Солевые батарейки характеристики, строение, виды

Особенности конструкции и принцип работы алкалиновой батарейки

Фонари, детские игрушки, кухонные весы, электронные часы — для работы этих и многих других бытовых приборов нужен миниатюрный источник питания, которым является батарейка.

Все элементы питания имеют довольно простую конструкцию — корпус, электролит и два электрода. Однако вне зависимости от того, какие их виды используются, рано или поздно они начинают садиться. Так как это может произойти в самый неподходящий момент, многие задаются вопросом, можно ли подзарядить алкалиновую батарейку.

Особенности конструкции и принцип работы алкалиновой батарейки

Выбор подходящего элемента питания зависит от прибора, в котором вы его будете использовать. Одним из самых популярных вариантов являются алкалиновые или, как ещё их называют, — щелочные батарейки. Они подходят к большинству приборов, долго служат, при этом имеют доступную стоимость.

Внешне они не отличаются от прочих разновидностей, например, солевых источников тока и представляют собой «бочонок» разного диаметра. Но между солевыми и щелочными элементами питания есть одно конструктивное отличие: алкалиновые имеют «вывернутую» конструкцию.

Внутри устройства располагается цинк, находящийся в порошкообразном состоянии. Поэтому стаканчик из цинка, который используется в солевых моделях, здесь заменяют на никелированный корпус. Он не только удерживает цинковый порошок, но и выступает в роли положительного контакта.

Во время работы положительный электрод примыкает к стенкам металлического корпуса. Кроме того, конструкция изделия позволяет разместить больше диоксида марганца, чем используется в солевых источниках питания. Поэтому они отличаются более длительным сроком эксплуатации.

Внутри корпуса располагается сепаратор, пропитанный электролитом. Чаще его изготавливают из гидроцеллюлозной плёнки.

В центральной части изделия находится токоотвод катода. Между ним и сепаратором помещают анодное вещество, роль которого играет порошок из цинка. Главное, чтобы порошок был пропитан специальным загустителем.

Справка. Щелочной электролит значительно увеличивает срок работы элементов питания — во время эксплуатации он расходуется экономнее, чем это происходит в солевых батарейках.

Принцип работы устройства впервые был описан итальянским физиком Вольтом в 1782 году. Он смастерил гальванический элемент, в котором анод из цинка и катод из меди были помещены в кислотную среду. В результате химической реакции образовался электрический ток.

К достоинствам устройства можно отнести:

  • длительный срок хранения;
  • удельная ёмкость алкалиновых источников тока в два раза превышает аналогичную характеристику у солевых моделей;
  • можно использовать в технике с любым показателем энергозащиты;
  • не восприимчиво к колебаниям температуры.

Можно ли зарядить щелочную батарейку в домашних условиях

Рано или поздно все мы сталкиваемся с тем, что алкалиновый источник тока начинает садиться. В это время наши пульты дистанционного управления, фонарики и другие приборы теряют функциональность. Но пока изделие полностью не вышло из строя, можно попробовать его чуть-чуть реанимировать, немного подзарядив.

Что не нужно делать:

  • не нарушайте корпус источника тока;
  • не разбирайте элемент питания;
  • не нужно кусать, стучать или пытаться разрезать капсулу элемента.

Однако производители настоятельно не рекомендуют повторно заряжать изделие. Ведь итог подобных манипуляций может быть непредсказуем. Например, может разгерметизироваться корпус устройства, что приведёт к утечке электролита.

Поэтому производители учли наши пожелания и начали выпускать модели, которые можно заряжать несколько раз.

Заряжаемые алкалиновые батарейки

Существует единственный вариант щелочных батареек, которые можно заряжать несколько раз — это устройства аккумуляторного типа. Вы их можете отличить от прочих устройств по соответствующей маркировке на корпусе изделия — Rechargeable Battery.

Появился новый вид элементов питания в 80-х годах ХХ столетия. В отличие от привычных аккумуляторов, подобные устройства не нужно предварительно заряжать, поскольку их можно сразу устанавливать в технику. После того как батарейка использует свой резерв, можно поместить её в специальное устройство и зарядить повторно.

Такие устройства являются переходным вариантом между обычными элементами питания и стандартными аккумуляторами.

