Alkaline батарейки что это значит

Солевые или щелочные батарейки — в чем разница

Человек окружен электроприборами, и многие из них – портативные, питающиеся от первичных или вторичных источников тока. Первые – элементы, в которых протекают необратимые химические реакции. Со временем они утрачивают заряд и их утилизируют. Вторичные – это аккумуляторы, предусматривающие перезарядку. Технологии развиваются, и если раньше широко применялись солевые батарейки, сейчас их начали заменять более емкими алкалиновыми. Каковы их особенности и в чем разница – об этом в статье.

Солевые и щелочные батарейки отличаются своими характеристиками и химическим составом.

Особенности солевых батареек

Рассмотрим конструкцию элемента питания. Солевая батарейка включает в себя цинковый стакан (он же анод), размещенный внутри катод, состоящий из смеси графита и диоксида марганца. Между ними – электролит в виде раствора хлорида аммония (нашатырь). Токосъемником служит угольный стержень, установленный в катоде порошкообразного типа. В верхней части источника тока предусмотрен воздушный карман – в нем накапливаются газы, вырабатываемые в ходе работы. Все эти элементы закрыты в защитном корпусе из металла.

Так как хлорид аммония – соль, то батарейки с такой основой принято называть солевыми. Но правильнее говорить «гальванические элементы».

К слову, в первых разновидностях солевых батареек применялся жидкий электролит. Позднее его начали загущать путем добавления крахмалистых веществ. Таким образом свели к минимуму вероятность вытекания «химии».

Мощность солевых батареек – 1.5 В. Чаще всего встречаются «пальчиковые» и «мизинчиковые» элементы, но распространены и другие типоразмеры: C, D, 6F22. Изделия доступны, мало весят, но характерны небольшой энергоемкостью. Кроме того, солевые гальванические элементы могут окисляться из-за недостаточной герметичности.

Используют соляные батареи для питания устройств с малым потреблением энергии: детских игрушек, тестеров, фонариков, электронных часов, пультов дистанционного управления, «карманных» радиоприемников и т.д.

Преимущества

Достоинств не так много: доступность и малый вес. «Отдых» продлевает их срок эксплуатации. Если потрясти элемент, постучать об руку, он способен еще немного прослужить, так как разравниваются комки электролита.

Многие ошибочно полагают, что они нетоксичны и не требуют утилизации. Это не так – их утилизируют так же, как и щелочные батареи.

Недостатки

Отрицательные качества такие:

• соотношение размеров к энергоемкости;
• срок службы, не превышающий трех лет;
• из-за большого внутреннего сопротивления характерны невысокой нагрузочной способностью;
• могут протечь, если хранить полуразряженными;
• со временем электролит высыхает;
• неустойчивы к перепадам температуры.

Как видно, соляные батарейки сложно назвать идеальными, и все же, их применяют и в наши дни, так как стоят они в разы дешевле алкалиновых (щелочных).

Особенности алкалиновых батареек

Их еще называют щелочными. Конструкция аналогична солевым, но отличие – расположение компонентов.

Анод в них – порошок цинка, который пропитан щелочным электролитом. Находится он внутри корпуса. Анодным токосъемником служит латунный стержень – он же передает напряжение на «минусовой» вывод в виде стальной тарелки. «Плюсовой» вывод – металлический стакан, с которым контактирует катодная паста. Последняя – смесь диоксида марганца с графитом. Посреди катодной и анодной пастами расположен разделитель – сепаратор, также пропитанный щелочной «химией».

«Плюсовой» вывод отделен от стакана диэлектрической подставкой. Последняя имеет вид диафрагмы, и способна прогибаться, когда внутри батарейки выделяются газы. Она же уберегает элемент от возможного взрыва – при превышении давления диафрагма рвется, а источник тока разгерметизируется. Непосредственно стакан со всех боков закрыт оболочкой – это необходимо для защиты от замыкания элементов в одной кассете.

Одно время цинковый порошок обрабатывали ртутью, чтобы гальванический элемент дольше служил. Но ртуть – опасный в быту элемент, и от такой практики отказались. И все же, алкалиновые батарейки также требуют утилизации.

Используют алкалиновые источники для питания: мощных фонариков, музыкальных плееров, фотооборудования и других устройств с большим потреблением энергии.

Преимущества

Положительные качества алкалиновых изделий:

• соотношение энергоемкости к габаритам;
• срок эксплуатации до 6 лет (за год емкость падает не более, чем на 10%);
• высокие разрядные токи из-за низкого внутреннего сопротивления;
• лучше, чем солевые, приспособлены к работе при минусовых температурах;
• надежная герметизация;
• в конструкции предусмотрен клапан, предотвращающий взрыв.

Недостатки

Щелочные батареи, во-первых, тяжелые, во-вторых – дороже солевых, в-третьих – не предполагают «реанимации».

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.

Покупая элементы питания, обычно смотрят на цену и качество. Солевые дешевле и, по сути, на этом достоинства заканчиваются.

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.

Какие батарейки лучше

Алкалиновые или солевые батарейки лучше – этим интересуются люди, подыскивающие источник тока для того или иного прибора. Если коротко, первенство за алкалиновыми, но многое зависит от того, что ими будет запитываться.

Для простых электронных часов, пультов, детских игрушек, достаточно будет и солевых элементов. Они дешевые, а устройства потребляют мало тока, и один элемент запросто прослужит месяцы, а то и годы.

Щелочными батареями запитывают энергоемкие устройства, которые требуют повышенных токов. Например, если вставить солевой гальванический элемент даже в простую «мыльницу», скорее всего последняя даже не включится. По причине высокого внутреннего сопротивления батарейка не способна дать большой ток, и выходом будет – установка алкалиновой.

Если коротко: солевые – для устройств с малым потреблением тока, щелочные – для мощных приборов (колонок, фонариков, игрушек с сервоприводом, фото- и видеокамер и пр.).

График работы солевой и алкалиновой батареек.

Батарейки сегодня широко применяются, но и технологии на месте не стоят. Вполне вероятно, что со временем соляные и алкалиновые элементы будут заменены аккумуляторами, способными держать большой заряд и предполагающие подзарядку.

Источник

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

Источник