плюсы и минусы, как заряжать

Щелочные аккумуляторы – распространенный вид энергетического накопителя. В качестве электролита может быть использован водный раствор едкого натрия либо же едкого калия. Перед принятием решения об использовании таких акб необходимо изучить их особенности, плюсы.

Содержание

• 1 Конструктивные особенности и принципиальные отличия щелочных АКБ
  • 1.1 Протекающие химические процессы
  • 1.2 Особенности замены электролита
  • 1.3 Преимущества, недостатки щелочных источников питания
    • 1.3.1 Плюсы
    • 1.3.2 Отрицательные стороны
  • 1.4 Отрасли использования щелочных аккумуляторных батарей
  • 1.5 Правила эксплуатации щелочной батареи
  • 1.6 Заряд и разряд щелочных источников питания
    • 1.6.1 Особенности заряда
    • 1.6.2 Особенности разряда
  • 1.7 Какие факторы сокращают период эксплуатации аккумуляторных батарей?
  • 1.8 Маркировка
  • 1.9 Особенности и правила хранения аккумуляторных батарей
  • 1. 10 Особенности подбора
    • 1.10.1 Производство
    • 1.10.2 Показатель емкости
    • 1.10.3 Полярность
    • 1.10.4 Габариты
    • 1.10.5 Стоимость
  • 1.11 Правильная утилизация щелочной батареи
    • 1.11.1 Видео про щелочные аккумуляторы

Плюсовой электрод, входящий в состав щелочных автомобильных аккумуляторных батарей, состоит из гидроокиси такого компонента, как никель, других элементов. Введение графита в состав оказывает положительное влияние на степень электрической проводимости. Посредством примесей поддерживается стабильность, нормальная работа.

Для подготовки отрицательного элемента применяется металлический сплав, представленный в виде порошка, никель или кадмий. В каждом случае щелочной аккумулятор имеет особенности.

Электролит включает такие компоненты, как моногидрат лития, способствующий продлению срока использования акб.

В состав аккумуляторной батареи введены и такие компоненты:

• Слой изоляции, состоящий из качественного сырья.
• Прокладка из пластика, дополненная предохранительным клапаном.
• Корпус, подготовленный из высокопрочного металла.
• Выводы.

Протекающие химические процессы

Принцип работы автомобильного щелочного аккумулятора относительно прост. При полной разрядке щелочной аккумуляторной батареи гидроокись никеля взаимодействует ионами щелочного раствора. В результате, образуется гидрат закиси никеля. На минусовом выводе протекает схожий процесс. При этом формируются определенные элементы.

Во время зарядки протекает обратная химическая реакция, при которой образуется гидроокись никеля, восстанавливается минусовой электрод.

Щелочные аккумуляторы пользуются популярностью. Ведь они отличаются от кислотных агрегатов тем, что полученные вещества никогда не растворяются, не реагируют со схожими компонентами. Иными словами, принцип действия таких источников питания основан на определенных канонах.

Таким образом, принцип действия щелочной акб относительно простой.

Такие источники питания необходимо заряжать полностью. Ведь неполный заряд способствует сокращению периода использования. Перезаряд устройства не допускается, поскольку это приводит к их стремительному нагреву, разрушению электродов.

Особенности замены электролита

Замену электролитического состава проводят с определенной периодичностью (100-150 циклов). Перед заменой щелочную аккумуляторную батарею разряжают при нормальном токе до 1 В.

Использованный электролит удаляется аккуратно. Дабы избавиться от осадка, грязи, АКБ аккуратно встряхивают. Устройство обязательно промывают, используя дистиллированную воду или раствор с определенным количеством щелочи.

Электролит заливается сразу же после очистки. Отстаиваться состав должен в течение 2-3 часов. Только после этого осуществляется контроль плотности залитого электролита.

Пластины и электроды не должны быть сухими. Ведь это может привести к появлению внутренней коррозии.

Преимущества, недостатки щелочных источников питания

Перед использованием щелочных аккумуляторов в домашних условиях необходимо изучить особенности их, плюсы и минусы.

Плюсы

• При своевременном техническом обслуживании, правильном использовании срок службы устройства увеличивается.
• Допускается глубокий разряд агрегата.
• Даже в сильные морозы работоспособность аккумуляторной батареи сохраняется.
• Величина саморазряда минимальна. Здесь очень важно выбрать зарядное устройство для щелочных аккумуляторов.
• Удельный вес устройства небольшой.

Понижение емкости при снижении температуры минимальное. По сравнению с кислотными моделями щелочные аккумуляторы практически не теряют емкость.

Отрицательные стороны

• Наличие эффекта памяти. Со временем это провоцирует стремительное снижение емкости. Поэтому очень важно не допускать регулярную недозарядку.
• Рабочее напряжение отдельных элементов имеет существенные различия. Поэтому зарядка щелочных аккумуляторов должна выполняться посредством эффективного агрегата.
• Щелочные модели отличаются малым КПД.
• Замену электролита, обслуживание должен выполнять специалист.

Отрасли использования щелочных аккумуляторных батарей

Щелочные надежные акб используются во многих сферах. Так, ими пользуются в качестве стартерных и тяговых источников питания. Ими комплектуются:

• Автоматизированные сигнализации, системы энергетического сбережения.
• Электрические агрегаты, устройства и технические средства.
• Пассажирские и другие вагоны.
• Электрический инструмент.
• Портативные технические средства.

В каждой сфере применяется определенная модель щелочной аккумуляторной батареи. К примеру, устройство электродами, имеющими рулонный вид, применяется в электроинструменте.

АКБ щелочного типа применяют в грузовых автотранспортных средствах, складской спецтехнике, погрузчиках в качестве стартерных устройств. Для оснащения легковых машин такие агрегаты практически не используются.

Правила эксплуатации щелочной батареи

Перед использованием источников питания, которые хранились разряженными, не эксплуатировались, нужно выполнить ряд действий:

1. Перед эксплуатацией необходимо повысить емкость до установленного значения. Для этого проводят растренировку.
2. Периодически корпус щелочного или кислотно-щелочного эффективного аккумулятора нужно очищать от соли, пыли, грязи. Для удаления коррозийных пятен с электродов, выводов применяется ветошь, обработанная керосином.
3. При последовательном или параллельном соединении двух батарей проверяется плотность соединения гаек.
4. Периодически должен проверяться уровень электролита. Он не должен превышать 4-12 мм.
5. При продолжительном простаивании щелочного аккумулятора для автомобиля рекомендуется зарядка в нормальном режиме. Требуемая сила тока поддерживается за счет внешнего источника.

Заряд и разряд щелочных источников питания

Заряд, разряд аккумуляторных батарей выполняется с учетом определенных правил, норм.

Особенности заряда

Чтобы зарядить щелочной аккумулятор, можно использовать источник постоянного тока. Нередко автомобилисты пользуются автоматическим зарядником.

К зарядке можно единовременно подводить последовательно соединенные источники питания. При определении числа щелочных аккумуляторов учитывается величина напряжения, количество Вольт в начале и в конце.

Решая, как заряжать аккумуляторную батарею, стоит учитывать допустимые режимы:

• Стандартный – 6–7 часов.
• Ускоренный – 3 часа.
• Усиленный – 11–12 часов.

• При введении источника питания в эксплуатацию.
• При нерегулярном использовании.
• После замены старого электролита.
• После полного разряда источника питания.

Щелочные аккумуляторные батареи хуже заряжаются при чрезмерно слабом токе. При установлении минимального уровня тока увеличивается продолжительность заряда. Специалисты не рекомендуют уменьшать ток на 40-50%.

Полностью или частично заряженный источник питания не должен перегреваться. Критическая температура для электролита – 35 градусов, для электродов, других составных частей – 45 градусов. При достижении критической температурной точки источник питания отсоединяется от сети. Подавать напряжение можно после того, как температура оптимизируется.

Щелочной аккумулятор 12в не должен заряжаться на улице зимой. Если другого варианта нет, то источник питания необходимо дополнительно утеплять. Для этих целей подойдет войлок или же брезент.

При зарядке электролит не должен попадать на внешние элементы, на корпус. При подзарядке последовательно подключенных батарей их нужно располагать на некотором расстоянии. Это дает возможность предотвратить вздутие корпуса устройства. Для разделения источников питания могут быть использованы резиновые или винипластовые листы.

Особенности разряда

При работе со щелочными аккумуляторными батареями важно знать, как зарядить, как разрядить их. Процесс разрядки должен выполняться до определенного значения:

• Если время разряда составляет 5 часов, напряжение должно быть 1 В.
• При 3-часовом разряде – около 0,8 В.
• При 1-часовом – 0,5 В.

Для установки и отслеживания величины напряжения допускается использование агрегата для тестирования.

Контрольные испытания должны проводиться после замены электролита. При этом выполнять необходимо 2–3 прогоночных цикла. Только после этого зарядка осуществляется при зафиксированном в инструкции токе. По окончании зарядки напряжение должно составлять 1–1,1 В.

Контрольный цикл подразумевает проведение замеров напряжения при разряде. Фиксируются несколько показателей.

Какие факторы сокращают период эксплуатации аккумуляторных батарей?

