В продаже можно встретить батарейки солевые и алкалиновые. Они обладают разными эксплуатационными характеристиками, стоимостью и прочими параметрами. Портал АКБобзор расскажет про отличие солевых и алкалиновых батареек и что лучше использовать в каждом конкретном случае.
Солевые батарейки
Солевые батарейки появились в 1865 году и долгое время занимали лидирующие позиции благодаря отличному соотношению цены и качества. Такие источники питания характеризуются небольшой емкостью, поэтому отлично подходят только для маломощных устройств.
Конструкция батарейки состоит из двух электродов и электролита. В качестве анода используется цинковая оболочка, часто выступающая корпусом батарейки. Катодом является брикет диоксида марганца с цинковым порошком, изготовленный методом прессовки с пропиткой электролитом.
Ранее электролитом служил загущенный крахмалом хлористый аммоний, известный как пищевая добавка с кодом Е510. Чуть позже его заменили на хлористый цинк, в который добавляют кальциевую соль соляной кислоты. В результате химической реакции цинк окисляется, а марганец восстанавливается.
Таблица − Обзор основных составляющих солевой батарейки
| Элемент конструкции | Описание |
|---|---|
| Анод | Изготавливается из цинка с высокой степенью очистки. Обычно выступает корпусом батарейки. |
| Катод | Агломерат из смеси реагентов, изготовленный методом прессовки с пропиткой электролитом. |
| Электролит | Хлорид аммония или хлорид цинка с добавлением загустителя. |
| Угольный токовод | Проводник, проходящий по центру батарейки. Для улучшения характеристик он обрабатывается парафиновым составом. |
| Газовая камера | Находится в верхней части батарейки. Предназначена для сбора и отвода газов, образующихся в результате химической реакции во время разряда. |
| Прокладка | Выполняет роль герметика. Она не дает растекаться электролиту за пределы батарейки. |
| Защитная оболочка | Так как цинк расходуется в процессе разряда, корпус батарейки постепенно разрушается. Дополнительный защитный футляр из жести, пластика, пленки или бумаги не позволяет электролиту растекаться после разрушения цинкового стакана. Также такой корпус защищает цинк от окисления в результате воздействия внешних факторов. |
Алкалиновые батарейки
«Alkaline» в переводе с английского означает «щелочь», поэтому такие батарейки называются щелочными. Использование щелочного электролита для химических источников тока предложили независимо друг от друга Вальдемар Юнгнер (Джангнер) в 1899 году и Томас Эдисон в 1901 году. Впервые такой электролит использовал в марганцево-цинковых батарейках канадский инженер Льюис Урри в середине 1950 годов.
По конструкции такая батарейка похожа на солевую, но ее основные части находятся в обратном порядке. Анодная паста в виде цинкового порошка, пропитанного загущенным щелочным электролитом, располагается во внутренней части батарейки и имеет отрицательный потенциал. Его снятие и передача обеспечивается латунным стержнем. Второй активной массой является деоксид марганца, смешанный с графитом или сажей. Анод и катод разделены сепаратором, пропитанным электролитом.
В отличие от солевой батарейки у щелочной положительный вывод выполнен в виде стального никелированного стакана. Отрицательным выводом является стальная тарелка, соединенная с латунным стержнем. Оболочка алкалинового источника питания изолирована от стакана, чтобы предотвратить короткое замыкание.
