Щелочные батарейки: особенности конструкции

Впервые щелочные батарейки запустили в производство еще в шестидесятых, когда производители начали задумываться над улучшением качества и производительности первичного источника тока. Свое название они получили благодаря электролиту, который состоит из щелочного раствора повышенной концентрации. Для его изготовления чаще всего используют гидроксид калия или же гидроксид натрия. Данный вид батареек еще называют алкалиновыми, так как «Alkaline» в переводе щелочь и так часто маркируются батарейки иностранных производителей.

Главными активными веществами, отвечающими за электрохимическую реакцию алкалинового источника тока являются:

• цинк;
• оксид марганца;

Такие же вещества используются и в изготовление солевых батареек, однако использование щелочного раствора вместо солевого в составе электролита, значительно увеличивает продолжительность работы данного типа батареек.

Напряжение в батарейках разных типов может варьироваться в районе 1,5-12V. При этом алкалиновые батарейки могут быть рассчитаны на разные токи разряда. Самым минимальным током разряда отличаются батарейки дискового типа (их еще называют «таблетки»). Например, если брать элемент питания с корпусом 164, то емкость составит 8 mAh. Если же брать корпус с обозначением PX625A, то ее емкость составит 190 mAh.

Из чего состоят щелочные батарейки

Приступим с описания отрицательного электрода. Он располагается в центре элемента питания и состоит из своеобразной пасты, в которую входят: цинковый порошок, электролит и загуститель. Чтоб предотвратить процессы коррозии, используется высокочастотный цинк с добавками из других металлов (что позволяет производителям больше не использовать в производстве вредную для окружающей среды и здоровья ртуть). Через порошок проходит латунный стержень, который отвечает за токоотвод. За счет порошка увеличивается площадь соприкосновения электролита и электродом, а это способствует снижению внутреннего сопротивления, а также увеличению тока разряда. Всего, на данное вещество приходится 0,02 м2/г удельной поверхности. Если в элементе питания содержится больше вещества отрицательного электрода, то эксплуатационные характеристики батарейки считаются лучше.

Положительный и отрицательный электроды разделяют мембраной пористой структуры, которая пропитывается электролитом. Основная ее функция – предотвратить смешивание паст с противоположными зарядами. Состав электрода с «+» включает в себя: оксид марганца, графит. Он заполняет весь объем, который остается между стальным корпусом элемента питания и мембраной.

Меры предосторожности

Чтобы избежать взрыва при нагреве или скапливание газов, внизу батарейки располагается аварийный клапан, он в случае повышенного напряжения, позволит выйти части электролита наружу, тем самым предотвратив взрыв. Но стоит отметить, что при этом нарушается герметичность и дальнейшее ее использование будет невозможным.

По внешним признакам батарейки и аккумуляторы ничем не отличаются. Они производятся в идентичных корпусах, и многие пытаются подзарядить обычную батарейку в стационарном зарядном устройстве. Но производители настойчиво не рекомендуют этого делать. Так как обычная батарейка нагревается, скапливаются газы и может произойти взрыв.

Положительный полюс элемента питания приходится на корпус батарейки, так называемый стальной стакан. В то же время отрицательный полюс – на стальную тарелку, которая располагается внизу корпуса и соединяется с латунным стержнем.

Перечислим основные преимущества

У щелочной батарейки много неоспоримых достоинств. Среди основных:

• увеличен ток разряда;
• более длительный срок эксплуатации (если сравнивать с солевой);
• Может долго храниться (за год без использования заряд теряете на 10%);
• можно применять при пониженных и высоких температурах;

Среди недостатков щелочных батареек - повышенная стоимость (цена на щелочные батарейки выше, чем на солевые). Благодаря их повышенной емкости, алкалиновые батарейки рекомендуется применять в электроприборах с высоким и средним потребление энергии.

Какие батарейки можно заряжать?

Заряжаемые алкалиновые батарейки (маркируются RAM) – это уже не обычные батарейки, но еще и не аккумуляторы. При покупке они уже заряжены и готовы к использованию, когда аккумуляторы советуют сначала зарядить. Напряжение заряжаемой батарейки 1,5 V. Данный показатель не снижается до окончательного разряда. Если говорить о габаритах АА, то емкость батарейки может достичь 2 ампер-часа. Их можно использовать как альтернативу никель-кадмиевых и никель-магниевых аккумуляторов. Алкалиновые батарейки с возможностью подзарядки могут хранятся несколько лет не разряжаясь. Но цена в два раза больше, чем на обычные щелочные источники тока, при этом ниже стоимости аккумуляторов.

Есть несколько особенностей заряда данного типа батареек:

• Если разряд составляет менее 25%, то батарейку может перезарядить до 1,42 вольта более, чем 100 раз.
• Если разряд составил 25-50%, то перезарядить ее можно будет около 50 раз до 1,32 вольта.
• Если разряд уже более 50%, то перезарядить ее можно будет не более 20 раз.

Заряжаемые алкалиновые батарейки могут вставляться в любые электроприборах, поддерживающих размеры АА, ААА, C,D. Больше всего они подходят для электронных устройств, которые не требуют частой подзарядки (пульты для телевизоров, датчики).