Щелочные аккумуляторы википедия

Содержание

• Алкалиновые или литиевые батарейки – какие лучше выбрать?
• Алкалиновые
  • Конструкция и состав
  • Реакции
  • Сферы применения
  • Основные параметры
• Литиевые
  • Конструкция
  • Состав и протекающие реакции
    • Литий─тионилхлоридные
    • Литий─диоксидмарганцевые
  • Сферы применения
  • Безопасность
  • Характеристики
• Что лучше – литиевые или алкалиновые?
• Опрос
• Щелочной аккумулятор
  • Смотреть что такое «Щелочной аккумулятор» в других словарях:
• Подробно о щелочных аккумуляторах
• Устройство щелочных аккумуляторов
• Принцип работы щелочных аккумуляторов
• Щелочные аккумуляторы. Реанимация. Часть-2
• Особенности эксплуатации и срок службы щелочных аккумуляторов
• Виды щелочных аккумуляторов и области их применения
• Маркировка щелочных аккумуляторов
• Сдача и утилизация щелочных аккумуляторов
• Плюсы и минусы щелочных аккумуляторов
  • Плюсы
  • Минусы
• Щелочные АКБ имеют низкую эффективность и свои минусы, о которых не говорят
• Щелочные аккумуляторы. Живы или мертвы? часть-1
  • Похожие статьи

Можно совершенно точно сказать, что выбор в пользу литиевых батареек следует делать тогда, когда требуется обеспечить питание устройств с высочайшим потреблением тока. Но при всем этом придется потратиться больше, чем случае со щелочными источниками тока.
Возвратиться к содержанию

Алкалиновые или литиевые батарейки – какие лучше выбрать?

В этой статье подвергнутся рассмотрению особенности алкалиновых и литиевых батареек, также их достоинства и недочеты. Для педантов сходу отмечу, что под обозначением «батарейки» тут понимаются первичные источники тока щелочного (alkaline) и литиевого типа. В главном они представлены в продаже цилиндрическими моделями форм-фактора AA (либо R6) и AAA (либо R3), но по сути типоразмеров существенно больше. Можно также именовать C (R14), D (R20). Есть не только лишь цилиндрические, но также дисковые (CR) либо призматические («Крона» 9 В). Отличия у их не в форме и размерах, а в типе химической системы, которая и определяет их плюсы и недочеты.

Алкалиновые

Конструкция и состав

Это стандартные батарейки щелочного типа. Алкалиновыми их назвали за маркировку «Alkaline» (в переводе щелочной) ввезенного происхождения. Это марганцево─цинковый гальванический элемент питания со щелочным электролитом. Почти всегда щелочные батарейки имеют катод из двуокиси марганца (MnO₂) с графитосодержащим материалом, а анод из цинковой пасты (Zn). Пореже в качестве материала катода используются оксид серебра (Ag₂O) либо метагидроксид никеля (NiO(OH)). В качестве электролита применяется гидроксид калия (KOH).

Ниже можно поглядеть конструкцию щелочного источника питания цилиндрического типа.

Во внутренней части цилиндрического элемента находится цинковый порошок, который пропитан щелочным электролитом (анодная масса). Для снятия отрицательного потенциала по центру имеется латунный стержень, который контактирует со металлической тарелкой в нижней части. Поближе к наружной части находится активная масса, представляющая собой смесь диоксида марганца и графита (сажи). От неё положительный потенциал идёт на металлической никелированный стакан. Катод и анод делит сепаратор, пропитанный электролитом.

Изоляцию катода обеспечивает оболочка, предотвращающая куцее замыкание. В нижней части можно также узреть специальную прокладку. Её роль заключается в принятие газов, образующихся в элементе при работе. Если давление превосходит допустимый предел, то развивается предохранительная мембрана и батарейка разгерметизируется. В итоге из алкалинового источника питания может вытечь электролит.

Реакции

В алкалиновых источниках питания протекают последующие реакции.

На аноде идет реакция с образованием гидроксида цинка и предстоящим его разложением на оксид цинка и воду.

Zn + 2OH − => Zn(OH)₂ + 2e −

На катоде восстанавливается оксида марганца.

Общий химический процесс в алкалиновой батарейке смотрится последующим образом.

Zn + 2KOH + 2MnO₂ + 2e − → 2e − + ZnO + 2KOH + Mn₂O₃

Конструкция и материалы щелочной батарейки очень близки к солевым источникам питания. Но в отличие от солевых батареек, в алкалиновых цинк содержится в пылеобразном виде, а не в форме цинкового стакана.

Срок хранения алкалиновых батареек обычно составляет от 3 до 5 лет. Для роста этого срока в современные модели производители добавляют ингибиторы коррозии органического происхождения. Есть малораспространённые алкалиновые элементы с возможностью перезарядки. Они носят заглавие RAM (Rechargeable Alkaline Manganese), что переводится, как перезаряжаемые щелочные марганцевые. Но это не батареи и количество зарядок у их менее 25.
Возвратиться к содержанию

Сферы применения

Ниже перечислены главные сферы внедрения.

• Фонари.
• Маленькая электроника.
• Переносные магнитофоны.
• Вспышки для фотоаппаратов.
• Радиоуправляемые модели.
• Электрические часы.

Видите ли, это устройства, потребляющие относительно высочайший ток недолговременное время, также те, что требуют маленькое по мощности питание в течение долгого времени. Если подать очень высшую нагрузку, то может просесть напряжение и будет нужно некое время на его восстановление.
Возвратиться к содержанию

Основные параметры

Параметр	Значение
ЭДС элемента, В	1.5
Интервал рабочих температур, С	от -30 до +55
Удельная мощность, кВт/куб. м.	от 100 до 150
Удельная энергия, Вт*ч/кг	от 65 до 90

Литиевые

Конструкция

В случае с литиевыми батарейками есть несколько распространённых типов конструкции. Ниже рассмотрены цилиндрические и дисковые источники тока.

Для цилиндрических моделей используются бобинная и рулонная конструкция.

По центру бобинной конструкции электрод, загерметизированный при помощи металлостеклянного спая. 2-ой электрод обратной полярности изготовлен в виде цилиндра, а меж ними находится сепаратор.

Рулонная конструкция состоит из лент анода и катода, также сепаратора меж ними. Всё это скручено в рулон и помещено в цилиндрический корпус. В данном случае достигается достаточно большая площадь электродов. Благодаря этому возрастает ток разряда. Не считая того, растет саморазряд.

В случае рулонных батареек принципиально позаботиться о безопасности, так как при маленьком замыкании (КЗ) ток в их может достигать 20 ампер. Если произойдет КЗ, то из-за сильного разогрева элемент питания может подорваться. Чтоб это предупредить, конструкции предусматривается плавкий термистор, который еще именуют плавким предохранителем. Когда ток превосходит определенное значение, термистор разогревается, возрастает сопротивление материала и ток КЗ понижается.

После устранения недлинного замыкания и уменьшения температуры, сопротивление плавкого предохранителя понижается и батарейку можно опять использовать.

Некие производители предугадывают дополнительный вид защиты в виде специальной насечки в основании отрицательного вывода элемента. Если давление снутри корпуса превзойдет определенное значение, то по этой насечке произойдет вскрытие и сброс давления. Так получится избежать взрыва. После вскрытия литиевая батарейка уже неприменима для использования.

Дисковые батарейки, как модели бобинной конструкции, владеют наименьшей площадью электродов, чем в случае рулона. Но в их больше взаимодействующих материалов. Благодаря этому они имеют огромную доступную ёмкость. Но ток разряда они выдают наименьший. Потому пилюли и цилиндрические батарейки бобинной конструкции подходят для использования в устройствах с маленьким и средним потреблением тока, которые работают долгое время в автономном режиме. Литиевые элементы питания инсталлируются в тех устройствах, которые недолго работают в автономном режиме, но потребляют высочайший ток.
Возвратиться к содержанию

Состав и протекающие реакции

Существуют две электрохимические системы, на основе которых создаются литиевые батарейки.

• Литий─диоксидмарганцевые или CR (Li─MnO₂).
• Литий─тионилхлоридные или ER (Li─SOCl₂).

Вне зависимости от электрохимической системы элемент питания может быть выполнен в вышеперечисленных форм-факторах.

Литий─тионилхлоридные

В этой электрохимической системе катодом является жидкое вещество. В роли анода выступает металлический литий, а катод выполнен из пористой углеродной массы. Электролит представляет собой раствор солей лития (LiGaCl₄ или LiAlCl₄) в тионилхлориде (SOCl₂). Тионилхлорид, помимо функции электролита, выполняет также роль активного материала катода. Химическая реакция, протекающая в этой электрохимической системе, выглядит так.

В процессе разряда происходит оседание хлорида лития в порах катода. Когда батарейка близка к полному разряду, начинается оседание серы на катоде. Параллельно происходит растворение оксида серы в электролите.