Для того период использования щелочных аккумуляторов был более продолжительным, важно учитывать несколько моментов.

• Не допускается систематическая недозарядка источника питания.
• Запрещено снижение напряжения до критического значения.
• Электролит должен покрывать пластины.
• При повешении температуры плотность электролита меняется.

Маркировка

Маркировка включает цифры, буквы. Отрасль использования легко определить, обратив внимание на буквы:

• Тяговая модель – Т.
• Тепловозная модель – ТП.
• Вагонная модель – В.

В маркировку включают и другие буквы:

• НЖ – никелево-железный источник питания.
• К – наличие блока, включающего несколько электродов.
• Ш – возможность эксплуатации в рудниках.
• П – корпус из пластика.
• М – модернизированная модель.
• У – подходит для умеренного климата.
• Т- подходит для тропического климата.

Щелочные АКБ относятся к многофункциональным устройствам. Они поставляются в разнообразных сочетаниях. Пользоваться такими агрегатами можно в определенных сферах, отраслях. Наиболее распространенными моделями считаются акб в 12 В. Их эксплуатируют повсеместно. Ими нередко комплектуют тяговые агрегаты.

Особенности и правила хранения аккумуляторных батарей

Выпускаемые источники энергии популярного типа разделены на устройства длительного, временного использования, хранения. При эксплуатации новых устройств проверяется состояние пробок, плотность их прилегания к корпусу.

Значимым элементом считается вентильная резина. От ее состояния зависит работоспособность щелочного аккумулятора, уровень напряжения, другие характеристики. Включенные в состав гайки, пробки из никеля перед эксплуатацией смазывают, нанося небольшой слой.

Корпус источников питания производители обрабатывают битумно-эбонитовыми смесями. Для поддержания лакокрасочного слоя в нормальном состоянии необходимо периодически покрывать корпус смазкой. Перечень допустимых смазочных материалов перечислен в инструкции.

Перед отправкой эксплуатируемых источников энергии на хранение необходимо выполнить такие действия:

• Разрядка до 1В. Такие действия осуществляются посредством агрегатов, устройств.
• Электролит из аккумулятора полностью удаляется. Выполнение этого процесса требует определенной подготовки, использование инструмента.
• С корпуса удаляется остаток соли, грязь, пыль. Для этих целей используется ветошь или губка.
• Старый слой лакового покрытия периодически обновляется.

Находящийся в течение 1–10 месяцев в состоянии покоя аккумулятор нужно периодически проверять. Так, все пробки должны быть закрытыми.

Транспортировать аккумуляторную батарею можно, если она подготовлена к продолжительному хранению.

Располагать щелочную батарею нельзя вместе с другими источниками питания. Ведь электролиты отличаются.

Особенности подбора

Выбирая аккумуляторную щелочную батарею, сосредотачивать внимание необходимо на нескольких ключевых параметрах.

Производство

При подборе должна учитываться дата изготовления источника питания. Приобретать аккумуляторную батарею, выпущенную более полугода назад, не стоит. Ведь такие устройства постепенно разряжаются, появляется эффект памяти.

Приобретая агрегаты зимой, важно обращать внимание на температурный режим. Ведь чрезмерные перепады пагубно сказываются на состоянии, работоспособности.

Показатель емкости

Срок активного применения аккумуляторной батареи зависит от правильности определения емкости. Некоторые водители приобретают источники питания с повышенной емкостью. В результате, генератор в автотранспортном средстве не справляется с поставленной задачей. Устанавливать аккумулятор с меньшей емкостью не стоит. Ведь чрезмерное количество заряда способствует стремительному выходу из строя.

Определяя емкость, необходимо руководствоваться характеристиками, которые указаны в инструкции. Ведь в данном документе прописано, как правильно высчитывать емкость.

Аккумулятор с большей емкостью требуется, если автотранспорт оборудуется дополнительным электрическим оборудованием, агрегатами. Перед применением, установкой нужно учесть особенности генератора.

Полярность

Выпускаемые щелочные аккумуляторы отличаются типом полярности. Поэтому при подборе источника питания обязательно сосредотачиваться на расположении электродов, их полярность. Неправильный подбор может стать причиной утраты работоспособности автотранспорта.

Габариты

Неправильно определенные размеры – основная причина проблемной установки. Поэтому такие характеристики должны быть учтены.

Сосредотачиваться необходимо и на длине проводов, используемых при подключении аккумуляторных батарей для автотранспортных средств. Определить размер можно с помощью рулетки, других инструментов. Это позволит быстро и легко произвести установку.

Стоимость

Цена щелочных аккумуляторных батарей зависит от:

• Элементов, включенных в состав.
• Компании-изготовителя.
• Мощности.
• Емкости.
• Других характеристик.

Правильная утилизация щелочной батареи

Щелочные акб утилизируются обязательно. Старый источник питания можно передать в соответствующие организации, ремонтные мастерские. Такую возможность предоставляют не все учреждения.

Утилизацию выполняют на специально подготовленных линиях, установленных на производственных предприятиях, заводах. Правильно выполненная утилизация позволяет получить:

• Гранулы из пластика.
• Электролитический состав, состоящий из щелочи, дистиллированной воды.
• Сталь.
• Другие материалы.

Утилизация состоит из таких процессов:

1. Разрушение каркаса и слив электролитического состава. Для извлечения электролита источники питания помещают в специально подготовленные емкости, разрезаются. Для разделения корпуса применяют пилы, дробильные аппараты.
2. Дробление плотных материалов. Для этих целей используются агрегаты, промышленные устройства.
3. Извлечение посторонних веществ, из которых состоит источник питания. Для удаления используют фильтры.
4. Разделение на пластик, металлические компоненты. Пластик перерабатывается, получаются гранулы для последующей эксплуатации.
5. Очистка сырья. Осуществляется посредством химикатов, нейтрализаторов. Состав выбирают изготовители.

Щелочные аккумуляторные батареи – агрегаты, отличающиеся стойкостью, надежностью, прочностью. Ими выгодно комплектовать автотранспортные средства, тяговую технику. Достаточно правильно подобрать модель, определившись с характеристиками.

Видео про щелочные аккумуляторы

Щелочные аккумуляторы – особенности, плюсы и минусы

Щелочные батареи представляют собой портативный источник постоянного тока, заправленный электролитом на основе водного раствора едкого натрия или калия. Изделия отличаются повышенным сроком эксплуатации, достигающим 25 лет (устройства ламельного типа). Оборудование поддерживает алгоритмы ускоренной зарядки, при разрядке обеспечивается повышенная мощность.

Отличие от других АКБ

Наибольшее распространение получили щелочные аккумуляторы на основе никель-кадмиевых или никель-железных композиций. Положительные электроды кадмиевых батарей изготовлены из соединения гидрата закиси никеля и графитового порошка с добавлением окиси бария.

Отрицательные пластины выполнены из чистого кадмия/железа или гидрата закиси кадмия/железа. В состав щелочного электролита (на основе гидроксида калия) введен гидроксид лития, способствующий повышению емкости и улучшению разрядных характеристик.

Активная масса на катоде и аноде нанесена на стальную сетку, что позволяет увеличить площадь вещества, принимающего участие в электрохимической реакции. В полость банок залит жидкий электролит.

Устройство щелочного аккумулятора

В устройство щелочного аккумулятора дискового типа входят анодная и катодная пластины, разделенные пластиковым сепаратором. В состав электролита введены специальные загустители, способствующие удержанию раствора в полостях сепаратора.

 

В отличие от кислотных батарей, щелочные элементы допускают перезарядку. Стандартный алгоритм восстановления емкости занимает 6 часов. После длительного хранения в разряженном состоянии или эксплуатации в цепях с пониженным энергопотреблением производится интенсивная зарядка, длящаяся до 12 часов.

При падении силы тока в цепи зарядки ниже нормативного значения рабочие характеристики щелочных элементов питания ухудшаются.

Химические процессы

Во время работы батареи протекает обратимая химическая реакция взаимодействия материалов катода и анода с ионами электролита. В результате положительные пластины покрываются слоем нестехиометрического гидрата закиси никеля, а на отрицательных электродах формируется гидрат окиси кадмия. Во внешней цепи образуется разница потенциалов, составляющая 1,45 В (рабочее напряжение 1,2 В).

При подаче напряжения от зарядного блока реакция происходит в обратном направлении — гидрат закиси никеля преобразуется в гидроокись никеля, а на отрицательной пластине восстанавливается кадмий. Вещества, используемые в батарее, не вступают в реакции между собой.

Также отсутствует растворение материалов в электролите, что способствует поддержанию химического состава и плотности рабочей жидкости.

Стабильность плотности электролита повышает устойчивость оборудования к воздействию низких температур.

Аккумулятор никель-кадмиевый KL-55

В процессе работы батареи происходит разложение воды, входящей в состав электролита. Для восстановления используются циклы рекомбинации, дополненные периодической доливкой воды (по мере снижения уровня жидкости в банках).

Едкий калий или натрий активно поглощает углекислый газ, находящийся в атмосферном воздухе. В результате происходит карбонизация и снижение электропроводных характеристик раствора. Для восстановления параметров выполняется периодическая замена жидкости, химических способов регенерации не существует.

Замена электролита

После слива отработавшего раствора полости промываются дистиллированной водой или раствором щелочи. Для удаления остатков загрязнений корпус аккумулятора встряхивается. Использовать механические приспособления для удаления грязи запрещается.

Свежий раствор с необходимой плотностью заливается непосредственно после промывки. Батарея выдерживается на протяжении 2-3 часов, рабочая жидкость заполняет пустоты между положительными и отрицательными пластинами.

Затем проверяется плотность раствора и осуществляется зарядка, для корректировки состава электролита используется дистиллированная вода. Не допускается хранение или эксплуатация щелочной аккумуляторной батареи с оголенными торцами пластин и вывернутыми пробками.

Преимущества и недостатки

Как и любой источник питания, щелочные АКБ обладают преимуществами и недостатками, определяющими сферы применения изделий. Материалы анода и катода обладают повышенной электрической проводимостью, что позволяет повышать ток в цепи разрядки/зарядки выше номинального значения без риска разрушения активной массы.

Щелочные аккумуляторные батареи обладают ресурсом до 3 тыс. циклов (в 2 раза выше, чем у свинцово-кислотных АКБ).

Конструкция допускает кратковременное короткое замыкание, губительное для кислотных батарей.

Схема аккумулятора

Дополнительным плюсом щелочных элементов является повышенная механическая прочность элементов конструкции, лишенных пластичного свинца. Пластины установлены в специальных стальных рамках.

Для изготовления корпусов используется лист из углеродистой стали, дополнительно защищающий детали от повреждений.

Меньший вес элементов конструкции обеспечивает повышение удельных энергетических характеристик.

Недостатки щелочных источников тока:

1. При подключении к зарядному блоку частично разряженного аккумулятора наблюдается снижение емкости («эффект памяти»). Процесс является обратимым, при проведении тренировочных циклов емкость восстанавливается до исходных параметров. В основе процесса лежит способность гидроксида никеля образовывать разные модификации вещества.
2. Обратимость процесса снижения емкости имеет одновременно и плюсы, и минусы. После восстановления гидроксид никеля обладает повышенной активностью, что приводит к ускорению процессов саморазряда. Восстановленный кадмиевый аккумулятор теряет за 1 час до 10% емкости. Но в процессе нормальной эксплуатации эффект исчезает.
3. Разброс напряжения элементов, установленных в банке. Для обеспечения равномерной емкости необходимо использовать специальные зарядные устройства.
4. Повышенный расход электроэнергии при зарядке, КПД составляет не более 55%.
5. Необходимость периодического обслуживания с заменой электролита, для выполнения работ требуется квалифицированный персонал. Увеличенный объем работ ограничивает использование щелочных батарей для автомобиля.

Сфера применения

Щелочные источники постоянного тока используются в электронных приборах вместо базовых гальванических элементов. Из-за сниженного внутреннего сопротивления обеспечиваются стабильные рабочие характеристики и уменьшается вероятность перегрева источника питания.

Батареи применяются для обеспечения электроэнергией тяговых электродвигателей, установленных на складской технике.

Щелочные аккумуляторы применяются на складской технике

Аналогичные устройства встречаются в конструкции вспомогательных приводов, установленных на электрическом городском транспорте (трамваи или троллейбусы).

Источники питания щелочного типа применяются для привода электрических двигателей строительного инструмента (малогабаритные дрели, шуруповерты).

Аккумуляторная дрель

Из-за постоянного ужесточения экологических требований происходит вытеснение никель-кадмиевых аккумуляторов устройствами на основе лития.

Небольшие габариты кадмиевых аккумуляторов, способность работать при понижении температуры до -40°С и высокая энергоемкость предопределили распространение изделий в авиации (в качестве бортовых источников питания).

Щелочные автомобильные аккумуляторы ограниченно используются в качестве устройств для пуска и обеспечения работы силового агрегата. Традиционные свинцово-кислотные обладают пониженным внутренним сопротивлением, обеспечивая увеличенный ток холодной прокрутки. Никелевые элементы обладают «эффектом памяти», негативно влияющим на емкость устройства при нарушении условий разряда и заряда.

Малогабаритные батареи щелочного типа, имеющие корпуса цилиндрической конфигурации, используются в наручных часах и бытовой технике.

Щелочные аккумуляторы широко используются в быту

Дисковые батареи отличаются применением герметичного металлического кожуха, рабочий ток не превышает 10% емкости (для снижения газообразования).

