Чем отличаются солевые батарейки и алкалиновые (щелочные) и какие лучше

Батарейки

Несмотря на появление малогабаритных аккумуляторов большой ёмкости, гальванические элементы, или, как их называем, батарейки, до сих пор пользуются большой популярностью. В этой статье мы познакомимся с двумя основными типами гальванических источников тока и рассмотрим, какие батарейки лучше — солевые или алкалиновые.

Батарейка или гальванический элемент

Прежде чем выяснять различия между солевыми и щелочными батарейками, разберём определения. Перед нами источник тока, выдающий напряжение в 1,5 В (наиболее распространённый вариант).

батарейка дюрасел
Полуторавольтовый источник тока

Такой источник независимо от типа (солевой, щелочной) является гальваническим элементом, состоящим из одной «банки» с двумя электродами — анодом и катодом. А теперь взглянем на картинку ниже:

Источники тока
Источники тока с напряжением 4,5 (слева), 12 и 9 вольт 

Это уже батареи, составленные из гальванических элементов. Батарея на фото слева состоит из трёх, а справа — из шести «банок», включенных последовательно. Как мы видим, разница между элементом и батареей существенная. Тем не менее очень часто и то, и другое называют «батарейкой», хотя это не совсем верно и может ввести в заблуждение. Мы же будем использовать оба эти названия.

Что такое солевые батарейки

А теперь разберём устройство и принцип работы солевой «батарейки». Взглянем на рисунок ниже:

Конструкция батарейки
Конструкция марганцево-цинкового элемента 

Конструктивно элемент состоит из цинкового стакана 2, являющегося анодом, внутри которого помещается катод 4 — смесь графита и диоксида марганца. Между катодом и анодом находится электролит 3, представляющий собой раствор хлорида аммония (обычный нашатырь). Угольный стержень 5, вставленный в порошкообразный катод, является токосъёмником. В самом верху элемента оставлен воздушный карман 1 для сбора газов, выделяющихся в процессе его работы. Вся эта конструкция заключена в металлический защитный корпус 6.

Поскольку хлорид аммония является солью, то гальванические элементы на его основе назвали солевыми. Но большинство из нас, как выяснили выше, называет их «солевые батарейки».

Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос
Интересно. В первых солевых батарейках электролит был жидким, позже его стали загущать с помощью крахмалистых веществ, сведя возможность вытекания электролита к минимуму. Такие элементы получили название сухих. Сегодня «мокрые» элементы практически не выпускаются.

Преимущества и недостатки

А теперь рассмотрим плюсы и минусы солевых элементов:

Плюсы:
  • низкая стоимость;
  • малый вес.

⛔️ Минусы:

  • малое соотношение габариты/электрическая ёмкость;
  • относительно небольшой срок хранения (до 3-х лет);
  • большое внутреннее сопротивление и, как следствие, невысокая нагрузочная способность;
  • частые протечки при хранении в полуразряженном состоянии.

Как мы видим, солевые батарейки далеки от идеала, но благодаря низкой стоимости (в разы дешевле щелочных) они пользуются известной популярностью. Ну а где они используются, рассмотрим чуть позже.

Важно! Многие ошибочно считают достоинством солевых элементов то, что они якобы не имеют токсичных веществ и их не нужно утилизировать. Это миф. Солевые батарейки требуют такой же утилизации, как и щелочные.

значек утилизация
Значок «Требуют специальной утилизации» стоит и на солевых батарейках 

Что такое алкалиновая или щелочная батарейка

Настал черед щелочных или, как их ещё называют, алкалиновых батареек (alkaline battery). Устройство элементов такого типа почти не отличается от конструкции солевых, но компоненты в них расположены несколько иначе.

Конструкция гальванического элемента
Конструкция щелочного гальванического элемента 

Прежде всего, анод 3 в щелочных батарейках представляет собой порошок цинка, пропитанный щелочным электролитом (в солевых анод — цинковый стакан). Он расположен во внутренней части элемента. В качестве анодного токосъёмника используется латунный стержень 2, передающий напряжение на стальную тарелку (отрицательный вывод). Положительным выводом является металлический стакан 1, с которым контактирует катодная паста 5, состоящая из смеси диоксида марганца с графитом. Между катодной и анодной пастами расположен разделяющий их сепаратор 4, который тоже пропитан щелочным электролитом.

Тарелку отрицательного вывода от стакана (положительный вывод) разделяет диэлектрическая проставка 8, часть которой выполнена в виде диафрагмы 7, прогибающейся при выделении газов внутри элемента. Сам стакан снаружи изолирован по всей боковой поверхности оболочкой 6, которая предотвращает замыкание элементов, установленных в одной кассете.

До недавнего времени цинковый порошок амальгамировали ртутью для продления срока хранения батареек, но от него отказались, поскольку ртуть делает использование элементов в быту опасным. Тем не менее щелочные батарейки, как и солевые, подлежат обязательной утилизации.

Достоинства и недостатки

Теперь о плюсах и минусах алкалиновых батареек.

Плюсы:
  • высокое (в зависимости от режима разряда от 1,5 до 7 раз выше, чем у солевых) ссотношение электрическая ёмкость/габариты;
  • длительный (до 6 лет) срок хранения;
  • низкое внутреннее сопротивление, обеспечивающее высокий разрядный ток;
  • лучшая, чем у солевых, работа при низких температурах (до -20 °С);

⛔️ Минусы:

  • относительно высокая (в несколько раз выше цены на солевые) стоимость;
  • большой вес.

Можно ли заряжать алкалиновые батарейки

Бытует мнение, что энергию щелочного гальванического элемента питания можно восстановить при помощи обычного зарядного устройства. Это абсолютно неверно! Щелочные гальванические элементы, в отличие от аккумуляторов, являются невосстанавливаемыми источниками тока. Зарядка их ведёт к однозначному выходу элемента из строя и нередко к взрыву.

