СОДЕРЖАНИЕ
История
К 1876 году мокрая ячейка Лекланше была изготовлена из сжатого блока диоксида марганца. В 1886 году Карл Гасснер запатентовал «сухую» версию, используя цинковую чашку в качестве анода и пасту из гипса (а позже и пшеничной муки) для желирования электролита и его иммобилизации.
По состоянию на 2011 год на угольно-цинковые батареи приходилось 20% всех портативных аккумуляторов в Соединенном Королевстве и 18% в ЕС.
Строительство
Химические реакции
В сухом цинк-углеродном элементе внешний цинковый контейнер является отрицательно заряженным выводом.
Электролит хлористый аммиак
Катод (реакция восстановления, помечена +)
Возможны и другие побочные реакции, но общую реакцию в цинк-углеродной ячейке можно представить как
Электролит хлористый цинк
Если хлорид цинка заменить хлоридом аммония в качестве электролита, анодная реакция останется прежней:
давая общую реакцию
Хлористый цинк «сверхмощный» элемент
Срок службы щелочных батарей в восемь раз превышает срок службы угольно-цинковых батарей, особенно при непрерывном использовании или в приложениях с большим разрядом.
Место хранения
Долговечность
На этом рисунке показан цинковый контейнер свежих батарей в точках (а) и разряженных батарей в точках (б) и (в). Батарея, показанная на (c), имела полиэтиленовую защитную пленку (в основном удаленную на фотографии), чтобы удерживать оксид цинка внутри корпуса.
Воздействие на окружающую среду
Тысячи тонн угольно-цинковых батарей выбрасываются каждый год во всем мире и часто не перерабатываются.
Солевые батарейки
Повсеместное использование потребителем мелкой бытовой техники влечет за собой потребность в источниках питания, или цепи одиночных гальванических элементов, которые в быту называются батарейками. Их первое появление произошло в 1800 году, благодаря итальянскому физику Алессандро Вольта. Они различаются по габаритным размерам и форме, напряжению, емкости, типу элемента питания. Широкое распространение на рынке малой техники и электроники получили щелочные и солевые батарейки.
Что такое солевые батарейки?
Солевые батареи — источники электрического тока, возникающего в простейшем устройстве благодаря химической реакции. Иногда их называют карбон цинковые батарейки или карбоновые. Вид элементов считается наиболее дешевым, но с малой энергоемкостью, поэтому хорошо подходят для маломощных устройств. В приборах с высоким энергопотреблением, либо с характерными скачками тока нагрузки и температуры, они проработают недолго, поэтому не используются.
Обозначение солевых элементов питания
Обозначение солевых батареек принято по нескольким стандартам:
Например, маркировка солевой батарейки R 6 означает: круглая, цилиндрической формы, пальчиковая, солевой тип элемента, габаритных размеров 14,5х50,5, емкостью 1100 мАч. Стандартное напряжение — 1,5V. По обозначению R — солевая, которое наносится на этикетку корпуса, видно как отличить солевые батарейки от других разновидностей элементов питания (щелочных или литиевых).
Конструкция и состав
Устройство солевой батарейки достаточно простое и представляет собой:
Рассмотрим состав солевой батарейки с точки зрения химии:
Какие батарейки лучше солевые (1) или щелочные (2)?
Сравнение можно провести в виде таблицы, где хорошо видны преимущества либо недостатки разных типов элементов:
Выбирая источник питания для прибора с определенными требованиями эксплуатации, нужно знать, как отличить солевую батарейку от щелочной. Если солевая маркируется буквой R, то на щелочных перед ней добавляется буква L – LR.
Выводы и рекомендации
Источник питания этого типа имеет более легкий вес, бюджетную цену. Но срок годности солевых батареек не велик — от 2 до 3 лет, и в процессе хранения может наступить частичный саморазряд, а при использовании — во время резкого скачка тока. Поэтому, учитывая довольно слабые характеристики, но относительно низкую стоимость можно легко приобрести несколько комплектов элементов питания про запас.
Невысокая емкость солевой батарейки (в 2 – 3 раза меньше, в отличие от других видов), ограничивает их использование простыми приборами с малым током нагрузки.
Можно ли заряжать солевые батарейки определить просто: на корпусе устройства, предназначенного для зарядки – аккумулятора, указана его емкость в мАч. Если такой величины нет, то это обычная батарейка, и несмотря на многочисленные советы умельцев, этого делать не стоит, зарядка не даст продолжительного ожидаемого эффекта, либо может привести к несчастному случаю из-за перегревания корпуса и протечки электролита. При необходимости иметь более надежный источник энергии на длительный срок, лучше потратиться на щелочной аналог либо аккумулятор.
