Первые алкалиновые батарейки были запущены в производство в 60-х годах, когда перед производителями встал вопрос улучшения качества и энергоэффективности элементов питания. Свое название они получили от электролита, состоящего из щелочного раствора. Конструкция алкалиновых АКБ подразумевает использование гидрокисда калия или натрия. Маркируются щелочные батарейки надписью Alkaline или Алкалайн.
В конструкции алкалиновых батареек используется гидроксид калия или натрия.
Особенности алкалиновых батареек
Электрохимическую реакцию в щелочных элементах питания обеспечивает смесь цинка и оксида марганца. Эти же вещества входят в состав солевых АКБ, однако за счет щелочного раствора существенно увеличивается период эксплуатации устройства. В зависимости от типа источника питания напряжение находится в пределах 1,5-12 В. При этом щелочные могут работать при разных токах.
Минимальное значение имеют алкалиновые элементы таблеточного типа. Они отличаются миниатюрным корпусом и невысокими техническими показателями. Например, батарейки с формой корпуса 164 имеют емкость всего лишь в 8 мАч. Более энергоэффективные элементы вроде PX625A отличаются объемом до 200 мАч.
Типоразмеры и виды батареек Duracell
- Щелочные (Alkaline) элементы питания:
- типоразмеров , AAA, C, D на 1,5v, а также батареи 9V MN1604 (9v), 4,5v MN1203 (4,5v);
- аналогичные по размерам никель-металлогидридные аккумуляторы HR6, HR03, HR14, HR20 на 1,2v и батарея HR9V на 8,4v;
- Источники питания для фототехники:
- литиевые цилиндрические на 3 вольта 123, 223 и CR2;
- литиевые цилиндрические на 6 вольт типоразмеров 245 и 28L;
- литиевые дисковые на 3 вольта 1/3N (диаметром 11,6 мм и высотой 10,8 мм);
- литиевые CR-V3 на 3 вольта четырехугольной формы размером 52x14x28 мм;
- щелочные дисковые 625A на 1,5 вольта.
- Элементы питания электроники:
- литиевые таблеточные 1220, 1616, 1620, 2022, 2025, 2032, 2430, 2450 на 3 вольта;
- дисковый элемент с оксидом серебра 357/303/R357/7 на 1,55 вольта;
- щелочные таблеточные LR43, LR44, LR54 на 1,5 вольта;
- щелочные цилиндрические AAAA на 1,5 вольта.
- Для часов с оксидом серебра на 1,55 вольта: 362/361, 364, 371/370, 377, 386/301, 389/381, 392/384, 394, 399/395.
- Щелочные цилиндрические для устройств безопасности:
- на 1,5 вольта — N, J;
- на 12 вольт — MN21, MN27.
На территории СНГ наиболее распространены следующие источники питания:
- цилиндрические щелочные типоразмеров: AA, AAA, C, D;
- щелочные батареи на 9 вольт (типа Крона);
- аккумуляторы и зарядные устройства;
- специальные с маркировкой MN21, MN27, 123, 28L, CR2;
- типа «Таблетка».
Таблетки Duracell
Самыми распространенными дисковыми элементами питания, предназначенными для небольших медицинских устройств, считывателей банковских карт, мелкой электроники являются следующие:
- литиевые специальные типоразмеров 2022, 2025, 2032 на 3 вольта, которые работают в диапазоне температур от -40 до +60 градусов и часто используются в материнских платах для поддержания работоспособности CMOS-памяти;
- щелочные специальные LR44 на 1,5 вольта, работают от -20 до +54 градусов.
Все они поддерживают технологию Duralock, при этом литиевые элементы могут храниться до 10 лет, а щелочной источник LR44 – 5 лет.
2032. Обозначаются маркировкой DL2032 (по стандарту IEC – CR2032), имеют емкость 220 мАч, вес 2,8 грамм. Размеры: 20х3,2 мм.
2025. Имеют маркировку DL2025 (IEC – CR2025), емкость 150 мАч, вес 2,2 грамма. Размеры 20х2,5 мм.
2016. Имеют маркировку DL2016 (CR2016), емкость 75 мАч, вес 1,8 грамм. Размеры 20х1,6 мм.
Мнение эксперта
Стребиж Виктор Павлович, эксперт по освещению и электрике
Любые вопросы задавайте мне, я помогу!
Впрочем, их можно сделать самостоятельно народные умельцы изготавливают такие приборы из дешевых китайских зарядных устройств для мобильных телефонов. Если же вам что-то непонятно, пишите мне!
Устройство и принцип работы
Устройство алкалиновых батареек.