Единственное, что можно сделать — несколько продлить ресурс батарейки, периодически подзаряжая её очень малым (до 10 мА) током и контролируя температуру. Но и в этом случае существует вероятность взрыва. Поэтому прежде чем «выдавливать» из батарейки лишние миллиампер-часы, стоит хорошенько подумать.

Полезно. Существует особый тип заряжаемых щелочных элементов, которые выдерживают несколько (обычно 20–25) циклов зарядок. Называются такие элементы Rechargeable Alkaline Manganese (RAM). Стоят такие «полуаккумуляторы» дороже, а найти их в свободной продаже достаточно сложно.

Другие виды гальванических источников тока

Серебряно-цинковые источники включают катод из цинка, анод из оксида серебра и щелочной электролит. Они имеют напряжение 1,55 вольта, высокую ёмкость, малый саморазряд, срок хранения до 10 лет и сохраняют работоспособность при температурах до -30 градусов.

Воздушно-цинковые источники имеют катод из цинка, анод из кислорода и щелочной электролит. Обладают весьма высокой ёмкостью, но отличаются очень маленьким сроком службы.

В литиевом приборе в качестве анода используется литий. Катод и состав электролита может иметь много видов, поэтому термин «литиевый» объединяет группу приборов с одинаковым материалом анода. Отличается от других гальванических источников питания большой продолжительностью работы и высокой стоимостью. В зависимости от выбранного типоразмера и используемых химических материалов, литиевый элемент питания может производить напряжение от 1,5 В (совместим с щелочными элементами) до 3,7 В.

Литиевая батарейка формата АА ("пальчиковая") с напряжением 1.5 В  Литиевая батарейка формата АА («пальчиковая») с напряжением 1,5 В 

Серебряно-цинковые и воздушно-цинковые источники можно смело отнести к щелочным. Литивый гальванический элемент не следует путать с литиевым аккумулятором.

В чём отличие щелочных батареек от солевых и какие лучше

Итак, пора подвести итог в вопросе, чем отличаются солевые батарейки от щелочных (алкалиновых). Основное отличие, конечно, в электрической ёмкости. В зависимости от производителя и режима (тока) разрядки разница, как указывалось выше, может составлять от 1,5 до 5–7 раз!

График Длительность работы
Длительность работы солевых и щелочных батареек разных производителей при одинаковом разрядном токе

Как видно из диаграммы, щелочные элементы не только дольше работают, но и не так быстро теряют напряжение по мере разряда.

Следующее существенное отличие — внутреннее сопротивление. У щелочных оно намного ниже, чем у солевых, а это значит, что они могут отдавать большой ток, необходимый для питания мощных приборов, чего не скажешь о солевых, которые мощную нагрузку просто «не потянут», даже будучи новыми.

Ну и конечно, стоимость. Солевые батарейки стоят много меньше, и в некоторых случаях (см. раздел ниже) покупать их более выгодно, чем щелочные.

Какие лучше выбрать и в каком случае

Теперь осталось решить, какие из них лучше. Теоретически — щелочные, но тут не всё так просто и зависит от того, для питания чего будем батарейки использовать. Если, к примеру, нужно запитать электронно-механические или чисто электронные часы, то, без сомнения, лучше использовать солевые батарейки.

часы
Такие часы не требуют много энергии 

Стоят они немного, ток потребления устройством минимальный, так что одного элемента хватит на месяцы и даже годы. То же самое можно сказать и про питание других подобных устройств и гаджетов. К примеру, пультов ДУ для бытовой аппаратуры, миниатюрных детских игрушек без электропривода — всевозможных «гуделках», «пищалках» и пр.

Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос
Можно, конечно, всё вышеперечисленное запитать и щелочной батарейкой, но она намного дороже, а срок годности может выйти раньше, чем элемент успеет потратить весь свой заряд. Тут будет уместно выражение «из пушки по воробьям».

Где используются щелочные элементы? Их основная область применения — питание энергоёмких устройств, требующих больших токов. Если, например, поставить солевые батарейки в фотоаппарат «мыльница», то, скорее всего, они даже не смогут провернуть механизм протяжки плёнки, поскольку из-за высокого внутреннего сопротивления не способны развить большой ток. Тут решение одно — щелочная батарейка.

фотоаппарат
Этому фотоаппарату солевых элементов хватит на несколько снимков

То же самое касается и других «прожорливых» устройств — фото видеокамер, игрушек с электроприводом, фонариков, автономных активных колонок и т. п. Всё это требует качественных источников большой ёмкости, способных при необходимости отдать большой ток.

Фонарь
Фонарь — достаточно энергоёмкое устройство, и качественно запитать его можно только щелочными батарейками

Как отличить по маркировке

Как отличить щелочную батарейку от солевой? В первую очередь — по маркировке. Если элемент солевой, то первым символом в маркировке будет стоять буква «R». Щелочные батарейки маркируются символами «LR». Если на маркировке указаны «SR», «CR» или «PR», значит, это элементы серебряно-цинковые, литиевые и воздушно-цинковые соответственно. Кроме того, очень часто производитель щелочных батареек проставляет на корпусе элемента надпись «Alkaline».

 батарейки

Алкалиновая (слева) и солевая батарейки

Ну и конечно, цена. Купить щелочную батарейку, а тем более серебряно-цинковую, по цене солевой того же типоразмера просто нереально, если, конечно, это не подделка.

Вот мы и разобрались, чем отличаются щелочные батарейки от солевых и для питания какой аппаратуры предназначен каждый из типов гальванических элементов.

Плохо
0
Помогло
0
Спасибо
0
Акумы.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector