряженные ионы движутся к отрицательному полюсу источника тока (катоду) и называются катионами, а отрицательно заряженные – к положительному полюсу (аноду) и называются анионами. Таким образом электролиты обладают электронной проводимостью.

Примеры гальванических элементов:

Название элементаОтрицательный электродПоложительный электродЭлектролит
Вольтов столбЦинкМедьРаствор щелочи
Первый элемент ВольтаЦинкМедьРаствор серной кислоты
Элемент ДаниэляЦинкМедьРаствор сульфата цинка
Элемент ГринеЦинкУгольный стерженьРаствор сульфата меди и бихромата калия
Элемент ЛекланшеЦинковый цилиндрУгольный стерженьРаствор нашатыря и оксид марганца
Сухой элементЦинковый цилиндрУгольный стерженьГустой клейстер, приготовленный из муки на растворе нашатыря

Нюансы маркировки

В маркировку аккумуляторной батареи входят цифры и буквы. Легко узнать отрасли использования, если смотреть на буквы:

  1. Т обозначает агрегат для тяговых моделей.
  2. ТП — тепловозные аккумуляторы.
  3. В — вагонный.

Также в маркировку могут включаться и другие буквы. О них также необходимо знать, чтобы производить правильно расшифровку:

  1. НЖ — никелево-железный агрегат.
  2. К — присутствие блока, предназначавшегося для нескольких электродов.
  3. Ш — эксплуатация в рудниках.
  4. П обозначает, что корпус изготовлен из пластичного материала.
  5. М — модернизированный вариант.
  6. У означает, что агрегат можно использовать в умеренном климате.
  7. Т — тропический климат.

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!

Длительность работы солевых и щелочных батареек разных производителей при одинаковом разрядном токе

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 экспертаАлексей БартошСпециалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.Задать вопросМожно, 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.

Этому фотоаппарату солевых элементов хватит на несколько снимков

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.

Фонарь — достаточно энергоёмкое устройство, и качественно запитать его можно только щелочными батарейками

Технические характеристики и разновидности

Наиболее недорогими батарейками типа «С» являются солевые изделия, но и продолжительность работы у них невелика. Литиевые стоят в десятки раз дороже, но их использование оправдано, только при эксплуатации в мощных устройствах, которые расходуют значительное количество электроэнергии.

Солевая батарейка R14 1,5v

Солевую батарею можно обнаружить на прилавках магазинов с обозначением «R14» на ее корпусе. Это изделие имеет следующие технические характеристики:

ХарактеристикаЗначение
ФормаЦилиндр
ВидУгольно-цинковая (солевая)
УпаковкаФирменный блистер
Диаметр26,2 мм
Высота50 мм
Емкость батарейки1400-1750 мАч
Номинальное напряжение1,5 v
Рабочая температураот -40 до +50°С
Температура храненияот -5 до +55°С
Срок годности3 года
Масса90 гр

Диаметр и длина этой батарейки соответствует номиналу, а значение емкости, у некоторых производителей, может быть значительно выше.

Солевые батарейки R14

Щелочная батарейка LR14 1,5v

Щелочные батареи обладают большей емкостью, но и стоят дороже, по сравнению с солевыми. Изделия этого типа отличаются следующими параметрами:

ХарактеристикаЗначение
ФормаЦилиндр
ВидЩелочная
УпаковкаФирменный блистер
Диаметр26,2 мм
Высота50 мм
Емкость батарейки300-8200 мАч
Номинальное напряжение1,5 v
Рабочая температураот -30 до +50°С
Температура храненияот –40 до +50°С
Срок годностидо 10 лет
Масса69 гр

Диаметр и длина элементов питания этого типа также имеет стандартные значения (соответственно 26 и 55 мм), а по емкости высококачественные батареи могут достигать значения 8 Ампер часов.

Щелочные (Алкалиновые) батарейки LR14

NiMH аккумулятор HR14 1,2v

Никель-металлогидридные аккумуляторы HR14 можно перезаряжать, но их вольтаж примерно на 20% отличается в меньшую сторону в сравнении с солевыми и щелочными. Основными параметрами этого типа элементов питания являются:

ХарактеристикаЗначение
ФормаЦилиндр
ВидНикель-металлогидридный аккумулятор
УпаковкаФирменный блистер
Диаметр26,2 мм
Высота50 мм
Емкость батарейки2000-4500 мАч
Номинальное напряжение1,2 v
Количество циклов заряда/разряда1000 раз
Рабочая температураот -30 до +50°С
Срок годности12 лет
Масса75 гр

Что касается диаметра и длины батарейки, то аккумуляторы типоразмера «С» также соответствуют по основным габаритам другим разновидностям этого вида элементов питания.

Никель металлогидридные аккумуляторы HR14

Li-Ion аккумулятор 25500 3,7v

Литиевые аккумуляторы практически лишены эффекта памяти, могут перезаряжаться более 600 раз, но стоимость таких изделий существенно выше в сравнении с батарейками и АКБ других химических типов. Перезаряжаемый источник электроэнергии 25500 имеет следующие основные параметры:

ХарактеристикаЗначение
ФормаЦилиндр
ВидЛитий-ионный аккумулятор
УпаковкаФирменный блистер
Диаметр25 мм
Высота50 мм
Емкость батарейки2500-5000 мАч
Номинальное напряжение3,7 v
Количество циклов заряда/разряда600 раз
Рабочая температураот -10 до +50°С
Срок годности10 лет
Масса62 гр

По размеру АКБ 25500 полностью соответствует стандартной батареи, но устанавливать этот источник тока в посадочное гнездо устройств, которые работают на солевых или щелочных элементах нельзя. Напряжение гальванического элемента более чем в два раза ниже, чем у перезаряжаемых изделий.

Li-Ion Аккумуляторы

Угольно-цинковый (солевой) 1,5vЩелочные 1,5vАккумуляторы
R14LR14NiMH 1,2v
14D14AHR14
343A343Li-Ion 3,7v
MN1400MX140025500
BabyBaby
Юпитер МUM2

Производство

Технологическая схема изготовления щелочных цилиндрических элементов (А-343 и др.) включает заготовительные и сборочные участки. На заготовительных участках изготавливают детали элемента — стальные никелированные корпуса, армированные крышки, токоотводы, изолирующие прокладки, гранулируется агломерат-пая смесь. На сборочном участке запрессовывают агломератную смесь в стальные корпуса и со бирают элементы. Изготовление отрицательного электрода, заполнение межэлектродного пространства элемента загущенным электролитом и сборка элемента технологически объединены и проводятся сборочным автоматом.

На элементы наклеивают этикетку, и после контроля напряжения элементы упаковывают.

Ниже приведена технологическая схема изготовления цилиндрических щелочных элементов.

Сборка элементов стаканчиковой конструкции заключается в соединении деталей элемента — цинкового и двуокисномарганцевого электродов, пастовой диафрагмы, центрирующих шайб в единую конструкцию, герметизации элемента и оформлении внешнего вида.

Рис. . Эксцентриковый пресс

для штамповки цинковых электродов и диафрагм галетных элементов: 1 — ползун пресса, 2 — хвостовик пуансона, 3— матрица штампа, 4 — ящик для отштампованных электродов

На схеме показана последовательность отдельных операций при сборке стаканчиковых элементов № 373 («Марс»).

Устройства

Большая часть устройств предполагает использование батарей одного из стандартных размеров, например, AA, AAA и тому подобное. Поэтому у покупателей есть выбор, элементы какого типа предпочесть.

Надпись”Heavy-duty” (высокая нагрузка), которую можно увидеть на некоторых угольно-цинковых батарейках – не просто рекламный ход. Это означает, что они предназначены для использования в устройствах, нуждающихся в токе большой силы. Пример таких устройств – фонари, электромоторы и все приборы, в которых они применяются, например детские игрушки. Там эти батареи прослужат гораздо дольше, чем обычные. Если же прибор потребляет мало электроэнергии, то преимущество почти будет почти незаметно.

Разные литий-содержащие батарейки сильно отличаются друг от друга в том, что касается области применения. Литий-железодисульфидные являются рекордсменами при работе с большими нагрузками. Другие типы, например литиевые часовые батарейки, применяются там, где нагрузки, наоборот, не велики. Литий-ионные и литий-полимерные находятся где-то посередине, а потому являются наиболее универсальными.

Там, где могут быть использованы и аккумуляторы, и одноразовые батарейки, предпочтительнее обычно оказываются первые. Но в некоторых случаях их преимущества бывают не востребованы. Возьмем, к примеру, пульт дистанционного управления, который потребляет очень мало энергии, но используется постоянно и на протяжении длительного времени. Обычные батарейки могут прослужить в нем несколько лет, а аккумуляторы вообще столько не живут, к тому же на таких длительных промежутках времени дает о себе знать гораздо более высокая скорость саморазрядки этих элементов. На другом полюсе находятся устройства, которые используются редко, но должны быть всегда готовы к работе в случае необходимости. В них тоже лучше поставить что-нибудь одноразовое, но “долгоиграющее”. В общем, принцип понятен – нет самой лучшей батареи или аккумулятора, для каждого конкретного применения что-то будет хорошо, а что-то плохо.

Напоследок повторим несколько важных правил:

Если какой-то металлический предмет закоротит контакты батареи, то она начнет нагреваться. Это может вызвать порчу вашего имущества и даже пожар.
Большинство аккумуляторов вырабатывает водород в процессе электролиза, вызванного перезарядкой. Герметизация корпусов современных батарей значительно уменьшает риск утечек и возгорания газа, но полной гарантии никто дать не может, потому что встроенные клапаны периодически выпускают излишки скопившегося водорода.
Гораздо большую опасность несет газ, который не может покинуть корпус. Если по какой-то причине автоматические клапаны оказались заблокированы, при повышении температуры давлении внутри может вырасти настолько, что батарея взорвется. Поэтому корпус аккумуляторов никогда не должен заклеиваться, запаиваться в пластик и тому подобное.
Почти все батареи содержат опасные химические соединения: токсичные, ядовитые, легковоспламеняющиеся – это зависит от технологии

Поэтому важно, чтобы они были правильно утилизированы после использования. Понятное дело, что все равно все это окажется на ближайшей свалке, но уж лучше пусть они лежат где-нибудь далеко, чем валяются на улице.

Статья опубликована на сайте HPC.RU.Перепечатывается с разрешения редакции.

Типовое устройство батарейки

Батарейка, изготовленная в заводских условиях, включает в свой состав несколько специальных химических реагентов, которые, взаимодействуя между собой, выделяют энергию – тепловую и электрическую. Кроме того, в каждой батарейке имеются электроды – катод и анод, создающие соответствующие полюса – положительный и отрицательный.

Все реагенты разделяются при помощи специальной прокладки, которая не позволяет их составным частям перемешиваться. Тем не менее, эта прокладка способна пропускать электролит, находящийся внутри батарейки в жидком виде. Между разными твердыми реагентами и жидким электролитом происходят химические реакции, в результате которых образуются положительный и отрицательный заряды. Полюсность заряда напрямую зависит от химического состава того или иного реагента. Прокладка, расположенная между ними, не позволяет нейтрализовать положительный и отрицательный заряд.

Обратная реакция

Все типы батареек и элементов имеют сходный тип химической реакции, происходящей для выработки электроэнергии.

Но в некоторых типах элементов или батарей химические вещества различны, и реакция может быть обратной. Таким образом, элементы могут быть перезаряжены — так же, как литий-ионные аккумуляторы в автомобилях или смартфонах.

Раньше было гораздо дешевле производить неперезаряжаемые элементы, такие как щелочные элементы, поэтому они использовались очень широко.

Но теперь, когда люди осознали, насколько вредно для окружающей среды просто выбрасывать неперезаряжаемые элементы, а поскольку перезаряжаемые элементы становятся дешевле, мы, вероятно, будем использовать неперезаряжаемые элементы все меньше и меньше в будущем.

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.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookX
Напишите комментарий