Отрицательный электрод алкалиновой батарейки находится в центре элемента питания. Он представляет собой пасту, в состав которой входит цинковый порошок, электролит и загуститель. Для защиты внутренних элементов от коррозии в корпусе предусмотрен высокочастотный цинк с добавлением сторонних металлов. Это также позволяет производителям исключать из состава опасные для экологии вещества, например, ртуть.
Токоотвод элемента питания обеспечивает латунный стержень, проходящий сквозь порошок. Благодаря ему увеличивается область соединения электролита и электрода, что способствует уменьшению внутреннего сопротивления и увеличению разрядного тока.
Плюсовой и минусовой электроды разделены между собой пористой структурой, которая пропитана рабочим раствором. Она также не допускает смешивание паст с разными зарядами. Положительный электрод состоит из оксида марганца и графита. Именно он заполняет свободное внутреннее пространство, которое остается между мембранной и корпусом.
Как зарядить батарейку: какие можно, в зарядном устройстве, в домашних условиях.
- Через блок питания.
Подсоединяем его к сети и проводами соединения подключаем батарейку, соблюдая полярность. Важно не допустить нагревание батарейки выше 40-50 градусов. После этого отключаем блок питания и даем батарейке остыть. Когда она станет теплой, снова подсоединяем блок питания к электричеству примерно на 2 минуты, после чего помещаем батарейку в морозилку на 10 минут. Использовать ее можно спустя 2-3 минуты после извлечения из холода. Заряженная таким образом батарейка может послужить еще какое-то время. - Методом нагревания.
Можно ли зарядить алкалиновую батарейку
Щелочные батарейки считаются высокоэффективным элементом питания, поэтому возникает вопрос: можно ли заряжать алкалиновые батарейки? Такая возможность позволила бы экономить на покупке новых АКБ. Однако согласно рекомендациям производителей, щелочные батарейки нельзя заряжать. Данная информация отображена на упаковке в виде надписи или пиктограммы.
В сети можно найти советы и инструкции, как заряжать алкалиновые батарейки в зарядном устройстве. Операция выполняется при соблюдении временных интервалов, при этом сам элемент питания не должен нагреваться выше 50 градусов по Цельсию. После роста напряжения батарейку также необходимо охлаждать. Однако такой способ дозарядки не дает никаких гарантий и может привести к вытеканию электролита, поэтому пробовать его не стоит.
Если возможности заменить использованные батарейки на новые нет, можно прибегнуть к следующим методам продления работоспособности источника питания:
Деформация корпуса батарейки для подзарядки.
- Повышение температуры корпуса. Для этого нужно окунуть алкалиновый элемент в горячую воду на 30-40 секунд. Внутренние элементы получат немного тепла и выделят энергию. Нагревать батарейку на огне категорически нельзя.
- Деформация корпуса. Сжимая батарейку можно добиться небольшого усиления заряда. При этом надо следить за степенью повреждения – электролит не должен вытечь из корпуса. Нельзя сжимать батарейку зубами – это можно привести к отравлению раствором.
Стоит помнить, что оба способа – небезопасны и позволяют добиться минимального эффекта. Поэтому проще будет купить новые алкалиновые батарейки.
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.
Какое освещение Вы предпочитаете
ВстроенноеЛюстра
СПРАВКА: во время работы зарядное устройство нагревается, что полагается нормальным следствием процесса. Однако если корпус сильно горячий, его следует срочно отключить от сети.
Заряжаемые батарейки
Помимо алкалиновых, существуют и другие виды батареек, которые можно дозаряжать после использования. В отличие от стандартных элементов питания многоразовые аккумуляторы позволяют при помощи зарядного устройства пользоваться ими в течение долгого времени. Подобные батарейки выпускаются и с щелочным раствором с напряжением в 1,5 В и емкостью от 150 мАч.
Зарядное устройство для батареек.
Ключевое преимущество алкалинового аккумулятора заключается в полностью безопасном для человека корпусе, который не содержит вредных веществ. Такой элемент питания держит заряд при соблюдении условий хранения долгие годы, особенно, если не разряжать его полностью. В инструкциях от производителей указано, что аккумуляторы на щелочной основе выдерживают до 50 циклов перезарядки.
Многоразовые батарейки имеют стандартные габариты, типоразмеры соответствуют форматам АА, ААА, С и D. Использовать их следует в технике с низким уровнем потребления тока, например, в пультах ДУ или фонариках.
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 . 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.
Откуда взялась идея заряжать батарейки
Эта идея не так абсурдна, как может показаться. Да, если цинковый катод растворился, пытаться его реанимировать глупо. Но! Дешёвые батарейки перестают работать из-за окислов, а химический ресурс остаётся не исчерпанным до конца. Так вот. Ещё советские учёные обнаружили, что если пробить заизолировавшуюся батарейку сильным током, то «корки» слетают, контакты очищаются, а реакция возобновляется.