Правила эксплуатации

Основные требования к эксплуатации перезаряжаемых источников постоянного тока щелочного типа:

1. При эксплуатации устройств учитывается характеристика кривой падения напряжения. После подачи нагрузки происходит постепенное снижение напряжения до 1,1 В. Дальнейшая разрядка батареи приводит к снижению ресурса и разрушению активной массы на электродных пластинах.
2. Зарядка аккумуляторов выполняется с выкрученными пробками, при повышении температуры и давления происходит разрушение корпуса и металлических сеток электродных пластин.
3. Через каждые 10 дней эксплуатации производится визуальный осмотр корпуса изделия, затем проверяется и доводится до нормативного значения уровень электролита. В конструкции пробок предусмотрены дренажные каналы, предназначенные для сброса давления газов.
   Каналы прочищаются, одновременно проверяется состояние резиновых уплотнителей, потрескавшиеся элементы подлежат замене.
4. Через 100-125 рабочих циклов или через год эксплуатации производится замена электролита (с промывкой банок). Внешние поверхности корпуса очищаются от загрязнений, производится проверка затяжки креплений соединительных пластин. Для удаления следов коррозии на неокрашенных поверхностях используется ветошь, смоченная керосином.
5. Отработавшие аккумуляторные батареи с щелочным электролитом запрещено выбрасывать на свалки бытового мусора. Поскольку устройства имеют ограниченное распространение, их прием на утилизацию осуществляется специализированными организациями.

Правила хранения

Сухой щелочной аккумулятор хранится с закрученными пробками, срок складирования устройств не превышает 2 месяцев. Если устройство находилось в эксплуатации до 1 года, то перед длительным хранением необходимо снизить напряжение до 1 В и произвести слив электролита.

Слив электролита должен производиться путем откачивания

Затем проводятся дополнительные мероприятия по консервации и очистке корпуса от отложений солей, пробки плотно заворачиваются в отверстия банок, предотвращая циркуляцию воздуха. Аналогичные действия выполняются при длительной транспортировке изделий.

При хранении щелочных источников питания требуется соблюдать условия:

• периодически проверять затяжку пробок и состояние резиновых уплотнительных колец;
• удалять следы соли с поверхности корпуса;
• металлический корпус источника питания очищается от следов коррозии и покрывается слоем защитной краски или лака.

Для защиты стального кожуха используется специальный лак черного цвета на битумной основе. Для предохранения защитного покрытия от повреждений щелочным раствором используются специальные реагенты.

Категорически запрещается складирование в одном помещении свинцово-кислотных и щелочных аккумуляторов.

Срок хранения изделий зависит от температурных условий в помещениях. Никель-кадмиевые источники со слитым электролитом допускается хранить в полевых условиях в течение полугода, при размещении изделий в закрытых помещениях срок увеличивается до 5 лет.

Никель-железные элементы допускается хранить на протяжении 3,5 года (только в помещении). Необходимо предусмотреть защиту складских мест от воздействия прямого солнечного излучения и атмосферных осадков.

Щелочная батарея

: преимущества и недостатки оксид цинка и магния, а также использует щелочной электролит на основе гидроксида калия для выработки электрического тока.

В настоящее время щелочные батареи являются наиболее популярным типом одноразовых батарей на рынке. Они используются в небольших электронных устройствах, таких как часы и пульты дистанционного управления, а также в портативных радиоприемниках и игрушках с батарейным питанием. Тем не менее, хотя щелочная батарея является основной батареей, изначально предназначенной для утилизации после однократного использования, современные технологии батарей позволили разработать перезаряжаемые варианты.

Принцип работы щелочных батарей

Все батареи работают одинаково. Помните, что у них есть отрицательный электрод или анод и положительный электрод или катод. В щелочной батарее анодом является цинк, а катодом — оксид магния. Современные щелочные батареи также содержат углерод в катодной смеси. Понимание химической реакции оксида цинка и магния необходимо для понимания того, как работает щелочная батарея.

Химические реакции протекают в аноде и катоде из-за их индивидуального взаимодействия с ионами щелочного раствора электролита гидроксида калия.

В цинковом аноде взаимодействие с ионами гидроксида калия вызывает накопление избыточных электронов. Это явление приводит к электрической разнице между анодом и катодом. Более того, из-за накопления электронов в цинковом аноде у них будет естественная тенденция перемещаться куда-то еще.

В щелочной батарее эти избыточные электроны должны двигаться в катоде из оксида магния. Это невозможно по умолчанию, потому что нет прямой связи между анодом и магниевым катодом.

Чтобы позволить избыточным электронам двигаться, необходимо создать замкнутую цепь, в частности, поместив щелочную батарею в устройство. Движение электронов от анода к катоду по замкнутой цепи создает электрический ток. Так щелочные батареи питают электронные устройства.

Также важно отметить, что катод из оксида магния может получать избыточные или свободные электроны из-за его взаимодействия с ионами из раствора щелочного электролита гидроксида калия. Если быть точным, то ионы реакции из электролита реагируют со свободными электронами с образованием соединений.

Достоинства щелочных батарей

1. Более высокая плотность энергии

Одним из заметных преимуществ щелочных батарей является их более высокая плотность энергии. Его плотность энергии вдвое выше, чем у первичных или одноразовых батарей, таких как элементы Лекланше и цинк-угольные батареи, и в четыре раза больше емкости эквивалентных никель-кадмиевых или никель-металлогидридных батарей. Следовательно, он может обеспечивать или производить ту же энергию, но при этом работать дольше, чем другие батареи.

2. Увеличенный срок службы

По сравнению с батареями хлоридного типа, такими как литий-тионилхлорид или Li-SOCl2, щелочные батареи имеют более длительный срок службы, когда они не используются. Они могут работать до семи лет в нерабочем состоянии и терять около 5 процентов заряда в год. Они также остаются пригодными для использования даже при низких температурах окружающей среды. Скорость утечки также ниже, чем у батарей Leclanché.

3. Безопаснее и меньше рисков

Еще одним преимуществом щелочных батарей является относительная безопасность. По сравнению с батареями на кислотной или свинцовой основе современные щелочные батареи имеют меньшее воздействие на здоровье и окружающую среду, поскольку они пригодны для вторичной переработки и не требуют специальных методов утилизации из-за отсутствия ртути и других тяжелых металлов.

Минусы: Ограничения и недостатки щелочной батареи

1. Более объемный форм-фактор

Больший форм-фактор с учетом плотности энергии является существенным недостатком щелочной батареи, особенно по сравнению с литий-ионной батареей. . Это ограничивает применение в бытовых электронных устройствах, таких как портативные компьютеры и смартфоны, в которых минимальные размеры являются критически важными преимуществами.

2. Высокое внутреннее сопротивление

Высокое внутреннее сопротивление приводит к накоплению тепла и падению напряжения. Обратите внимание, что сопротивление определяет время работы батареи. Высокое внутреннее сопротивление снижает выходную мощность батареи. Это еще один недостаток щелочной батареи.

3. Утечки и повреждения

Все батареи протекают при неправильном обращении. В случае с этими батареями утечка возникает в результате перезарядки одноразовых вариантов, смешивания разных типов батарей в одном устройстве, саморазряда и оставления их внутри неиспользуемого устройства. Обратите внимание, что щелочные батареи могут протечь или взорваться из-за внутреннего давления, вызванного скоплением газа в результате саморазряда. Утечка химических веществ вызывает коррозию и, таким образом, может повредить устройство и вызвать незначительное раздражение кожи.

Почему вы должны использовать щелочные батареи в своем приложении?

Несмотря на то, что развитие технологий происходит быстро, а аккумуляторы более популярны для поддержки мобильных устройств, следует отметить, что фактический химический состав аккумуляторов не сильно изменился за последние несколько лет. Сдвиг в портативных устройствах связан с перезаряжаемыми решениями с большей энергией и меньшим весом, которые нацелены на химию лития.

Однако спрос на щелочные батареи по-прежнему велик, поскольку они обеспечивают более высокий разряд, очень экономичны и имеют длительный срок хранения. Мы по-прежнему производим некоторые уникальные блоки щелочных батарей, которые используются в коммерческих и военных целях. Некоторые для сбора данных об океане, устройств слежения и других различных целей.

Щелочная батарея представляет собой тип первичной батареи с сухими элементами, в которой используется химическая реакция оксида цинка и магния и щелочного электролита гидроксида калия для выработки электрического тока. В настоящее время это самый популярный тип одноразовых батарей на рынке. Другие распространенные приложения включают небольшие электронные устройства, такие как часы и фонарики, а также портативные радиоприемники и электронные игрушки.

Использование щелочных батарей в вашем приложении

 

Обратите внимание, что щелочная батарея является основной. Предназначен для утилизации при однократном использовании. Однако производители придумали специально разработанные аккумуляторные элементы для производства перезаряжаемых щелочных батарей.

Как работает щелочь?

Помните, что у аккумуляторов есть отрицательный электрод, или катод, и положительный электрод, или анод. В щелочной батарее анодом является цинк, а катодом — оксид магния. Современные щелочные батареи также содержат углерод в катодной смеси. Понимание химической реакции оксида цинка и магния необходимо для понимания того, как работает щелочная батарея.