Интересный факт: солевая батарея своими руками может быть изготовлена очень просто. Потребуются монеты по 50 копеек, фольга, бумага, раствор соли. Монеты перед работой лучше окунуть в уксусный раствор для очистки поверхности от налета и загрязнений. Собираем устройство: монетка, смоченная в растворе соли бумага, фольга. Повторяем таким образом несколько раз, получив столбик, на одном конце монета (плюс), на другом — фольга (минус). Ток возникает из-за разности потенциалов, создаваемой электролитом (раствором соли) между металлом фольги и монеты. Такое изобретение получило название Вольтов столб, величина напряжения которого напрямую зависит от количества примененных монет: чем их больше, тем выше напряжение удастся получить. Но после эксперимента монеты уже не пригодны, они будут иметь налет ржавчины.
Щелочные батарейки против цинковых: какие лучше всего покупать?
Какие батарейки следует использовать в устройствах с низким энергопотреблением, таких как пульт телевизора или часы? И какие из них идеально подходят для смартфона? Какие лучше всего выбрать батарейки: цинковые или щелочные? В чем главное отличие обеих батарей? Об этом нам расскажет сотрудник интернет-магазина http://gpbatteries.com.ua/, в котором вы непосредственно можете купить высококачественные щелочные батарейки GP.
Щелочные батарейки vs цинковые?
Основное различие между цинковой и щелочной батарейкой заключается в типе электролита, используемого в обеих батареях. Цинковые батареи в основном состоят из хлорида аммония, в то время как щелочные батареи используют гидроксид калия. Тем не менее, эти технические характеристики не говорят много об использовании батарей. Вот почему мы сейчас собираемся более внимательно изучить емкость, преимущества и области применения цинковых и щелочных батарей.
Вместимость
Как и ожидалось, емкость обеих батарей разная. Из-за состава щелочная батарея обеспечивает больше энергии, чем цинковая. Единственным следствием этого является то, что обе батареи должны использоваться в разных приложениях.
Преимущества щелочных батареек
Техника
Поскольку щелочные батареи обеспечивают больше энергии, чем цинковые, вы можете использовать щелочные элементы для такихприборов, как: электрические зубные щетки, игрушки и игровые гаджеты.
Преимущества цинковых батареек
Техника
Эти батареи являются надежным источником питания для приборов, которые потребляют мало энергии. В таких устройствах, как: пульты дистанционного управления для телевизора, часы, детекторы дыма и фонари, вы должны использовать цинковые батареи из-за низкого энергопотребления. Это приведет к возможности использовать приборы в течение более длительного времени за те же деньги.
Угольно цинковые батарейки и целесообразность их использования
Сегодня крайне сложно представить жизнь современного человека без использования автономных источников тока. А именно элементов питания или так называемых батареек. Подобные источники применяются для работы огромного разнообразия электронных устройств от детских игрушек до компьютерных мышей.
Существует несколько основных разновидностей элементов питания:
В этой статье подробнее остановимся на первом и одном из наиболее часто применяемых видов батареек – солевые или как их еще называют угольные батареи.
Формально первую марганцево-цинковую батарейку разработал француз Д. Лекланше в 1867 году. В производственных же масштабах для решения коммерческих задач создавать угольно-цинковые батарейки начала американская компания-первопроходец Eveready. Позднее монополию Eveready нарушила молодая компания Duracell. На тот момент угольные батареи стали получать широкое распространение и спрос на них стал расти семимильными шагами. Благодаря этому Duracell смог наладить крупное производство.
Угольными или угольно-цинковыми данные батареи стали называть из-за наличия в устройстве графитного стержня. С течением истории и развитием научного прогресса стали появляться и другие виды элементов питания более энергоемкие и надежные. Но стоит отметить, что и по сей день угольные батареи пользуются стабильным спросом благодаря своей крайне низкой стоимости.
Устройство угольно-цинковых батареек
В схему устройства входят цинковый цилиндр – отрицательный электрод, стержень из пассивного угля – положительный электрод и электролит – хлорид аммония. В процессе химической реакции возникают носители электрического заряда. Если угольно-цинковые батарейки не используются, заряд восстанавливается благодаря выравниванию неоднородностей в композите электролита. Подобное увеличение заряда не значительно, но все же продлевает срок эксплуатации угольной батареи.
