Щелочные батарейки это, пожалуй, наиболее распространенный тип портативных источников энергии, применяемых в потребительской электронике. Эти батарейки сделаны с щелочным электролитом оксида калия вместо ранее применявшихся хлорида аммония или хлорида цинка, оба из которых являются кислотными компонентами.
Они имеют более высокую плотность энергии и, следовательно, более длительный срок хранения без потери в уровне напряжения.
Негласным стандартом по напряжению для одного элемента является уровень 1.5 В, но щелочные батарейки могут быть разных типов и номиналов напряжения. И у них есть ряд преимуществ и недостатков, о которых следует знать.
Плюсы и минусы
Щелочные батареи являются наиболее подходящими для применений, где используемый ток обычно имеет низкий уровень, например, в устройствах, которые не требуют большой мощности во время их использования, или используются периодически, например
- пульты дистанционного управления
- радиоприемники.
Как упоминалось ранее, щелочные батарейки имеют более длительный срок хранения, чем другие батареи хлоридного электролита, поэтому не стоит сильно беспокоиться о том, что эти батарейки лежа на полках выйдут из строя из-за своего возраста.
Кроме срока годности, эти батареи также имеют более длительный срок службы, чем их аналоги, поэтому вам не придется заменять их почти так же часто.
Еще одним большим плюсом является то, что щелочные батарейки функционируют даже при очень низких температурах.
Одним из главных преимуществ, о котором мало кто знает, является то, что существуют перезаряжаемые щелочные батарейки, которые могут использоваться сотни раз, если перезарядка выполняется после того, как батарея потратила до 25 процентов ее емкости или меньше.
Батареи, прошедшие глубокую разрядку, могут быть доведены до оптимальной производительности при проведении полного цикла зарядки и разряда, если разрядка ограничена.
Стоимость щелочной батареи также намного ниже, чем цены на другие более сложные элементы, содержащие никель и кадмий. Помимо этого щелочные батареи могут быть утилизированы как обычные отходы, и не требуют специальных методов переработки.
Щелочные батареи имеют высокое внутреннее сопротивление, что может сказаться на их производительности и сроке службы. Они недолговечны в приложениях, которые имеют высокие требования к запуску, или даже требуют много энергии во время использования.
Перезарядка щелочных аккумуляторов может быть очень долгим и хлопотным делом. Необходимо следить за подзарядкой через регулярные промежутки времени. Стоимость зарядного устройства также может быть довольно высокой, а неисправное зарядное устройство может привести к взрыву щелочные батареи.
Щелочные батарейки не должны храниться в устройствах, которые не используются в течение длительного времени, поскольку в них может быть утечка, что может разрушить само устройство из-за коррозионной природы просачиваемого материала.
Кроме того, щелочные элементы более громоздкие, чем, например, литиевые батареи, которые могут давать намного большую энергию.
Развитие современных технологий подарило нам огромное количество разнообразных приборов. Большинству из них для работы требуется источник постоянного электричества. Во многих случаях эту функцию выполняют небольшие элементы питания — батарейки.
Особой популярностью пользуются щелочные источники тока. При этом мало кто знаком с историей их появления, основными характеристиками и особенностями.
История щелочных батареек
Первая щелочная батарейка появилась ещё в начале ХХ века. Сделали это два американских изобретателя — Томас Эдисон и Вольдемар Джангер.
Роль основного поставщика щелочных источников тока на рынок электротоваров взяла на себя компания Duracell. В начале ХХ века активно развивались портативные радиоприборы, они быстро завоёвывали популярность. Поэтому возникла высокая необходимость в небольших элементах питания.
Щелочные элементы питания отлично справились с возложенной функцией. Ведь по сравнению с другими источниками тока, они были небольшого размера, герметичными, обладали высокой энергоёмкостью.
Они зарекомендовали себя как надёжный и бесперебойный источник тока, поэтому не теряют своей популярности и в наши дни.
Состав и устройство щелочной батарейки
Зная конструкцию источника тока, можно выяснить принцип работы устройства. Так, электрический ток здесь вырабатывается при помощи анода и катода.
В некоторых элементах вместо гидроксида калия используется растворы натрия или лития. Для придания более густой консистенции в электролиты добавляют специальные природные или синтетические вещества.
Анод изготавливают из покрытого антикоррозийным покрытием цинка. Раньше для этого применяли ртуть или свинец. Современные батарейки содержат менее вредные вещества, например, алюминий.
Характеристики щелочных элементов питания
Неопытному пользователю порой бывает сложно разобраться в существующих размерах, маркировках и классификации элементов питания. Осложняет процесс выбора и то, что в каждой стране используется свой вид маркировки, при этом на рынке представлены батарейки разных производителей — из стран Европы, Азии, Северной Америки, России.
Единственное, что первым бросается в глаза перед покупкой — форма изделия.
Габариты могут отличаться от стандартных на пару миллиметров. Это объясняется тем, что некоторые производители заключают источники тока в дополнительную капсулу. Она защищает их от попадания внутрь влаги или наделяет противоударными свойствами.
Наверное, каждому доводится иметь дело с гальваническими элементами, создающими электрический ток благодаря химической реакции, или, попросту, батарейками. Большинство из нас знают, что они бывают различных форм и размеров, делясь по химическому составу на солевые, алкалиновые и щелочные.
Но в чем принципиальное различие батареек и чем нам помогут эти знания? Попробуем разобраться.
Виды батареек
Батарейка – первичный источник тока, имеющий определенный тип электрохимической системы. Разделяют их по виду металла и электролита, используемых в гальваническом элементе. Именно особенности конкретной системы и определяют сферу применения, достоинства и недостатки батарейки.
На самом деле, видов батареек очень много:
- солевые
- алкалиновые
- ртутные
- серебряные
- воздушно-цинковые
- литиевые и пр.
Самыми распространенными являются солевые, литиевые и алкалиновые.
Где используются?
Самое большое достоинство солевых батареек в глазах потребителя – их низкая стоимость. К сожалению, оно же и последнее. Хотя электрические характеристики и отвечают довольно широкому спектру бытовых приборов, малая энергоемкость делает эти батарейки недолговечными.
Использовать их можно только в устройствах с невысоким энергопотреблением:
- дистанционных пультах
- термометрах
- настенных часах
- детских игрушках
- напольных весах и пр.
Более серьезную технику они «не потянут», к тому же они совершенно не способны работать на морозе.
Еще один минус солевой батарейки – способность к разгерметизации.
Электролит вытекает, а это небезопасно как для приборов, так и для человека. Именно эта особенность заставила многих производителей отказаться от выпуска солевых элементов питания и сегодня их найти не так просто.
Щелочные или алкалиновые батарейки по своим показателям намного превосходят солевые. Они способы работать в несколько раз дольше и при более интенсивных нагрузках. Щелочные батарейки обладают большей емкостью, хорошо работают при импульсных нагрузках, оставаясь нечувствительными к низким температурам.
Еще одно преимущество алкалиновых элементов питания – отсутствие саморазряда. Они могут храниться до 7-10 лет и при этом практически не разряжаются.
Используют щелочные батарейки в современных энергозатратных приборах малого и среднего размера:
- цифровых фотокамерах
- плеерах
- автомобильных пультах
- часах
- калькуляторах и пр.
Кроме того, они отличаются хорошей герметичностью и высоким уровнем безопасности. Самые известные производители алкалиновых батареек – бренды Panasonic, GP и Duracell.
Литий – легкий металл с огромным электрохимическим потенциалом. Его использование в гальванических элементах питания обеспечивает практически нулевой уровень саморазряда и способность к работе даже при температуре -40 градусов.
Это делает литиевые батарейки незаменимыми в приборах, призванных обеспечить выживание в трудных условиях:
- фонариках
- рациях
- аварийных маячках.
Кроме этого, их можно использовать
- в фото и видео технике
- медицинских приборах
- компьютерах
- в военном и космическом оборудовании.
Одна батарейка может бесперебойно работать около 12 лет.
Если в первые годы номинальное напряжение литиевых батареек не позволяло им стать взаимозаменяемыми с другими типами элементов питания, то сегодня выпускаются элементы с напряжением 1,5 В. Несмотря на это, использовать литиевые батарейки рекомендуется в приборах с высоким энергопотреблением.
К недостаткам этих элементов питания можно отнести их стоимость и возможность возгорания при неправильной эксплуатации. Но благодаря тому, что объемы производства литиевых батареек постоянно нарастают, их ценовой разрыв со щелочными постепенно сокращается.
Алкалиновые батарейки — емкие. Литиевые тоже, да еще и долгоиграющие. Зато солевые самые бюджетные. Каждый вариант имеет свои плюсы и минусы.
Приобретая батарейки, стоит ориентироваться не только на их электрохимические показатели и ценовую категорию, но и на дату выпуска. Помните, элемент питания, больше года хранившийся на магазинной полке, по уровню заряда окажется слабее своего «свеженького» собрата. Поэтому обязательно обращайте внимание и на этот показатель.