Обратите внимание Объём у пальчиковых / мизинчиковых батареек примерно одинаковый, независимо от стоимости. Почему же дешёвки быстрее садятся? Потому что их контакты и ионный раствор сделаны из более простых материалов.
Опасность зарядки элементов питания
В состав батарей входит едкая щелочь. При зарядке, когда сквозь нее проходит электрический ток, элемент питания может взорваться. Это нужно учитывать, выполняя подзарядку в комнате, гараже или другом замкнутом пространстве.
Что может произойти при зарядке батареек.
Еще одной неприятностью, которая может возникнуть в процессе подзарядки, является течь электролита. Если небольшое количество вещества попадет на прибор, он будет поврежден.
При покупке гальванических элементов нужно учитывать, что подзарядить можно только щелочные (алкалиновые). Продлить срок службы солевых невозможно. Их подзарядка считается опасной. Они могут взорваться, в результате чего электролит попадет в глаза.
Насколько работает метод заморозки
- Не рекомендуется подзаряжать одноразовые батарейки. Это малоэффективно, к тому же можно повредить зарядное устройство.
- Нельзя восстанавливать литиевые источники питания (таблеточки) при механическом воздействии или попытках вскрытия они взрываются.
- Есть способ восстановления щелочных батареек заправляя их щелочью. Для этого нужно разобрать корпус, вынув латунный стержень, затем залить щелочь и собрать все обратно. Этот способ работает, но он слишком сложный и не стоит затраченных усилий. К тому же можно обжечься щелочным раствором.
Режимы заряда.
Существует три вида заряда аккумуляторов и аккумуляторных батарей: нормальный, усиленный и форсированный.
Нормальный заряд.
При нормальном заряде аккумуляторам и аккумуляторным батареям сообщают заряд нормальным зарядным током в течении 6 ч. Для ламельных НК-аккумуляторов ток нормального заряда численно равен одной четверти номинальной емкости. У некоторых безламельных аккумуляторных батарей время нормального заряда может быть больше или меньше 6 ч. Например, время нормального заряда аккумуляторной батареи 2НКБ-2 составляет 10 ч, а батареи 10НКБ-60 — 4,5 часа.
Нормальный заряд, который проводится в целях контроля емкости аккумуляторных батарей, называется контрольным.
Усиленный заряд.
Усиленным зарядом называется заряд аккумуляторов и аккумуляторных батарей нормальным или увеличенным зарядным током в течении 12 ч. Усиленный заряд применяется для восстановления или поддержания номинальной величины емкости аккумуляторов и аккумуляторных батарей в следующих случаях:
а). при приведении в рабочее состояние;
б). при подготовке к хранению;
в). после смены электролита;
г). после глубоких разрядов ниже допустимых конечных напряжений (1 В на аккумулятор или элемент аккумуляторной батареи) или разрядов малыми токами, чередующимися с длительными перерывами в работе;
д). при нерегулярной работе.
Усиленный заряд проводится в один или два этапа. В один этап аккумуляторы заряжаются нормальным током в течение 12 ч. При заряде в два этапа после 6 ч заряда нормальным зарядным током делается перерыв в заряде на 1-2 ч, после чего аккумуляторные батареи дозаряжают нормальным зарядным током еще в течение 6 ч. заряда нормальным зарядом током делается перерыв в заряде на 1-2 часа, после чего аккумуляторные батареи дозаряжают нормальным зарядным током в течение 6 часов.
Форсированный заряд.
В случае крайней необходимости для ускоренного приведения аккумуляторных батарей в рабочее состояние применяется режим форсированного заряда, который предусматривает сокращение времени пропитки электролитом и отгазовки аккумуляторов и батарей. Заряд аккумуляторов и батарей токами, величина которых превышает ток нормального заряда.
Заряд в форсированном режиме сокращает срок службы аккумуляторов и аккумуляторных батарей и поэтому заводами-изготовителями допускается проведение, как правило, не более 10 зарядов в форсированном режиме в течении гарантийного срока их эксплуатации.
Заряжать в форсированном режиме разрешается только исправные аккумуляторные батареи. После заливки и пропитки электролитом каждый элемент такой батареи (аккумулятор) должен иметь НРЦ больше нуля.
Методика выполнения работ при заряде щелочных аккумуляторов и аккумуляторных батарей.
Работы по заряду щелочных аккумуляторов и аккумуляторных батарей осуществляется в такой последовательности:
— подготовить аккумуляторные батареи к заряду;
— рассчитать электрическую схему заряда аккумуляторных батарей;
— соединить аккумуляторные батареи последовательно в зарядные группы;
—
подготовить зарядные устройства к работе согласно эксплуатационной документации зарядных устройств и подключить группы аккумуляторных батарей к зарядным устройствам;
— зарядить аккумуляторные батареи стабилизированным током, контролируя ток заряда, температуру электролита, уровень электролита, напряжение на элементах аккумуляторных батарей и аккумуляторах;
— отключить аккумуляторные батареи от зарядных устройств после окончания заряда;
— установить аккумуляторные батареи с открытыми заливочными отверстиями для отгазовки (удаления газов из внутреннего объема элементов батарей);
— довести до нормы уровень и плотность электролита в элементах аккумуляторных батарей;
— измерить напряжение на каждом элементе аккумуляторных батарей и заполнить журнал учета технического обслуживания аккумуляторов и аккумуляторных батарей.
Очень популярный вид энергетического накопителя — щелочные аккумуляторы — это объясняется их многофункциональностью. В качестве электролита используется едкий натрий или калий. Перед тем как покупать подобное оборудование, потребуется ознакомиться со всеми положительными и отрицательными сторонами, а также особенностями аппарата.
Методы зарядки
Перед тем как зарядить батарейку пальчиковую в домашних условиях, желательно знать, какой тип контроля зарядного прибора понадобится использовать. Применяют два метода контроля заряда:
- по току;
- по напряжению.
Первый способ применяется для NiCd и NiMh аккумуляторных батарей, а второй для свинцово-кислотных, LiIon и LiPol батарей. Автоматические ЗУ для аккумуляторов, использующие специализированные микроконтроллеры, позволяют правильно подзарядить любой тип элементов энергии, и контролируют этапы восстановления энергии.
ЗУ с контролем тока
Такие устройства называют гальваностатическими. Главным параметром ЗУ является значение тока батареи. Правильно перезарядить аккумулятор и не ухудшить его характеристики получится при подборе величины тока и скорости заряда. Для того чтоб определить значения тока, используется равенство I= 0,1C, где C- ёмкость батарейки. Почему не рекомендуется использовать большее значение, нетрудно понять, представляя химические процессы, проходящие в гальванических устройствах. Кроме этого, во-первых, это повышенный нагрев, а во-вторых, присутствующий эффект памяти.
Для избегания саморазряда обычно ЗУ в конце заряда переключаются на режим подзаряда малым током.
Но для щелочных аккумуляторов такой способ неприемлем, поэтому перезаряжать их в таком режиме нельзя. Для таких типов применяется способ прекращения заряда, когда ток не меняется в течение нескольких часов.
Способ контролирования напряжения
Вид работы основан на потенциостатическом режиме отключающий процесс заряда при достижении определённого напряжения. Для такого типа ЗУ используются различные скорости заряда. Для никель-кадмиевых и никель-металл-гидридных используют три скорости заряда: долгий (0,1С), быстрый (0,3С) и сверхбыстрый (1С). В процессе заряда сила тока уменьшается, а напряжение на выводах батарейки приближается к напряжению ЗУ. Считается, что таким методом невозможно полностью зарядить батарею.
Преимущества и недостатки
К сильным сторонам alkaline battery стоит отнести:
- Для эксплуатации необходимо гораздо меньшее количество электролита, чем в случае с соляными элементами питания;
- Удачная конструкция: химическая реакция протекает на достаточно большой площади;
- Выделения газообразных веществ практически не происходит;
- Достаточно долгий срок годности и малая опасность потери первоначального заряда;
- Возможность работы при низких температурах;
- Устойчивость к напряженной работе с повышенным потреблением тока;
- Разрядка в процессе использования происходит относительно равномерно.
Однако относить данный продукт к категории идеальных было бы ошибкой, потому что он отличается:
- Достаточно высокой ценой в сравнении с прочими типами химических источников тока;
- Относительно высокий вес;
- Для абсолютного большинства изделий, имеющихся в продаже, не допустима перезарядка без опасности взрыва находящегося внутри газа.
Правила хранения
Устройства бывают длительного или временного хранения. Когда приобретается новая АКБ, обязательно надо проверить пробки — их прилегание.
Рекомендуем: Ремонт и восстановление Ni-Cd аккумуляторов
Очень большое внимание необходимо уделить проверке вентильной резины. От её состояния будет зависеть работа всей батареи
Чтобы лакокрасочный состав не слезал, надо корпус обрабатывать смазкой.
Для правильного хранения потребуется выполнять ряд действий:
- Произвести разрядку до 1 вольта.
- Вылить весь электролит.
- Удалить пыль, грязь и соль.
- Обновить лаковое покрытие.
Если аккумулятор будет находиться в состоянии покоя 1−10 месяцев, необходимо периодически проверять его работоспособность. Все пробки должны быть плотно прижатыми к устройству. Транспортировку можно производить только в том случае, если батарея подготовлена к длительному хранению. С другими источниками питания нежелательно хранить щелочные АКБ.