Химические реакции протекают в аноде и катоде из-за их индивидуального взаимодействия с ионами из раствора щелочного электролита гидроксида калия.

В цинковом аноде взаимодействие с ионами гидроксида калия вызывает накопление избыточного электрона. Это накопление приводит к электрической разнице между анодом и катодом. Кроме того, из-за накопления электронов в цинковом аноде у них будет естественная тенденция перемещаться в другое место. В щелочной батарее эти избыточные электроны должны перемещаться по катоду из оксида магния. Это невозможно по умолчанию, потому что нет прямой связи между анодом и магниевым катодом.

Чтобы позволить избыточным электронам двигаться, необходимо создать замкнутую цепь, в частности, поместив щелочную батарею в устройство. Движение электронов от анода к катоду по замкнутой цепи создает электрический ток. Так щелочные батареи питают электронные устройства.

Также важно отметить, что катод из оксида магния способен принимать избыточные или свободные электроны за счет его взаимодействия с ионами щелочного электролита с раствором гидроксида калия. Если быть точным, то ионы реакции из электролита реагируют со свободными электронами с образованием соединений.

Преимущества

Одним из преимуществ щелочных батарей по сравнению с другими первичными батареями и перезаряжаемыми батареями является более высокая плотность энергии. Например, эта батарея имеет двойную плотность энергии по сравнению с ячейкой Лекланше и угольно-цинковыми батареями. Это позволяет батарее производить ту же энергию, но при этом работать дольше, чем другие батареи.

Перезаряжаемый вариант этой батареи также имеет емкость, в четыре раза превышающую емкость эквивалентных никель-кадмиевых или никель-металлогидридных батарей.

Долговечность – еще одно преимущество щелочных батарей. Он имеет более длительный срок хранения, чем батареи с электролитом хлоридного типа. Он может прослужить до семи лет без использования, теряя около пяти процентов своей энергии каждый год. Это означает, что он не может легко разрядиться, когда он не используется. Эта батарея также работает даже при очень низких температурах. Восприимчивость к утечке также ниже по сравнению с ячеистой батареей Лекланше.

Еще одним преимуществом щелочных батарей является безопасность. По сравнению с аналогами на кислотной и свинцовой основе эта батарея оказывает меньшее воздействие на окружающую среду. Не требует специальных методов утилизации. Соединения внутри щелочной батареи не представляют серьезных проблем со здоровьем, за исключением легкого раздражения.

Щелочные химические вещества производятся в моделях стандартного размера, что облегчает инженерам проектирование и доступ к ячейкам для проверки доказательств концепций и бета-версий прототипов. Щелочные батареи могут быть подключены последовательно для создания высоковольтных блоков и могут быть сконфигурированы во многих вариантах для удовлетворения многих типов требований.

Щелочные батареи состоят в основном из обычных металлов, таких как сталь, цинк и марганец, и не представляют опасности для здоровья или окружающей среды при нормальном использовании или утилизации. С начала 19Ртуть 90-х годов была удалена из химического состава, поэтому их можно безопасно утилизировать с обычными бытовыми отходами везде, кроме Калифорнии.

В Вермонте закон 2016 года теперь требует от производителей первичных аккумуляторов финансировать общегосударственную программу сбора и переработки. Несколько производителей элементов питания сотрудничают с некоммерческой программой утилизации аккумуляторов Call2Recycle для управления общегосударственной программой сбора и переработки бытовых аккумуляторов. Вы также найдете несколько магазинов товаров для дома по всей стране, которые также предлагают бесплатную утилизацию

Блок щелочных батарей также является хорошим кандидатом на заливку, которую мы делаем для нескольких пользовательских приложений. Поскольку это первичная химия, не требуется выполнять зарядку/циклирование, чтобы элементы не подвергались типичному нагреву, изменениям внутренней температуры или потенциальному выделению газа, которые наблюдаются в перезаряжаемой батарее.

Недостатки

По сравнению с другими батареями щелочные батареи имеют некоторые недостатки. Например, по сравнению с ионно-литиевой батареей щелочная батарея более объемная и тяжелая. Обратите внимание, что литий-ионные аккумуляторы имеют более высокую плотность энергии.

Еще одним недостатком щелочных батарей является высокое внутреннее сопротивление. Помните, что внутреннее сопротивление служит привратником для определения времени работы. Высокое внутреннее сопротивление снижает выходную мощность батареи.

Утечка также возможна в щелочных батареях, хотя элементы Лекланше и угольно-цинковые батареи более чувствительны. При длительном хранении в устройствах батарея может протечь, а просочившиеся материалы могут вызвать коррозию цепей.