Справка. Алкалиновые аккумуляторы имеют напряжение 1,5 вольт. Они способны сохранять этот заряд в течение длительного срока. Их главное преимущество — безопасность. А если не заряжать изделие, сохраняя 25% заряда, вы сможете использовать устройство несколько лет.

Если верить словам производителей, «подпитывать» наполовину севшую батарейку в зарядном устройстве можно около 50 раз. Перезаряжать полностью севшее устройство можно 20 раз.

Такие источники питания имеют стандартные размеры: АА, ААА, D и другие. Поэтому их можно использовать во всех бытовых приборах.

Несмотря на высокую стоимость, аккумуляторные батарейки нашли сферу применения и пользуются стабильным спросом.

Чтобы продлить срок эксплуатации элементов питания, старайтесь не использовать их на сильном морозе: так они быстрее разряжаются. Кроме того, перед покупкой обратите внимание на дату выпуска: все источники тока имеют склонность к саморазряду.

Специалисты не рекомендуют в один прибор устанавливать разные модели, например, щелочные с солевыми. Это сокращает срок службы изделий. А если вам нужны «долгоиграющие» элементы питания, советуем приобрести батарейки аккумуляторного типа.

Отличительные черты алкалиновых батареек

Батарейки алкалиновые — недорогие и надежные элементы питания, которые служат дольше солевых аналогов. Однако далеко не все знают о том, какие батарейки лучше и в чем разница между теми или иными типами элементов. Многие ошибочно полагают, что солевые и алкалиновые АКБ — это одно и то же. Для того чтобы не совершать подобных ошибок, нужно разобраться в вопросе подробнее.

Читайте также:  Датчик уровня топлива DUT-E - купить во Владивостоке

В чем разница?

Ключевое понятие в данном случае — это химический состав электролита в элементе. Если коротко, состав электролита у солевых батареек — это, разумеется, солевой раствор, а у алкалиновых — щелочь. Во избежание путаницы следует знать о том, что само понятие «батарейки alkaline» — не что иное, как именно щелочные (таков перевод английского слова).

В качестве примера можно привести популярные солевые элементы, электролит которых состоит из хлорида цинка. Алкалиновые АКБ содержать в себе жидкость, в качестве которой применяется не солевой, а щелочной раствор (обычно это гидроксид калия). При взаимодействии с полюсами аккумулятора щелочь выделяет гораздо больше химической энергии, чем соль. Именно поэтому щелочные батарейки отличаются лучшей производительностью, и их ОКПД (общий коэффициент полезного действия) намного выше, чем у солевых аналогов.

Многие считают, что наилучшие алкалиновые элементы — это Duracell, которые уже в течение долгого времени являются лидирами на рынке. Среди отечественных производителей неплохо показали себя батарейки «Космос», хотя российская алкалиновая АКБ отличается от мощной «дюраселки» более скромным показателем емкости и стоит намного дешевле.

Классификатор продукции, обычно, маркирует алкалиновые, солевые и литиевые элементы питания буквенными обозначениями, например, АА и ААА. В зависимости от размера, их можно использовать в фонариках, настенных часах, электронных игрушках, пультах для телевизоров и так далее. Можно сказать, что батарейки алкалиновые — лучшие после литиевых, от покупки которых потребителей часто удерживает цена.

Коротко различия между щелочными и солевыми батарейками можно обозначить в нескольких пунктах.

Характеристики солевых батареек:

  • После 2-3 лет хранения они полностью разряжаются и больше непригодны к использованию.
  • Неустойчивы к перепадам температуры , вследствие чего их емкость может быстро уменьшаться.
  • Часто «протекают» по причине того, что ближе к концу разряда солевой раствор дает сильную химическую реакцию. Если планируется долгое время не пользоваться устройством, их нельзя надолго оставлять внутри него.
  • Цена их минимальна : конечно, в этом есть и плюс, но и по времени работы они — далеко не лучший из возможных вариантов.
  • Если, все же, их использовать, оптимально будет ограничиться устройствами с самым низким потреблением энергии (часы, весы, пульты дистанционного управления).