Характеристики угольно-цинковых батареек
| Наименование показателя | Значение показателя | Пояснение |
| Тип батареи | Первичные или одноразовые | Без возможности безопасной повторной зарядки |
| Тип химической реакции батареи | Марганцево-цинковые | Используются в устройствах с низкой потребностью в токе |
| Напряжение | 1.5 V | |
| Емкость | 400–1700 mAh | |
| Ценовая категория | Самая низкая среди конкурентов |
Маркировка угольных батарей согласно международной классификации
Угольные батареи иностранного происхождения маркируются буквой R и числом, характеризующим вид корпуса.
| Наименование | Маркировка |
| Большие круглые элементы, D | R20/LR20 |
| Малые круглые элементы, С | R14/LR14 |
| Пальчиковые элементы, АА | R6/LR6 |
| Микропальчиковые элементы, ААА | R3/LR3 |
| Элементы «Крона», 9V | 6LR61 |
| Плоские элементы, 4.5V | 3R12/3LR12 |
В итоге можно сделать вывод, что к основному и, пожалуй, единственному достоинству угольно-цинковых батареек на сегодняшний день можно отнести только низкую стоимость по сравнению с другими видами элементов питания. Из недостатков можно выделить частые протечки электролита, низкую емкость и короткие сроки хранения и эксплуатации.
Следующие не сложные правила помогут избежать ошибок при выборе угольно-цинковых батареек и продлить срок их службы:
К сожалению, подобные предприятия имеются только в достаточно крупных городах и на сегодняшний день вопрос правильной утилизации батареек остается открытым.
Разница между солевыми и щелочными батарейками
Многим бытовым приборам для нормального функционирования требуется постоянная подача питания. Для этого часто используются батарейки. В продаже можно встретить самые разнообразные варианты гальванических элементов. Но особенно популярными являются щелочные и солевые.
Оба варианта широко используются в быту. При этом мало кто знает, что разница между элементами заключается не только в названии.
Особенности солевых батареек
Солевые батарейки — простейшее устройство, в котором в ходе химической реакции вырабатывается электрический ток.
Справка. Второе название солевых элементов питания — карбоновые или карбон-цинковые.
Этот элемент питания отличается низкой энергоёмкостью, что объясняет его невысокую стоимость. Поэтому солевой вариант подходит для маломощных приборов, например, для пульта от телевизора или часов. В приборах с высокой нагрузкой или подверженных частым скачкам напряжения стоит использовать другие элементы питания.
Изделие имеет достаточно простую конструкцию, в которую входят:
К положительным сторонам солевых элементов питания можно отнести не только их невысокую стоимость. Также достоинствами являются:
К отрицательным чертам относят:
Что представляют собой щелочные батарейки
Первую щелочную батарейку придумали два американских учёных: Вольдемар Юнгер и Томас Эдисон. Произошло это в самом начале ХХ века. Но популярными они стали лишь спустя годы.
Справка. Alkaline — на английском обозначает «щёлочь». Поэтому вторым наименованием щелочных батареек является алкалиновые.
Конструкция мало чем отличается от солевых элементов питания. Главное различие заключается в расположении основных частей. В неё также входят анод и катод. Роль анода выполняет порошкообразный цинк, который пропитывают гидроокисью калия. Катод представляет собой двуокись марганца с добавлением сажи или графита. Между ними располагается сепаратор, который также дополнительно пропитывают электролитом.
Катод и анод заключены в специальный корпус, который препятствует короткому замыканию внутри устройства.
Камера здесь меньшего размера, так как в ходе химической реакции выделяется незначительное количество газов.
Также в конструкцию входит предохранительная мембрана, которая необходима для предотвращения возможного взрыва батарейки. В случае повышения давления мембрана разорвётся. Благодаря этому устройство будет разгерметизировано, а электролит вытечет наружу.
К достоинствам можно отнести:
Благодаря большой ёмкости заряда, алкалиновые батарейки широко используются в различных приборах: мощных фонариках, фотокамерах, различных пультах, аудиоплеерах и других.
В продаже представлены разнообразные варианты элементов питания. Для удобства все они были промаркированы Международной электротехнической комиссией:
Чем отличаются щелочные батарейки от солевых
Лучше понять, в чём заключается разница между ними, поможет сравнительная таблица.
| Параметр | Солевые | Алкалиновые |
| Условия эксплуатации. | Не выдерживают скачков напряжения и низких температур. | Легко переносят перепады и скачки. |
| Срок хранения. | 3 года. | 5 лет. |
| Сфера применения. | Предназначены для техники с невысоким уровнем потребления. | Можно использовать с мощными приборами. |
Выбор подходящего элемента питания зависит от того, с каким прибором вы его собираетесь использовать. Это необходимо учитывать при покупке батареек. Сделать правильный выбор вам поможет инструкция по эксплуатации.