Таблица − Обзор основных составляющих алкалиновой батарейки
| Элемент конструкции | Описание |
|---|---|
| Анод | Отрицательный электрод выполнен в виде порошка, что увеличивает отдаваемый ток. Анодная паста в виде цинкового порошка пропитывается загущенным щелочным электролитом. |
| Катод | Наиболее часто изготавливается из двуокиси марганца. Также может применяться оксид серебра или метагидроксид никеля. |
| Электролит | В качестве щелочного электролита используется КОН. В отличии от солевых батареек в алкалиновых в процессе разрядки электролит практически не расходуется. Поэтому он присутствует не в слишком большом количестве. Такая батарейка в среднем содержит в 1.5 раза больше деоксида марганца. |
| Положительный вывод | Выполнен в виде стального никелированного стакана. Он не участвует в химической реакции, поэтому практически не разрушается, в отличие от цинкового стакана солевых батареек. |
| Отрицательный вывод | Стальная тарелка, соединенная с латунным стержнем и изолированная от стакана. |
| Латунный стержень | Снимает потенциал с цинкового порошка и передает его на тарелку. |
| Прокладка | Воспринимает давление газов, образующихся при работе. |
| Предохранительная мембрана | Выделение газов в щелочной батарейке значительно меньше, чем в солевой. Однако, алкалиновые источники хуже переносят короткое замыкание. Поэтому для предотвращения взрыва батарейки при превышении давления газов происходит разрыв мембраны и разгерметизация. В результате появляется течь электролита. |
| Оболочка | Служит изолятором, например, для предотвращения короткого замыкания при установке нескольких элементов в батарейный отсек. |
Чем похожи батарейки солевые и алкалиновые
Несмотря на то, что разница между солевыми и алкалиновыми батарейками огромна, они имеют ряд сходств. Оба источника питания относят к первичным, то есть способны только отдавать энергию. Рекомендуем почитать информацию о том почему нельзя заряжать батарейки обоих видов.
Практически одинаковым у солевых и щелочных батареек является напряжение холостого хода либо с минимальной нагрузкой. Разница появляется с увеличением величины токов, длительности использования и в импульсном режиме.
Схожи солевые и алкалиновые батарейки и в используемых форм-факторах. Оба вида популярны в типоразмерах ААА, АА, С, D, и крона. При этом щелочная батарейка при одинаковом размере способна отдать гораздо больше энергии.
Оба вида батареек имеют схожую утилизацию. Для предотвращения загрязнения окружающей среды их нельзя просто выбросить в мусорное ведро. Во время разложения источники питания становятся опасными для животного мира и растений. Поэтому алкалиновые и солевые батарейки необходимо сдавать в специальные пункты по переработке.
Отличие солевых и алкалиновых батареек
Разница батареек алкалиновых и солевых заметна при попытке разобрать источник питания. В таком случае заметны все особенности конструкции. Солевую батарейку разобрать легко, так как она не герметична. Цинковый стакан разрушается в процессе эксплуатации, поэтому чем старее элемент, тем он более хлипкий.
Щелочная батарейка достаточно герметична и ее сложно разобрать. Производитель старается максимально снизить риск протекания электролита, так как это может привести к порче батарейного отсека или самой техники.
В процессе разборки возможен нагрев алкалиновой батарейки. Несмотря на наличие малого количества щелочи, ее легко увидеть. Она практически не расходуется в процессе работы, поэтому электролит хорошо сохраняется до полного разряда источника питания.
Читать также: Как подключать батарейки
Алкалиновые и солевые батарейки разница в работе
Еще больше батарейка солевая и алкалиновая различия показывает в процессе эксплуатации. При непрерывной работе щелочной источник питания более стабильно держит выдаваемое напряжение. Удельная емкость алкалиновых батареек гораздо больше. Они не боятся разрядку большими токами, значительные импульсы.
Практика показывает, что на холостую солевые батарейки могут иметь напряжение выше, чем алкалиновые. Ниже представлен пример с реальными замерами источников питания.
Свое преимущество в напряжении солевые батарейки моментально теряют под нагрузкой. Даже небольшой продолжительный ток вызывает заметную просадку, чего нет у щелочных источников питания. Большой ток солевые батарейки держать совсем не способны. Также у них проявляется «эффект усталости», когда после нагрузки падает напряжение и для его восстановления батарейкам необходимо некоторое время. У щелочных элементов такие недостатки практически не проявляются.
Если провести испытание на большом количестве батареек при условии малой нагрузки, то можно получить прослеживающуюся закономерность независимо от бренда. У солевых батареек падение напряжения происходит гораздо быстрей.
При значительной нагрузке проводить схожие испытания не имеет смысла. Солевые батарейки совершенно не рассчитаны на высокий ток.
Кроме более стабильного напряжения алкалиновые батарейки обладают большей емкостью. В некоторых случаях они даже превосходят NiCd и NiMH аккумуляторы.
Разница между солевыми и алкалиновыми батарейками в весе
Увидеть чем отличается солевая и алкалиновая батарейка можно даже на весах. Щелочные источники питания гораздо тяжелее. Солевые батарейки имеют более простую конструкцию и легкие компоненты.
Солевые и алкалиновые батарейки что лучше
Алкалиновые батарейки имеют большую емкость, разрядный ток, срок хранения и рабочий диапазон температур. Они могут применяться в любых приборах от слаботочных, до потребляющих значительный ток. Щелочные источники питания отлично показывают себя в технике, потребляющей относительно небольшой ток в течение длительного времени не протекая. Поэтому для многих уже не стоит делема: солевые и алкалиновые батарейки что лучше.
К преимуществам алкалиновых батареек относят:
- отсутствие расхода электролита;
- анодом является порошкообразный цинк, а не цинковый стакан, что увеличивает поверхность реакции;
- герметичность благодаря меньшему газовыделению;
- значительная емкость;
- меньший саморазряд;
- длительный срок хранения;
- работа при низких температурах;
- возможность эксплуатации как при низких, так и больших токах;
- меньшее падение напряжения по мере разряда.
Ранее у солевых батареек было значительное преимущество в цене. Благодаря этому они держали свою нишу маломощных приборов, протекая и расстраивая хозяев. Возрастание популярности щелочных элементов питания постепенно стирает разницу в стоимости. Дешевые алкалиновые батарейки превосходят солевые аналоги своей ценовой группы по всем характеристикам.
Сейчас читают: NI MH аккумуляторы ‒ Никель-металлогидридный аккумулятор
Алкалиновые и солевые батарейки разница в весе − иногда решающий фактор. Поэтому солевые источники питания все еще изредка применяются в некоторых техниках, где важна масс, но нет требования к емкости и току. Однако такая сфера слишком специфична, поэтому щелочные источники берут верх практически везде.
Если ранее рекомендовалось ставить солевые батарейки в маломощную технику, например, в миниатюрные фонарики, то сейчас все поменялось. Отсутствие риска протекания источника питания в процессе эксплуатации и хранения делает использование алкалиновых батареек актуальным даже в приборах с малым потреблением тока.
Таблица − Алкалиновые и солевые батарейки разница
| Критерий | Солевые батарейки | Алкалиновые батарейки |
|---|---|---|
| Емкость | 300-1400 мАч | 1000-3000 мАч |
| Срок службы | До 2 лет | 5-10 лет |
| Работа при минусовых температурах | Невозможна | Практически без потери характеристик |
| Герметизация | Слабая | Надежная |
| Стоимость | Низкая | Зависит от емкости и бренда. Постепенно снижается |
| Саморазряд | Существенный, с риском протекания | 10-30% за весь период хранения |
| Высыхание электролита | Достаточно быстрое | Практически отсутствует |
| Разрушение оболочки | Происходит при эксплуатации и хранении | Возможно лишь у дешевых вариантов по истечению срока годности |
| Внутреннее сопротивление | Значительно возрастает под нагрузкой | При высоком разряде сохраняет низкое значение |
Видео
Заключение
Алкалиновые и солевые батарейки существуют параллельно друг другу, занимая свои ниши. Несмотря на все старания щелочные источники питания так и не смогли занять все области применения. Рекомендуем читать статьи про батарейки и аккумуляторы, чтобы всегда знать актуальную информацию о мире автономных источников питания
Источник фотографий: WTF?, Pavlo Korotenko и Vitali Ustinovich