Литий─диоксидмарганцевые

Электрохимические системы на базе MnO₂ являются более распространенными при создании первичных источников тока литиевой типа. Здесь роль анода также выполняет металлический литий, активным катодным материалом является термообработанный диоксид марганца ─ MnO₂. В системе используются органический электролит, имеющий в своём составе растворенные соли лития LiClO₄ или LiCF₂SO₂. Часто используется диметоксиэтан или пропиленкарбонат. Реакция, происходящая при разряде в этой системе, показана ниже.

При протекании реакции нет образования каких-то химических элементов, которые бы увеличивали давление в корпусе источника тока. Марганец восстанавливается до трёхвалентного состояния, также происходит встраивание ионов лития в кристаллическую решётку MnO₂.

Система на основе Li─SOCL₂ имеет более высокую энергетическую плотность и ёмкость, чем Li─MnO₂. Естественно, при одинаковых габаритах и массе. Это обусловлено более высокой активностью тионилхлорида сравнению с диоксидом марганца. Кроме того, номинальное напряжение в первом случае составляет 3,5, а во 2-м 3 вольта.

Стоит сказать пару слов о таком эффекте, как пассивация у систем Li─SOCl₂. Это процесс образования диэлектрической пленки хлорида лития на катоде. Он имеет две стороны медали.

Если после хранения такой батарейки подключить её к устройству, потребляющему большой ток, то произойдет кратковременная просадка напряжения. Впоследствии она выравнивается до нормального значения. Просадка будет тем сильнее, чем дольше на хранении находился источник питания. И тем больший ток будет потребляться нагрузкой. Если же напряжение снизится ниже минимального, то устройство не может просто включиться.

Поэтому после хранения батареек Li─SOCl₂ перед подключением к ним нагрузки нужно проводить депассивацию. Причём специалисты советуют учитывать эффект пассивации на стадии проектирования того или иного устройства для его стабильного функционирования. С этой точки зрения процесс пассивации является отрицательным явлением.

В принципе, этот эффект можно преодолеть, если ввести в электролит вещества, способствующие растворению хлорида лития. Но образующаяся пленка имеет и полезный эффект. Он состоит в том, что при хранении предотвращается окисление материала катода. Благодаря этому снижается интенсивность саморазряда. Например, у батареек Li─SOCl₂,имеющих бобинную конструкцию, составляет всего около 1 процента в год.
Вернуться к содержанию

Сферы применения

• Цифровые фотоаппараты и камеры.
• Автомобильные пульты дистанционного управления.
• Часы.
• Калькуляторы.
• Материнские платы.
• Прочая электроника малого и среднего размера.

Безопасность

При использовании литиевых батареек важное значение приобретает вопрос безопасности. Это касается их применения как в промышленных, так и в бытовых устройствах. Нужно позаботиться о том, чтобы параметры эксплуатации не привели к возгоранию, порче оборудования и травмам персонала. Более безопасными считаются источники тока Li─MnO₂. В них при хранение и разряде не возникает никаких элементов, увеличивающих давление в корпусе. В электрохимических системах Li─SOCl₂ присутствуют подобные элементы, но критического увеличения давления они не вызывают.

Стоит также понимать, что чем больше ёмкость литиевых источников тока (а значит, больше их размеры и масса), тем больше в них активного материала. А значит, серьёзнее будут последствия в случае возгорания. Чем меньше лития использовано в батарейке, тем она безопаснее. Про средства защиты (клапаны, насечки) уже было сказано выше в разделе про рулонную конструкцию.

Характеристики

Li─MnO2	Li─SOCl2
Катод	диоксид марганца	тионилхлорид
Электролит	перхлорат лития в растворителе (пропиленкарбонат, диметоксиэтан)	тетрахлоралюминат лития в тионилхлориде
ЭДС, В	3.3	3.65
Номинальное напряжение, В	3	3.5
Удельная энергия, Вт*ч/кг	280	500-700

Что лучше – литиевые или алкалиновые?

В конечном итоге, что лучше литиевые или щелочные батарейки? Как и в других подобных случаях, однозначного ответа на вопрос здесь дать нельзя. Выбор нужно делать зависимо от устройства, где будет работать батарейка. Можно только обозначить преимущества и недостатки обоих типов.

• Длительный срок хранения и низкий саморазряд.
• Незначительное падение напряжения по мере разряда.
• Большая ёмкость по сравнению с солевыми источниками тока.
• Показывает хорошую работу при отрицательных температурах.
• Выдерживает значительный ток разряда без просадки напряжения.
• Отсутствие расхода электролита.
• Небольшое газовыделение.

• Низкая энергоёмкость. Отсюда больше размеры и масса.
• Относительно невысокая цена.

• Высокая энергоёмкость. Это значит, что при одинаковых габаритах с алкалиновыми батарейками они имеют большую ёмкость.
• Литиевые источники питания имеют большее напряжение и поболее высокий разрядный ток.
• Отсутствие газовыделения при разряде или объём выделяющихся газов небольшой.
• Хорошо держат напряжение при высоких нагрузках.

• Содержат в своем составе более токсичные материалы, чем у алкалиновых элементов.
• Требует более аккуратного обращения при эксплуатации. Существует опасность возгорания при коротком замыкании.
• Срок службы дольше, чем у алкалиновых, да и стоят дороже.

Можно однозначно сказать, что выбор в пользу литиевых батареек следует делать тогда, когда требуется обеспечить питание устройств с высоким потреблением тока. Но при всем этом придется потратиться больше, чем случае со щелочными источниками тока.
Вернуться к содержанию

Опрос

Примите участие в опросе!

Если статья оказалась вам полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Исправления и дополнения к материалу, также ваше мнение по поводу различных типов батареек, оставляйте в комментариях ниже. Голосуйте в опросе и оценивайте статью.
Вернуться к содержанию

Щелочной аккумулятор

электрический Аккумулятор, в каком активной массой отрицательного электрода служит пластина из пористого железа или кадмия, положительного электрода — никелевый каркас, заполненный окисью никеля (III), электролитом — 20-процентный раствор едкого кали. Преобразование электрической энергии в химическую (зарядка) и обратно (разрядка) происходит в результате такой реакции, как, например:

Эдс Щ. а. равна 1,3 в. Удельная мощность Щ. а. меньше, чем у свинцового аккумулятора (См. Свинцовый аккумулятор), однако он хорошо переносит перегрузки, нечувствителен к избыточному заряду, также к сильному разряду. Щ. а. отдаётся предпочтение при неблагоприятных режимах работы (например, в электрокарах, при запуске больших дизельных двигателей и т.д.).

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Смотреть что такое «Щелочной аккумулятор» в других словарях:

• щелочной аккумулятор — Аккумулятор, в каком электролитом является водный раствор сильной щелочи . [ГОСТ 15596 82] Тематики источники тока химические Классификация >>> EN alkaline accumulator … Справочник технического переводчика
• Щелочной аккумулятор — 79. Щелочной аккумулятор Аккумулятор, в каком электролитом является водный раствор сильной щелочи Источник: ГОСТ 15596 82: Источники тока химические. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
• щелочной аккумулятор — šarminis akumuliatorius statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Akumuliatorius, kurio elektrolitas yra šarminis tirpalas. atitikmenys: angl. alkaline accumulator vok. Alkaliakkumulator, m rus. щелочной аккумулятор, m pranc.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
• щелочной аккумулятор — šarminis akumuliatorius statusas T sritis chemija apibrėžtis Akumuliatorius, kurio elektrolitas yra šarmo tirpalas. atitikmenys: angl. alkaline accumulator; alkaline storage battery rus. щелочной аккумулятор … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
• щелочной аккумулятор — šarminis akumuliatorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. alkaline accumulator vok. alkalischer Akkumulator, m rus. щелочной аккумулятор, m pranc. accumulateur alcalin, m … Fizikos terminų žodynas
• Щелочной элемент — марганцево цинковый гальванический элемент, в каком в качестве катода используется диоксид марганца, анода порошкообразный цинк, а в качестве электролита раствор щёлочи, обычно гидроксида калия. Содержание 1 История изобретения … Википедия
• аккумулятор — 1.3.7. аккумулятор : Устройство, представляющее собой источник электрической энергии, полученной путем прямого преобразования химической энергии, состоящее из электродов, сепараторов, электролита, корпуса и выводов и сконструированное так, чтобы… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
• Щелочной топливный элемент — Схема щелочного топливного элемента. 1:Водород 2:Поток электронов 3:Нагрузка 4:Кислород 5:Катод 6:Электролит 7:Анод 8:Вода 9:Гидроксид ионы Щел … Википедия
• Аккумулятор герметичный — Герметичный аккумулятор: аккумулятор, который остается закрытым и не пропускает газ или жидкость при работе в режимах заряда и температуре, установленных изготовителем. Аккумулятор снабжается устройством, предохраняющим его от опасного высокого… … Официальная терминология
• Аккумулятор никель-металл-гидридный герметичный — Герметичный никель металл гидридный аккумулятор: аккумулятор, остающийся закрытым и не пропускающим газ или жидкость при работе в режимах заряда и температуре, установленных изготовителем. Аккумулятор должен быть снабжен предохранительным… … Официальная терминология

Подробно о щелочных аккумуляторах

Щелочные аккумуляторы получили своё название по электролиту, который в них работает. Почти всегда это водный раствор КОН (едкий калий) или NaOH (едкий натрий). Этот вид аккумуляторов имеет ряд преимуществ перед кислотным типом батарей, но не лишён и недостатков. В некоторых областях народного хозяйства применение щелочных аккумуляторов более оправдано. Поэтому сегодня мы рассмотрим характеристики и устройство щелочных аккумуляторов, также сферы их применения.

Устройство щелочных аккумуляторов

Самыми распространёнными видами щелочных батарей являются никель─кадмиевые и никель─металлогидридные (ещё их называют никель─железные). У обоих типов аккумуляторов в заряженном состоянии активная масса положительного электрода состоит из NiOOH (гидроокись никеля) с добавлением окиси бария и графита. Графит предназначен для увеличения электропроводности активной массы. Добавка окиси бария увеличивает срок эксплуатации щелочного аккумулятора.

Активная масса отрицательного электрода в случае никель─металлогидридного аккумулятора представляет собой порошкообразное железа (Fe) и его окислы. В ней присутствует добавки сернистого железа и сернокислого никеля. В случае никель─кадмиевых батарей активная масса отрицательного электрода представляет собой смесь порошка кадмия (Cd) и железа. В качестве электролита для щелочных аккумуляторов применяется водный раствор едкого калия (20%). В электролит добавляется моногидрат лития в количестве 20—30 грамм на литр. Эта добавка увеличивает срок эксплуатации аккумуляторной батареи.

Давайте рассмотрим конструкцию и устройство щелочного аккумулятора на примере моделей батарей, используемых в тепловозах и пассажирских вагонах. Там применяются как никель─металлогидридные (Ni─MH), так и никель─кадмиевые аккумуляторы (Ni─Cd). На предприятиях выпускаются никель─железные и никель─кадмиевые батареи, в каких электроды выполнены в виде рамок из стали, покрытой никелем. В пазы этих рамок запрессованы ламели.

Ламель представляет собой пакет, заполненный активной массой. Ламели выполнены из никелированной жести с большим количеством отверстий. Это делается для того, чтобы электролит мог поступать к активной массе.

В никель─кадмиевых аккумуляторах (в маркировке присутствует НК) отрицательная пластина находится между 2-мя положительными. Никель─железные (в маркировке НЖ) или никель─металлогидридные аккумуляторы предусматривают наличие одной положительной пластины между 2-мя отрицательными. Чтобы не было короткого замыкания, между пластинами ставят сепараторы. Их делают в виде полихлорвиниловой сетки или эбонитового стержня.

На изображении ниже представлено устройство щелочного аккумулятора Ni-MH. На схеме можно видеть полублоки электродов и аккумулятор в сборе.

Полублоки и никель─железный аккумулятор в сборе. На примере тепловозного аккумулятора ТПНЖ

А на следующей картинке можно посмотреть устройство щелочного аккумулятора Ni-Cd.

Полублоки и никель─кадмиевый аккумулятор в сборе. На примере аккумулятора НКН-100

В таких разновидностях аккумуляторных батарей, как ТПНЖК и ТПНЖ используются панцирные положительные пластины. Эти пластины помещаются в специальные чехлы или панцири. Электроды находятся в корпусе из никелированной жести. У корпуса имеется приваренная крышка с отверстиями под выводные штыри. Также предусмотрено отверстие для заправки электролитом и вывода газов. Чтобы придать корпусу механическую прочность, стенки делаются гофрированными. Сверху корпус закрыт резиновым чехлом, который обеспечивает изоляцию элементов от ящика, где установлена батарея. Теперь немного о том, за счёт чего обеспечивается работа щелочного аккумулятора.
Вернуться к содержанию

Принцип работы щелочных аккумуляторов

Когда происходит разряд батареи, на положительном электроде идёт реакция гидроокиси никеля (NiOOH) с ионами электролита. В результате образуется гидрат закиси никеля Ni(OH)₂. На отрицательном электроде кадмий и железо превращаются в гидрат окиси кадмия (Cd(OН)₂) и железа (Fe(ОН)₂). Протекание тока по внешней и внутренней сети обеспечивает разность потенциалов (примерно 1,45 вольта) щелочного аккумулятора. Таким макаром, обеспечивается работа щелочного аккумулятора.
Когда происходит заряд щелочной АКБ, то под воздействие тока активная масса положительных пластин окисляется. Гидрат закиси никеля Ni(ОН)₂ переходит в гидроокись никеля (NiOOH). В активной массе отрицательных электродов при заряде идёт восстановление с образованием кадмия и железа.

Щелочные аккумуляторы. Реанимация. Часть-2

Ниже представлены реакции, происходящие в процессе разряда-заряда, представлены следующими уравнениями:

Щелочная АКБ Ni─MH:

2Ni(OOH) + 2KOH + Fe ⇒ 2Ni(OH)₂ + 2KOH + Fe(OH)₂

Щелочная АКБ Ni─Cd:

2Ni(OOH) + 2KOH + Cd ⇒ 2Ni(OH)₂ + 2KOH + Cd(OH)₂

Работа щелочного аккумулятора такова, что номинальное значение разрядного тока составляет 0,2*С. Величина «С» обозначает номинальную ёмкость аккумуляторной батареи. Максимальный разрядный ток, например, при запуске дизельного двигателя, составляет до 4*С. Штатный ток заряда щелочных АКБ равен 0,25*С.

Необходимо отметить, что вещества, которые образуются во время работы щелочного аккумулятора и протекания электрохимических реакций, почти не растворяются в электролите и не реагируют вместе. За счёт того, что электролит для щелочного аккумулятора с ними не взаимодействует, отсутствует его расход и плотность не меняется. В результате требуется меньший объём, чем в кислотной батарее.

Чтобы отрицательный электрод (состоит из губчатого железа) никель─железной батареи работал правильно, его вес должен быть больше положительного. Эти объясняется большее количество отрицательных пластин в этом типе АКБ. Сборный блок в этом типе щелочных батарей по бокам имеет отрицательные пластины. Эти пластины имеют электрическое соединение с корпусом. В Ni─Cd батареях все наоборот. Там активная масса положительного электрода обязана иметь больший объем, чем отрицательного. У них блоки имеют по бокам положительные пластины, которые имеют соединение с корпусом.

Напряжение щелочного аккумулятора при полной зарядке составляет примерно 1,45 вольта. Из-за существенного внутреннего сопротивления этого типа батарей, напряжение щелочного аккумулятора существенного меньше номинала при разряде и существенно больше при заряде.

Когда выводам батареи подключается нагрузка и начинается разряд, то напряжение быстро снижается до 1,3 вольта, а затем медленно уменьшается до одного вольта. При достижении этой отметки разряд нужно останавливать. Среднее значение расчётного напряжения при разряде равно 1,25 вольта. Ниже напряжения 1 вольт разряжать щелочной элемент не рекомендуется. Это может приводить к потере ёмкости и уменьшению срока эксплуатации.

Кривые напряжения щелочного аккумулятора при заряде и разряде

Когда ведётся зарядка, то напряжение щелочного аккумулятора довольно быстро возрастает с 1,55 до 1,75 вольта, а потом достаточно медленно идёт до 1,8 вольта. Заряд герметичного щелочного аккумулятора ведут до того момента, пока ему не будет передано определённое число А-ч в соответствии с его паспортными характеристиками. Ток заряда герметичного щелочного аккумулятора устанавливается, как 0,25*С (номинальная ёмкость). В процессе заряда батарее передаётся 150 процентов ёмкости. Для дополнительной информации, читайте статьи о зарядке и восстановлении Ni─Cd аккумуляторов.

Кислотные и щелочные аккумуляторы схожи в том, что при зарядке у обоих типов батарей выделяется газ. Однако в случае герметичных щелочных аккумуляторов газовыделение не является признаком окончания зарядки. Но здесь также рекомендуется снижать ток, если выделение газов идёт слишком бурно.

Можно сказать, что герметичные щелочные аккумуляторы лучше перезарядить, чем они будут незаряженными. Неполный заряд для них сокращает срок эксплуатации. В то же время излишний заряд также не допустим. В процессе заряда растёт их температура. При значениях выше 45 градусов Цельсия начинает разрушаться активная масса электродов. Для дополнительной информации, читайте о зарядке Ni─MH аккумуляторов.
Вернуться к содержанию

Особенности эксплуатации и срок службы щелочных аккумуляторов

В принципе, уход при эксплуатации щелочных аккумуляторных батарей примерно такой же, как и в случае кислотных. Нужно периодически контролировать уровень электролита, также проводить зарядку АКБ. Герметичные щелочные аккумуляторы должны регулярно подзаряжаться и находиться в чистоте.

Герметичные щелочные аккумуляторы могут при хранении находиться в полузаряженном или разряженном состоянии достаточно длительное время. Также необходимо отметить, что аккумуляторы щелочного типа менее чувствительные к действию отрицательных температур. Кроме того, герметичные щелочные аккумуляторы способны работать при разряде большими токами (высокая перегрузочная способность).

Благодаря тому, что герметичный щелочной аккумулятор имеет большое внутреннее сопротивление, сильный разряд и кратковременные короткие замыкания не вредят этим батареям. Щелочные АКБ устойчивы к воздействию вибрации, тряски, ударов благодаря высокой прочности. По сравнению с кислотными они имеют большую удельную энергию, больший срок эксплуатации и могут храниться дольше.

Саморазряд герметичных щелочных аккумуляторов при разомкнутой цепи составляет 20 процентов ёмкости за 9 месяцев. Это немного, если сравнивать с кислотными АКБ. У последних такой уровень саморазряда наблюдается в месяц. Немаловажно отметить, что при эксплуатации герметичных щелочных аккумуляторов нет вредных газовыделений и они достаточно надёжны.

Но батареи щелочного типа имеют некоторые минусы и неудобства при эксплуатации. Напряжение при разряде у них примерно на 40 процентов ниже, чем у кислотных. В результате для производства одного и такого же напряжения АКБ нужно набирать разное количество элементов. И в случае герметичного щелочного аккумулятора количество таких элементов будет значительно больше. Из-за высокого внутреннего сопротивления батарей со щелочным электролитом, напряжение при интенсивном разряде снижается значительно быстрее, чем у кислотных.
Вернуться к содержанию

Виды щелочных аккумуляторов и области их применения

Ламельные щелочные АКБ, конструкция которых подверглась рассмотрению выше, широко используются в качестве тяговых щелочных аккумуляторов. Кроме того, они используются и в качестве стартерных. Ниже приведены области применения таких аккумуляторных батарей:

• локомотивы и пассажирские вагоны;
• сигнализации и системы аварийного энергоснабжения;
• рудничные электровозы;
• всевозможная напольная электротехника (различные погрузчики на складах и производствах. Например, щелочной аккумулятор ТНЖ);
• для запуска двигателей внутреннего сгорания.

Аккумулятор для пассажирских вагонов

Аккумулятор для погрузчика

Щелочные АКБ встречаются в телефонах, фотоаппаратах, трамваях, троллейбусах и т. п. Батареи щелочного типа получили широкое использование в различной портативной технике и электроинструменте. Там используются батареи цилиндрической формы с электродами рулонного типа. Они имеют номинальное напряжение 1,2─1,3 вольта. Такие элементы набираются в аккумулятор и используются, например, в шуруповёртах. Подробнее об их использовании читайте в статье «Ni-Cd аккумуляторы для шуруповёрта».

Кроме того, щелочные аккумуляторные батареи можно встретить в роли стартерных на автомобилях. Правда, выпускаются они в главном только для некоторых грузовых автомобилей, также для военной техники. На легковых автомобилях они встречаются редко. Но, в принципе, ничего не мешает некоторым автовладельцам устанавливать щелочной аккумулятор 12В на своих «железных коней». И отзывы об их использовании положительные.
Вернуться к содержанию

Маркировка щелочных аккумуляторов

Рассмотрим маркировку тяговых батарей российского производства. У нас в стране производством таких батарей занимается Великолукский завод щелочных аккумуляторов и Курский завод «Аккумулятор». При поставке продукции на внутренний рынок они маркируют свою продукцию следующим образом (буквы и цифры поясняются по мере их следования слева направо):

• Если в маркировке перед цифрами стоят буквы, то они показывают число элементов в батарее;
• Затем следуют буквы, показывающие область применения (Т – тяговый, ТП ─ тепловозный, В ─ вагонный);
• Далее идут буквы, обозначающие тип. Например, НЖ — никель─железная АКБ;
• Если присутствует буква К, то это значит, что конструкция блока электродов комбинированная (при всем этом положительный электрод ламельного типа, отрицательный ─ безламельного);
• Если в маркировке присутствует Ш, то это АКБ для шахтных электровозов;
• Если в маркировке после букв есть цифры, то это величина номинальной ёмкости батареи, выраженная в А-ч;
• После значения ёмкости могут присутствовать буквы: П (пластмассовый корпус), В (высокий вариант), М (модернизированный), У (исполнение для умеренного климата), Т (исполнение для тропического климата);
• Далее цифры обозначающие категорию размещения в соответствии с ГОСТ 15150-69 (2 обозначает размещение над землей, 5 ─ под землей).

По международной системе маркировка щелочных батарей следующая:

• цифры перед буквами показывают число элементов в батарее;
• Буква F говорит о том, что это никель─железный аккумулятор;
• Далее идут буквы, которые обозначают токи в режиме разряда (L ─ до 0,5*С, M ─ (0,5─3,5)*С, H ─ (3,5─7)*С, X ─ больше 7*С);
• Следующие цифры показывают ёмкость батареи в А-ч;
• Следующие буквы показывают материал корпуса (например, Р ─ пластический материал). Затем идёт дефис и далее указываются различные особенности конструкции АКБ по системе обозначений производителя. Ещё через дефис могут указываться категория размещения и климатическое исполнение в соответствии с ГОСТ 16150-69.

Сдача и утилизация щелочных аккумуляторов

В последние годы повсюду появились пункты приёма свинцово─кислотных автомобильных аккумуляторов. Это стало очень выгодно, поскольку производители АКБ платят за них хорошие деньги и забирают аккумуляторы на утилизацию. В большинстве таких пунктов приёма можно сдать и щелочные батареи. Но ещё не везде. Дело в том, что у населения таких АКБ меньше и пунктам приёма приходится долго их накапливать, чтобы сдать на предприятие.

Помните, что нельзя просто так выкидывать щелочные АКБ на помойку. В их составе присутствуют опасные вещества. Это едкий калий и натрий, соединения щелочных металлов и другие вещества, которые необходимо грамотно обезвреживать. Просто складировать их дома или в гараже то же небезопасно.

Поэтому нужно обязательно сдавать их в пункты приёма, откуда их заберут на утилизацию по всем правилам. И что самое важное. Вы избавляетесь от старого нерабочей щелочной батареи и получаете за это деньги.
Вернуться к содержанию

Плюсы и минусы щелочных аккумуляторов

Плюсы

• Длительный срок службы при правильной эксплуатации;
• Возможность глубокого разряда;
• Работа при отрицательных температурах без потери свойств;
• Небольшой саморазряд;
• Небольшой удельный вес.

При снижении температуры с 25 градусов Цельсия ёмкость щелочного аккумулятора понижается с каждым градусом на 0,5 процента. Показатель лучше, чем у свинцово-кислотных практически вдвое. Но необходимо отметить, что при низкой температуре возрастает и скорость уменьшения ёмкости.
Вернуться к содержанию

Минусы

• Эффект памяти, приводящий к потере ёмкости. Появляется, если не разряжать щелочной аккумулятор до конца;
• Существенный разброс рабочего напряжения элементов (1─1,75 вольта). Для набора под 12В аккумулятор разброс уже составит 10─17,5 вольта. Для работы в таком диапазоне напряжений нужно специальное зарядное устройство;
• КПД заряда у щелочных составляет всего 55 процентов. У кислотных АКБ этот показатель равен 80 процентов;
• Обслуживание должен выполнять квалифицированный работник, поскольку в щелочных аккумуляторах периодически необходимо менять электролит.

Щелочные АКБ имеют низкую эффективность и свои минусы, о которых не говорят

Щелочные аккумуляторы. Живы или мертвы? часть-1

Похожие статьи

• Щелочной аккумулятор 12в 100ач

  Серия Leoch LHR — десятилетние (срок службы до 10-12 лет в буферном режиме) батареи для средних и больших токов разряда. Сделана специально для…

• Электричество от аккумулятора в доме

  Важнейший электропотребитель в нашем проекте – напольный газовый котел Buderus Logano. Резервное питание дома на аккумуляторах В этом посте мы покажем…

• Шуруповерт от сети и аккумулятора одновременно

  n-p-n написал : А БП с 12 В и способностью отдавать (хотя бы коротко) 30 А мало. Дрель с возможностью питания от аккумулятора и от розетки — такие…

• Электромагнитное реле википедия

  Реле представляет собой катушку, состоящую из немагнитного основания, на которое намотан провод из меди с тканевой либо синтетической изоляцией, но в…