В свою очередь, алкалиновая «линейка» имеет следующие преимущества:

  • Щелочные АКБ можно хранить к течение 3-5 лет , и их производительность будет хорошей, с минимальным разрядом.
  • Для алкалиновых аккумуляторов характерна стойкость к температурным колебаниям .
  • Они не протекают , их безопасно хранить внутри устройства, которое не используется.
  • Существенное отличие в плане производительности: удельнаяемкость алкалиновой батарейки в полтора раза больше , чему у солевой , при минимальных нагрузках. Если же нагрузка максимальна, работоспособность щелочной АКБ превышает этот показатель у солевой в 4-10 раз.
  • Самые высокие результаты работы щелочной аккумулятор будет показывать при условии равномерной нагрузки .
  • Цена — средняя, выше, чем у солевых , но это себя оправдывает.

Результаты тестирования

Многие спрашивают о том, какие батарейки лучше, потому что в многочисленных фирмах-производителях бывает легко запутаться, а постоянно покупать тот же Duracell может позволить себе не каждый. Поскольку очень часто батарейки типа АА и ААА применяются в детских игрушках, неудивительно, что и дети, и родители очень хотят, чтобы пушистый механический друг работал гораздо дольше.

Как уже было сказано, среди отечественных аналогов алкалиновых элементов в плане показателей емкости неплохим вариантом является «Космос». В России существует несколько компаний, которые проводят батарейкам специальный тест и на основании его показателей помогают людям выбрать лучший из недорогих отечественных вариантов.

Одной из таких компаний является «Источник». Для того чтобы тест аккумулятора на работоспособность был правдивым и точным, в качестве «подопытных» были взяты шесть приборов, напоминающие детские игрушки. Они были поставлены в интенсивные рабочие условия, с максимальным потреблением энергии от батареек.

Тест показал, что сила разрядного тока составила около 1000 миллиампер. Разные батарейки алкалинового типа подвергались такому разряду вплоть до падения уровня напряжения в 0,9 вольт. Все показатели фиксировались в специальной таблице. Главным «мерилом» эффективности была емкость каждого элемента, оставшаяся после испытаний.

Среди восьми батареек разных производителей в эксперименте участвовали марки «Фотон» и «Космос», емкость которых даже после серьезных испытаний оставалась на приличном уровне. Таким образом, если есть желание приобрести недорогие алкалиновые элементы, которые обладают неплохой производительностью, можно спрашивать в магазинах именно эти марки.

Тестирование доказало, что эти варианты являются очень удобными и выгодными в том случае, когда нет возможности приобрести литиевые или более дорогие алкалиновые батарейки.

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.

Читайте также:  LPG Ремонт Москва Обслуживание

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.

Как это сделать

Перед тем как зарядить батарейку в домашних условиях, следует принять к сведению несколько простых советов:

  • Не рекомендуется вскрывать элемент.
  • Нельзя его разбирать.
  • Не стоит делать надрезы на корпусе, стучать по элементу.

Такая техника безопасности поможет не только уберечь себя от возможных неприятных последствий, но и будет способствовать тому, чтобы зарядка алкалиновых батареек прошла успешно, и они смогли выработать свой остаточный потенциал.

Для «реанимации» потребуются:

  • Сам щелочной элемент питания , нуждающийся в экстренной подзарядке.
  • Зарядное устройство с показателем постоянного тока от 9 до 12 вольт.
  • Провода — для того, чтобы правильно собрать простую схему.
  • Мультиметр , с помощью которого будет проводиться тест напряжения.
  • Желательно наличие термопары или термометра для измерения температуры элементов.

Алкалиновые батарейки можно заряжать, но с условием соблюдения техники безопасности и знанием основ сборки простой электронной схемы. Для начала следует понять, какой у них уровень остаточного заряда. Будет достаточно вставить их в то устройство, которое используется, и замерить показатели с помощью мультиметра или вольтметра. Затем можно приступить к самому процессу «реанимации», памятуя о том, что любая ошибка может быть чревата неприятными последствиями:

  1. Оголяем у зарядного устройства контакты .
  2. Подключаем его к розетк е.
  3. Присоединяем к контактам «зарядника» батарейку с помощью соединительных проводов, строго соблюдая полярность (минус к минусу, а плюс — к плюсу).
  4. Далее батарейка начнет нагреваться , внимательно контролируем этот процесс с помощью термопары.
  5. По достижении температуры в 50°Сотключаем цепь .
  6. Ждем две минуты до остывания батарейки.
  7. Снова замыкаем цепь включением «зарядника» в розетку.
  8. Следим за температурой .

Такую манипуляцию следует проводить в течение пяти минут, затем вставить элемент питания обратно в устройство и проверить его работу. Лучшим «тестером» может стать обычный карманный фонарик. Если он будет светить ярко, значит, подзарядка прошла успешно.

Теперь подзаряжаем батарейку так называемым «шоковым» способом:

  1. Подключаем ее обратно в цепь .
  2. Коротко включаем «зарядник» в розетку и тут же вынимаем его .
  3. Так сделать нужно несколько раз , в течение полутора-двух минут.
  4. Замеряем показатели напряжения (они могут быть выше прежних).
  5. После всех «мучений» народные умельцы рекомендуют охладить батарейки в морозильнике, затем, после извлечения оттуда, довести их до комнатной температуры и вставить в устройство.

Если зарядить алкалиновые батарейки таким способом, это поможет ненадолго продлить им жизнь. Безусловно, метод может оказаться и полезным — в случае, если у вас нет подходящего зарядного устройства для батареек.

Но лучше всего приобрести новые элементы и всегда держать их поблизости в качестве запасных. Тем более, щелочные батарейки хранятся долго, не теряя своей работоспособности.

Сколько заряжать аккумуляторные батарейки правильно: таблица

Какие батарейки можно заряжать в зарядном устройстве

Батарейки и аккумуляторы сегодня – основные источники энергии для мобильной и компьютерной техники. Внешне эти два предмета очень похожи, однако существенное различие между ними есть – после расхода всего энергетического запаса аккумуляторы подлежат зарядке, когда как батарейки должны быть утилизированы.

Если пользователь нарушит правила безопасности и вставит в зарядное устройство простую щелочную или солевую батарейку, то в лучшем случае это не принесет никакого результата. Однако в большинстве своём его ожидают более серьёзные последствия, такие как:

  • порча элемента питания;
  • перегрев, влекущий за собой возгорание или взрыв;
  • короткое замыкание.

Как определить, это батарейка или аккумулятор

На первый взгляд рассматриваемые источники энергии очень похожи, но, приглядевшись, можно сразу же разглядеть визуальные отличия.

Главным показателем аккумулятора считается надпись на его корпусе с определённым числом и отметкой mАh. Данные отличительные черты свидетельствуют, что элемент питания имеет ёмкость, которой может обладать только АКБ.

СПРАВКА: чем выше число перед размерностью мАч, тем большей ёмкостью обладает аккумулятор.

Найти аккумулятор среди батареек также можно по характерному слову, присутствующему на этикетке: «rechargeable», что в переводе с английского означает «перезаряжаемый». В случае если к пользователю попадёт в руки обычная батарейка, на ней будет предупреждение производителя «do not recharge», то есть «не перезаряжать».

СПРАВКА: щелочные батарейки также подписываются английским термином «Alkaline», что переводится как «щелочной».

Следующим пунктом, следуя которому удастся выбрать необходимый элемент питания, является маркировка:

  1. Аккумуляторы подразделяются на типы, учитывающие материалы. Могут встретиться обозначения: Ni-Mh (никель-металлогидридный), Ni-Cd (никель-кадмиевый), Ni-Zn (никель-цинковый), Li-ion (литий-ионный), Li-Pol (литий-полимерный).
  2. Среди батареек распространены: R – солевые, LR – щелочные, FR – литиевые.
Читайте также:  Стойка амортизатора на Пежо 2006 выбор и замена

АКБ и батарея, помимо отличий в маркировке, существенно разнятся в цене: аккумулятор идентичного типоразмера будет стоить до четырех раз дороже обычной батарейки. Именно поэтому последние достаточно популярны среди пользователей – их можно использовать в простых бытовых устройствах, например, в часах, фонариках или машинках на радиоуправлении, и даже вставлять в цифровые приборы, которые давно пылятся на полке, например, в фотоаппарат.

СПРАВКА: солевые или щелочные батарейки и аккумуляторы имеют схожие типоразмеры, например в обоих элементах питания можно встретить пальчиковую (АА) и мизинчиковую (ААА) модели. Однако таблеточный тип встречается только в батарейках (исключение – таблеточные аккумуляторы для слуховых аппаратов).

Сколько времени заряжать аккумуляторы

При потери заряда АКБ возникает вопрос, сколько заряжать аккумуляторы, например, пальчиковые или мизинчиковые (как наиболее популярные типы).

Обычно на заряд может затрачиваться 4-20 часов, однако если зарядник обладает маленькой мощностью, то источник энергии может полностью зарядиться только спустя неделю.

Cколько заряжать аккумуляторные батарейки таблица продемонстрирует достаточно наглядно.

Ток зарядки, мА Время зарядки
700 3 часа 35 минут
500 5 часов
200 13 часов

Примечание: ёмкость элемента питания равна 2500 мАч.

Подобную таблицу следует привести и для мизинчиковых типоразмеров ёмкостью 700 мАч.

Ток зарядки, мА Время зарядки
700 60 минут
500 1 час 24 минуты
200 3 часа 30 минут

От чего зависит скорость зарядки аккумулятора

Существенными факторами, влияющими на скорость зарядки АКБ, являются:

  • температура окружающей среды, которая должна находиться в диапазоне от -5°С до +50°С. Оптимальный вариант – 20°С-25°С;
  • химический состав источника энергии. Так, для никель-цинковых батарей требуется специальное зарядное устройство;
  • количество оставшегося заряда.

Помимо этого, ощутимое влияние оказывает размер зарядного тока (чем больше его значение, тем быстрее зарядится элемент питания) и ёмкость (батареи с небольшим значением этого параметра будут готовы к работе быстрее).

Чтобы процесс прошел успешно, нужно знать, как правильно заряжать батарейки аккумуляторы. Основным правилом является подробное ознакомление с инструкцией и рекомендациями изготовителя и АКБ, и зарядника. Последний настоятельно рекомендуется выбирать сразу при покупке элемента питания.

СПРАВКА: во время работы зарядное устройство нагревается, что полагается нормальным следствием процесса. Однако если корпус сильно горячий, его следует срочно отключить от сети.

Формула для расчёта времени зарядки и её тонкости

Для того чтобы узнать, сколько заряжать аккумуляторные батареи, нужно воспользоваться простой формулой:

где t – время, требующееся для того, чтобы полностью зарядить АКБ, k – коэффициент теплоотдачи, значение которого варьируется от 1,2 до 1,6, С – ёмкость аккумулятора, I – ток сети.

Рассчитать время, используя описанное выражение, не составит труда. Важно учитывать целесообразность его применения – должны быть известны значения зарядного тока и ёмкость источника энергии. Использовать формулу удобно, когда время зарядки находится в диапазоне от 4 до 20 часов. При значении меньше указанного подача электрического тока должна прекращаться самостоятельно, и элемент питания принимается готовым к работе. Если же время, затрачиваемое на зарядку, превышает 20 часов, это значит, что аккумулятор питается небольшими по величине зарядными токами, которые неспособны причинить ему вред.

Как установить степень заряженности аккумуляторной батареи

Для того чтобы избежать вопроса, сколько нужно заряжать аккумуляторные батарейки, пользователи приобретают зарядные устройства со специальным индикатором, который показывает количество переданной энергии в заряжающуюся АКБ. Более того по окончании процесса зарядник прекращает питание от сети и самостоятельно отключается.

Как заряжать Ni-Cd аккумуляторы читайте здесь.

Если же приобретение подобного прибора невозможно, нужно воспользоваться формулой для расчёта времени зарядки и прекратить процесс питания от сети по прошествии рассчитанного времени.

Число циклов

Современные аккумуляторы могут иметь до 4 тысяч циклов заряда. Но для достижения максимальных характеристик новую АКБ необходимо несколько раз (3-4) довести до полного разряжения, а потом зарядить до 100%. Это делается для преодоления «эффекта памяти» – явления, выражающегося в запоминании предела ёмкости эксплуатации. Простыми словами, если пользователь постоянно заряжает аккумулятор при 30% заряда, то очень скоро батарея будет выходить из строя при достижении этой величины, и потребуется зарядка.

СПРАВКА: литий-ионные и литий-полимерные элементы питания не имеют «эффекта памяти».

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector