Попробовала щелочь из батарейки

Содержание

Щелочные батарейки которые алкалиновые

Попробовала щелочь из батарейки

Для многих приборов лучше всего подходят щелочные батарейки или марганцево цинковые гальванические элементы. Они же алкалиновые или alkaline battery. Найти их можно в любой торговой точке за небольшую стоимость. Что же это такое? Что они представляют из себя? По сути это мощнейшие элементы питания, внутри которых бурно протекает химическая реакция, в результате которой образуется ток.

Основным элементом служит диоксид марганца, он является катодом. Анодом у них является цинк в виде порошка. Электролитом служит гидроксид калия, то есть это и есть щелочь за счет которой он получил свое название. Чаще всего такие батареи используют для питания игрушек, фонарей, радиоприемников и других подобных устройств.

Использовать щелочь в качестве электролита впервые независимо друг от друга предложили два ученых это Эдисон и Вальдемар Джангнер. Тогда она применялась ими в никель кадмиевых аккумуляторах.

В обычных батарейках это вещество стал впервые использовать инженер Льюис Урри. Когда настал 1950 год он выпустил элементы питания с названием Eveready.

В 1960 году он и его партнеры обзавелись патентом на щелочные батарейки.

Характеристики

Щелочные батарейки производятся разных типоразмеров в основном это АААА, ААА, АА, D, С, Крона – 6F22 и плоский монеточный вид.

Таблеточные щелочные батарейки

Они представляют собой маленький плоский диск диаметром от 4.8 до 30 мм. Напряжение равно 1.5 – 3 вольта. Их корпус полностью выполнен из металла. В связи с этим алкидные батарейки можно применять в плохих погодных условиях.

Анод от катода отделен изолятором. Это предотвращает короткое замыкание и их порчу. За счет своей миниатюрности и компактности они и получили большое распространение.

Без проблем вставляются в часы, калькуляторы, брелки и другие мини устройства.

Пальчиковые источники тока или АА

Являются наиболее популярными. Используются там, где нужен большой разрядный ток. Их напряжение равно 1.5 вольт. Нашили свое применение в часах, игрушках, радио приемниках, фонариках, медицинском оборудовании, весах, компьютерных мышках и других электронных устройствах.

Все подробности изложены в статье пальчиковые батарейки!

Щелочные батарейки бочонки

К ним можно отнести два типа это D и C.

Позволяют обеспечить прибор электричеством без подключения его к сети на 220 вольт. Используются в магнитофонах, радиоприемниках, фонарях, игрушках. Имеют повышенную емкость. В приборе, который потребляет мало энергии проработают долго.

Если видите на корпусе надпись LR, то это 100% щелочные батарейки.

Мизинчиковые источники тока

Имеют типоразмер ААА. Производители изготавливают их в виде цилиндра диаметром 10.5 мм. В длину обычно такие типы бывают до 44,5 мм. Их масса составляет около 14 грамм. Данные могут отличаться в зависимости от компании. В устройство щелочных батареек иногда могут добавлять дополнительные элементы для защиты.

Используются в разных электронных приборах, например, таких как пульты для телевизора, будильники, фонарики, приемники, плееры и т.д. Узнать, что это именно щелочной элемент можно по надписи alkaline battery.

Подробнее об этих источниках тока читайте в этой статье!

Щелочной элемент Крона

Имеет нестандартную форму и используется в измерительных приборах, медицинском оборудовании, фонарях, металлоискателях. Такие алкалайн батарейки имеют напряжение 9 вольт и работают достаточно длительный срок. Плюс данного источника энергии заключается в том, что он может обеспечить прибор большим тока имея маленькие габариты.

Детальнее о кроне читайте в этой статье!

Основные параметры

На корпусе можно сразу заметить надпись alkaline battery. Такая маркировка щелочных батареек дает сразу понять, что это именно они.

Напряжение или ЭДС равно 1.5 – 9 вольт.

Емкость щелочной батарейки доходит до 3000 mAh. Это у самых крупных.

Удельная мощность 100—150 кВт/м³.

Температура, при которой источники тока могут работать от – 30 до + 55 C0.

Удельная энергия: 65—90 Вт∙ч/кг;

Производством занимаются такие страны как Россия, США, Китай, Япония.

Форма: цилиндры, прямоугольники, сплющенные диски.

Химия в щелочных батареях

Прежде всего на аноде наблюдается окислительная реакция цинка. Первым делом появляется гидроксид цинка:

Zn + 2OH− → Zn(OH)2 + 2e−

Дальше идет распад на оксид цинка и воду.

Zn(OH)2 → ZnO + H2O

Что же касается катода, то на нем идет реакция восстановления оксида марганца (IV) в оксид марганца (III):

2MnO2 + H2O + 2e− → Mn2O3 + 2OH−

Если электролитом является KOH, то уравнение будет выглядеть следующим образом:

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

Когда садиться батарейка щелочной электролит не заканчивается. Это означает что для производства потребуются небольшое его количество. В итоге в такой источник питания добавляют диоксида марганца на полтора раза больше, чем в те же солевые элементы тока.

Устройство щелочной батарейки

О стандартном строение источника тока можно прочесть в этой статье. Там приведено более детальное описание.

Ток получается, когда происходит реакция между катодом и анодом.

Состав катода щелочной батарейки:

  • Специальные вещества для связывания – 1%.
  • Ацетиленовая сажа выступает в роли графита – около 10%.
  • Диоксид марганца занимает до 85%.
  • Щелочной компонент калия гидроксида – до 35%.

В качестве последнего может выступать так же активные элементы лития и натрия. В процессе производства электролит делают густым для этого добавляют специальные вещества синтетического или природного происхождения с гидроксильной группой ОН.

Анод делают из очищенного цинка. Проводят процедуры, которые не дают попадать на него ржавчине. Затем подмешивают в него алюминий и висмут.

Щелочная батарея имеет изнаночное строение если сравнивать ее с солевыми источниками тока.

  1. Внутрь помещена паста (3) выполненная на основе цинка. Этот металл там содержится в порошке. Такой подход позволяет ему значительно увеличить площадь взаимодействия. Поэтому емкость щелочные батарейки имеют высокую чем солевые.
  2. На цинке, который с помощью специального гелиевого вещества загущен, генерируется отрицательный потенциал. Он поступает на стержень (2), созданный из латуни.
  3. Углерод из графита, золы или сажи (5) перемешанный с диоксидом марганца отделяется от цинка с помощью специального устройства сепаратора (4).
  4. Плюс батарейки — это стальной стакан (1), обнесенный никелем.
  5. Минусовой полюс выполнен в виде тонкой дискеты из металла (9).
  6. Покрытие (6) изолировано от основного стаканчика. Так не возникает замка.
  7. Специальная прокладка (8) принимает на себя давящие газы. Их не много, примерно 20%.
  8. Встраивают в щелочную батарейку мембрану (7) и камеру для поглощения газов. При повышении давления газы прорывают мембрану, и она разрывается. В этот момент выходит электролит.

Таким образом состав щелочной батарейки выглядит так, как было описано выше.

Аналоги щелочных батареек

Заменить данные источники тока можно любыми подходящими по размеру и напряжению батарейками. Но главное, чтобы вольтаж совпадал, а дальше можно что-нибудь придумать. Например, в качестве аналогов могут выступать литиевые, солевые, ртутные, серебряные элементы питания.

Если сделать распределение по ценовой категории, то оно будет выглядеть следующим образом:

  • Солевые.
  • Щелочные или алкалиновые батарейки.
  • Серебряные. Обычно имеют корпус в виде таблетки.
  • Литиевые.

Первые это самые дешевые.

Преимущества щелочных батареек

Несмотря на дешевизну эти элементы питания имеют ряд плюсов:

  • Легко заменяемые в отличие от АКБ. Не нужно ждать пока аккумулятор полностью зарядиться.
  • Всегда есть в продаже. Зайдите в любой магазин, хоть технический, хоть продуктовый они там есть. В каждом киоске вы их встретите.
  • Служат долго. Существуют устройства с встроенным АКБ, который выходит через 2-3 года. В итоге если прибор не разборный, то приходится его выбрасывать. А вот гаджеты на батарейках всегда имеют возможность выполнить замену.
  • Некоторые ЗУ для аккумуляторов очень долго выполняют зарядку, поэтому если вам дорого время можно без проблем их заменить на щелочные батарейки.
  • Обладают низким саморазрядом.
  • Неплохо справляются с работой при низких температурах.
  • Отлично выдерживают сильные тока разряда.
  • Батарея разряжается равномерно.
  • Имеют высокий срок годности.
  • Безопасные.

Основные минусы щелочных батареек

Теперь же расскажем о минусах.

  • Иногда бывает высокая цена.
  • Большая масса.
  • Нет возможности использовать второй и последующие разы.

На цену можно закрыть глаза, так как щелочная батарея работает долго.

Какие батарейки лучше алкалиновые или солевые?

Порой между пользователями возникает спор о том, какой элемент питания все же лучше солевой или щелочной? Если разобраться в вопросе более детальнее, то не вооруженным взглядом видно, что alkaline батарейки имеют значительно лучший рейтинг! Если не верите проведите простой тест. Приобретите 2 элемента питания с разным электролитом. И поставьте их в два одинаковых устройства. Включите и засеките время. Какой накопитель энергии проработает дольше тот и будет лучше!

Вот в чем отличия щелочных батареек от солевых:

  1. Емкость выше!
  2. Работают в 5 раз дольше!
  3. Спокойно выдерживают мороз до -20 градусов Цельсия!
  4. Электролит из корпуса не вытекает, когда элемент сильно разряжен!

Таким образом преимущества на лицо!

Различия между солевыми и щелочными элементами питания

Отличие заключается в том, что внутрь каждой кладут разную начинку. И в них происходят отличимые химические реакции.

У солевых используются соли хлорида, а щелочные начиняют гидратом окиси калия. За счет порошкообразного металла вторые служат дольше. В итоге уровень образуемой энергии заметно возрос. По некоторым данным он увеличился в целых 5 раз.

Другое отличие, которое имеют алкалиновые батарейки — это срок службы и условия эксплуатации. Они могут переносить мороз от -20 до +55 или даже +70 градусов Цельсия. Время хранения некоторых подобных элементов доходит до 5 лет. Ходят слухи что появились энергетические элементы, на щелочи, которые можно заряжать. Солевые же источники тока служат до 2-х лет.

Основные известные производители щелочных батареек

В действительности на рынке источников питания существует масса компаний и все они утверждают, что являются лучшими. Ниже представлены основные из них:

  • Camelion – компания работает из Китая и производит щелочные батарейки высокого качества. Стабильно работают с высоким разрядом длительное время.
  • Energizer – это американская компания выпускающая источники тока которые практически до самого конца держат напряжение на одном уровне.
  • Panasonic – известная фирма работающая на рынке несколько десятков лет. Производит источники энергии, прекрасно работающие на морозе и стабильно отдающие напряжение устройству.
  • Duracell – это самая популярная компания на рынке. Ее щелочные батарейки имеют малый саморазряд и большую емкость.

Кроме этих фирм существует множество других создающих высококачественные элементы питания.

Можно ли заряжать щелочные батарейки?

Алкалиновые батарейки заряду не подлежат. После того как элемент сядет его необходимо сдать в специальный утилизационный приемник. Подключение к ЗУ может вызвать кучу неприятностей от протечки электролита до взрыва и получения ожогов.

Разница между щелочными и литиевыми батарейками

Отличие состоит в том, что литиевые элементы питания служат в 7 раз дольше. Выдерживают морозы до -40 градусов Цельсия и могут храниться до 10 лет. По напряжению они превосходят щелочные элементы и имеют вольтаж 1.5;3;3.6;3.7 вольт.

Держат уровень заряда на одном уровне, а в самом конце резко его теряют. Такие элементы питания будут легче. Их емкость в несколько раз больше. Литиевые батарейки могут взрываться при перезаряде, взаимодействии с водой, повреждении корпуса.

Так же отличие имеется в строении.

Но если вы думаете какие батарейки лучше щелочные или литиевые, то непременно это элементы на основе лития.

Рекомендации и советы потребителям

  • Перед приобретением если вы не знаете какой элемент питания вам требуется, откройте инструкцию к устройству. Производителя обычно указывают тип батареи.
  • Лучше брать аккумуляторные источники тока, так как они проработают долго. Это выгодно с точки зрения экономики.
  • Берите батарейки с напряжением, которое необходимо вашему устройству.
  • Обращайте внимание на срок изготовления. Не стоит брать накопители энергии с запасом.
  • Предпочтение лучше всего отдавать известным брендам. Но это делать не обязательно, так как неизвестные компании производят продукцию не чуть не хуже популярных. Ведь каждый хочет, чтобы его товар продавался и пользовался спросом.
  • Не стоит выкидывать отработавшие свое щелочные батарейки на улицу или в мусорное ведро. Чтобы не загрязнять экологию лучше отнесите их в специальные пункты приема.
  • Упаковка должна выглядеть свежо и не иметь разных вмятин.

Алкалиновые батарейки: технические характеристики, виды, область применения и отличие от солевых батареек

Попробовала щелочь из батарейки

› Батарейки

Аккумуляторы и батарейки питают бытовые устройства, которые работают автономно от электрической сети: пульты управления, фонарики, кухонные весы, часы или детские игрушки. Действие электрического тока отличается для разных электролитов в их составе. Долгим сроком службы и надежностью отличаются щелочные или алкалиновые батарейки, тогда как солевые элементы питания разряжаются быстрее.

Алкалиновые батарейки под торговыми марками Старт (1), Flash (2) и Космос (3).

История развития

Предок современных батареек – вольтов столб – был изобретен в начале 19 в. итальянским ученым Алессандро Вольта. В составе первого в мире автономного источника питания поочередно соединялись медные и цинковые пластинки – гальванические элементы. Электрический ток возникал из-за химического взаимодействия металла с солевым раствором.

Современные устройства отличаются меньшими размерами и улучшенной производительностью, но имеют такой же принцип действия.

Массовое производство электрических элементов питания началось в середине 19 в. во Франции инженерами Жоржем Лекланше и Эрнестом Барбье. Тогда их применяли в оборудовании телеграфных сетей и железных дорог.

Первый источник тока в промышленных батареях – марганцево-цинковый с солевым раствором – был разработан Лекланше. Позднее в производстве стали пользоваться другими первичными элементами анода и катода, экспериментировать с составом электролита, чтобы уменьшить размеры корпуса, но увеличить удельную емкость и срок службы батареек.

Щелочной раствор для химического взаимодействия анода и катода впервые использовали в 20 в. Томас Эдисон и Вальдемар Джангнер, но работали изобретатели независимо друг от друга. В 1950 г. канадский инженер Льюис Урри применил щелочь для марганцево-цинковых батареек, а уже через 10 лет запатентовал эту разработку.

Щелочные и алкалиновые батарейки – отличия

Щелочные батарейки также называются алкалиновыми. Название происходит от английского слова «alkaline», которое переводится как «щелочь» и определяет тип электролита в составе устройств питания. На оболочках батареек иностранного производства есть соответствующая надпись на английском языке.

Схема устройства алкалиновых и солевых батареек.

Отличие щелочных батареек от солевых

Чем отличаются солевые и щелочные элементы питания:

  • конструкция аккумуляторов различаются типом анода (цинковый компонент используется в виде стакана или порошка, из-за чего во втором случае увеличивает площадь химической реакции);
  • срок годности солевых батареек в 2-3 раза ниже, чем алкалиновых, при этом солевые элементы постепенно саморазряжаются даже без использования для питания техники;
  • высокие токи разряда не подходят для солевых аккумуляторов из-за внутреннего сопротивления устройств, тогда как алкалайн-батарейки могут использоваться в качестве силового источника тока (в импульсных фотоосветителях, моделях на радиоуправлении);
  • в работе при перепадах температур солевые батарейки нестабильны, на холоде теряют емкость заряда, в отличие от щелочных аналогов;
  • удельная емкость алкалиновых элементов повышается при увеличении нагрузки и составляет показатель в 2-10 раз больше, чем у солевых;
  • герметичность корпуса алкалиновых аккумуляторов позволяет не вынимать их из неработающего девайса, в случае солевого аналога риск вытекания раствора со временем возрастает;
  • цена щелочных аккумуляторов выше, чем солевых.

Состав батарейки

Состав щелочных аккумуляторов идентичен с солевыми аналогами. Характеристики устройства повышаются за счет разницы в проводящем ток растворе и измененной конструкции.

Из каких химических компонентов состоят алкалиновые аккумуляторы:

  • анодная паста – загущенный цинковый порошок;
  • катод – активная часть батарейки из диоксида марганца вперемешку с углем или графитом;
  • электролит – щелочной раствор (преимущественно калия (KOH), отдельные производители используют литий (LiOH) или натрий (NaOH)).

Как устроен элемент питания

Составные части элементов питания на щелочной основе расположены в обратном порядке в сравнении с конструкцией солевых АКБ.

Общая схема устройства алкалиновой батарейки.

Компоненты алкалиновых батареек:

  • внутренняя часть аккумулятора состоит из анода, перемешанного с раствором щелочи;
  • латунный стержень находится в центре анода, чтобы подавлять отрицательный потенциал желеобразной смеси порошка цинка с раствором KOH;
  • защитный сепаратор, который также смешан с электролитом, находится между элементами анода и катода;
  • в основании расположена стальная тарелка (отрицательный вывод), вся конструкция помещена в стакан из никеля (положительный вывод);
  • защитные оболочки, мембраны и прокладки из полиэстера между элементами препятствуют короткому замыканию и подавляют давление газа при химической реакции.

При нарушении условий эксплуатации концентрация газов в оболочке возрастает, конструкция разгерметизируется и электролит вытекает. Чтобы увеличить срок годности алкалиновых батареек, в раствор щелочи добавляются загустители, а порошок цинка дополнительно ингибируется против коррозии.

Классификация алкалиновых батареек

Маркировка щелочных аккумуляторов отличается у производителей из разных стран, поэтому устройства классифицируют по нескольким параметрам.

Пять видов популярных батареек.

По внешней оболочке различаются:

  • монеты (таблетки, пуговицы, маркировка CR) – устройства круглой формы с диаметром 0,3-0,47 см, металлический защитный корпус и маленькие размеры обуславливают сферу применения (используются для наручных часов, кухонных весов, пультов сигнализации);
  • микропальчиковые (маркировка ААА) – элементы цилиндрической формы длиной 4,45 см, весом до 15 г, за счет небольших размеров и высокой производительности распространены в бытовых приборах (игрушках, технике, пультах управления);
  • пальчиковые (маркировка АА) – цилиндрические аккумуляторы длиной 5 см, весом до 20 г, также широко используются в быту (преимущественно в радио- или фототехнике, радиоуправляемых моделях);
  • кроны – по названию одноименных батареек производства СССР, прямоугольные элементы высотой до 5 см и весом до 55 г, со штекером и гнездом с двух сторон, применяются в радиотехнике;
  • бочонки (маркировка D) – устройства питания весом 60-140 г для приборов с повышенным потреблением тока (акустические системы, бумбоксы, фонари).

Алкалиновые батарейки имеют на корпусе маркировку: L, LR, Alkaline Battery.

Характеристики щелочных элементов питания

Производители АКБ на основе щелочных растворов указывают следующие характеристики устройств:

  • напряжение – 1,5-10 В (в зависимости от типоразмера батарейки);
  • запас мощности (электрическая емкость) элементов питания различается пропорционально объему компонентов – 1000-3000 мА/ч;
  • рекомендуемая температура для хранения и работы – -30…+50°С.

Параметры напряжения и мощности необходимо учитывать при выборе батареек для работы с токами высоких разрядов. Наибольшая производительность отмечается при чередовании повышенных нагрузок и продолжительного бездействия устройств.

Пять популярных типоразмеров элементов питания.

Где используются щелочные батарейки

Хорошая производительность и широкий выбор технических параметров сохраняют востребованность этих элементов у потребителей.

Какие приборы питаются от алкалиновых батареек:

  • техника для взвешивания (бытовые, напольные, торговые или лабораторные весы);
  • пульты управления (для телевизоров, кондиционеров, видео- и аудиотехники);
  • часы (электронные настенные, настольные или напольные);
  • модели на радиоуправлении;
  • игрушки для детей;
  • медицинское оборудование (электронные приборы для измерения артериального давления, температуры тела, слуховые аппараты, холтеры и пр.);
  • радиоприемники, магнитофоны, бумбоксы, портативные колонки;
  • цифровые фотоаппараты.

У некоторых алкалиновых батареек есть температурный индикатор заряда.

Преимущества и недостатки батареек на щелочной основе

Щелочные аккумуляторы обладают следующими положительными сторонами:

  • слабое выделение газов внутри контура и герметичность последнего уменьшают риск протечки щелочи и, как следствие, порчи электронного прибора;
  • без использования хранятся 3-5 лет, при этом не разряжаются самостоятельно;
  • при стандартных размерах обладают повышенной емкостью, из-за чего лучше работают и служат дольше;
  • адаптируются к перепадам температуры, высоким нагрузкам;
  • разряжаются равномерно, нет резкого падения мощности при потере заряда.

Слабые стороны:

  • стоят больше обычных солевых батареек;
  • утилизируются специальными методами, т. к. при попадании на почву или свалку наносят вред окружающей среде;
  • тяжелый вес моделей отдельных производителей;
  • не перезаряжаются из-за необратимости химических реакций, при попытке подзарядки нагреваются или взрываются.

Можно ли заряжать алкалиновые батарейки?

Перезаряжаемые алкалиновые устройства выпускаются не всеми производителями. На коробке и корпусе элементов есть отметка RAM (Rechargeable Alkaline Manganese Battery, т. е. перезаряжаемая щелочная марганцевая батарея).

Стоят полуторавольтовые аккумуляторные батареи дороже, но быстро окупаются. Важно отметить, что их емкость рассчитана на 20-25 подзарядок, затем устройство изнашивается и отправляется на утилизацию.

Обычные батарейки на щелочной основе являются одноразовыми и не предусматривают повторного использования. Восстановить емкость элемента способами, придуманными для солевых батареек, не получится, и применять их небезопасно.

Аналоги щелочных батареек и их цена

Наряду с элементами питания на основе щелочных растворов используются сухие (солевые угольно-цинковые или хлорид цинковые), ртутные, серебряные, литиевые источники энергии.

Rechargeable или recharge на корпусе алкалиновой батарейки означает, что её можно заряжать.

Отличительные черты этих устройств:

  • сухие солевые элементы распространены в массовом производстве, но имеют наименьшую емкость и неустойчивы к воздействию, цена – 4-50 руб. за 1 шт.;
  • батарейки heavy duty (с хлоридом цинка) имеют небольшую емкость, но хорошо работают при высоком напряжении или низкой температуре, цена – 5-90 руб. за 1 шт.;
  • ртутные устройства питания отличаются равномерной подачей напряжения, увеличенными емкостью и энергоплотностью, но высокая цена и сложность утилизации сократили их производство до минимума;
  • серебряные батареи, несмотря на высокую производительность и технические характеристики, используются редко, преимущественно для часов и медицинского оборудования, цена стартует от 50 руб. за 1 шт.;
  • литий обеспечивает элементы маленькими размерами, наивысшей емкостью, выходным напряжением до 4,5 В и медленным разряжением, цена – 50-300 руб. за 1 шт.

Полезные рекомендации

За 12 месяцев хранения щелочная батарейка теряет 10-15% заряда, поэтому рекомендуется использовать устройство сразу после покупки, не выбирать товары с истекающим сроком годности.

Несмотря на отметку о допустимой рабочей температуре до -30°С, переохлаждение не идет алкалиновым аккумуляторам на пользу. Со временем механизм изнашивается и емкость становится меньше.

Забытые в слоте питания батарейки часто протекают из-за усиливающейся при саморазряде химической реакции. Это чревато порчей техники, поэтому из неиспользуемых пультов, игрушек или других приборов элементы лучше вынимать.

Не рекомендуется пытаться зарядить любые элементы питания, кроме аккумуляторных батарей, которые имеют соответствующую отметку. Для перезарядки используются специальные приборы, другие способы небезопасны и не гарантируют результата.

Утилизацией использованных батареек занимаются компании по переработке токсичных отходов. В крупных российских городах обязательно есть по несколько пунктов приема.

Выбрать форму, размер и емкость устройства поможет инструкция по эксплуатации техники. Выбор производителя остается за покупателем, однако на рынке востребованы товары мировых брендов (Philips, Toshiba, Sony, Duracell, Panasonic и др.).

Алкалиновые батарейки: технические характеристики, виды, область применения и отличие от солевых батареек Ссылка на основную публикацию

Магазин Для дела

Попробовала щелочь из батарейки
        Щелочные аккумуляторы в наше время имеют широкое применение, как на производствах, так и в быту. Основными потребителями, конечно же являются предприятия связанные с эксплуатацией подвижного состава на железной дороге, а также их устанавливают в электрических погрузчиках и специальных шахтных электровозах.

В горнодобывающих компаниях ни один шахтер не спустится в шахту без исправно работающего аккумуляторного шахтерского фонаря. Как правило, используются на таких предприятиях  щелочные аккумуляторные батареи. Такой выбор обусловлен, прежде всего тем, что щелочные батареи по долговечности, надежности, и многим другим параметрам превосходят более распространенные кислотные аккумуляторы.

     Гарантийный срок использования щелочных элементов составляет 5-7 лет, а при грамотном их эксплуатировании может достигать и более десяти лет. Для этих целей аккумуляторным батареям необходимо время от времени проводить техническое обслуживание.

Принцип, которого заключается в проверке плотности электролита в каждом элементе питания, в контроле на наличие коротких замыканий внутри элементов, а также замера напряжения на клеммах аккумулятора при наличии нагрузки.

   В рамках данной статье  мы рассмотрим особенности, применяемых щелочных  электролитов, а также опишем технологию самостоятельного приготовления аккумуляторного электролита.       Щелочной электролит необходим для заливки щелочных аккумуляторных батарей, имеющих никель-кадмиевый  или железо-никелевый состав.

Для таких видов щелочных аккумуляторов применяют два вида электролитов: натриевый и калиевый.    Средняя плотность щелочных электролитов применяемых в нашей стране находится в пределах 1,19-1,21г/см3. По составу электролиты несколько отличается друг от друга. Так  для приготовления натриевого электролита используют  гидроксид натрия (едкий натр) и дистиллированную воду.

А для производства калиевого электролита, кроме щелочи (едкий калий) и дистиллированной воды, дополнительно добавляют  1% раствор гидроокиси лития, который значительно повышает характеристики электролита.    Исходными материалами для изготовления щелочного электролита являются:

  • вода дистиллированная (ГОСТ 6709-72) . В крайних случаях  допускается к использованию водопроводная отстоянная вода.
  • едкий калий КОН (ГОСТ 9285-69), ХЧ (химически чистый);
  • гидроокись лития, технический Li(ОН)3 (ГОСТ 8595-75).  

   Современные технические рекомендации описывают плотность и состав электролита в зависимости от температурных условий их использования.

 

  • при эксплуатации батареи при окружающей температуре от -19 до +35 необходимо иметь составной калиево-литиевый электролит, с добавкой 20г. на литр едкого лития. Плотность такого электролита должна быть в пределах 1,19-1,21г/см3.
  • для батарей, эксплуатация которых предполагается в более холодных условиях, при температуре окружающей среды от -40 до -20 градусов по Цельсию необходимо использовать в качестве электролита раствор едкого кали, плотностью 1,26 — 1,2821г/см3.
  • для использования аккумуляторных батарей в условиях высоких температур, необходимо применение электролита состоящего из раствора едкого натра с добавлением 20г. на литр едкого лития, при этом плотность готового продукта должна находится в пределах 1,17 — 1,19 г/см3.

   Приготовление электролита должно производиться в чистой чугунной, железной или пластмассовой посуде.ЗАПРЕЩАЕТСЯ использование при приготовления щелочного электролита оцинкованной, луженной, медной, алюминиевой, свинцовой, обычной стеклянной и керамической посуды. 

  ВНИМАНИЕ!  Перед тем как приступить самостоятельному изготовлению щелочного электролита — ПОДУМАЙ! НУЖНО ЛИ ТЕБЕ ЭТО?! СДЕЛАЙ ПРОЩЕ — купи в нашем магазине готовый сухой калиево-литиевый щелочной электролит для аккумуляторов и просто добавь в него воды. Мы отправим его почтой, и вы быстро решите свою проблему.

      Технология приготовления аккумуляторного электролита заключается в строгом соблюдении следующих технологических последовательностей:

  • налить в посуду(термостойкую) необходимое количество воды; 
  • при помощи стальных щипцов или лопатки опустить в воду небольшими порциями кусочки щелочи;
  • для ускорения прохождения реакции растворения щелочи в воде, раствор необходимо перемешивать пластмассовой, эбонитовой, стальной или стеклянной мешалкой;
  • откорректировать плотность электролита, добавив необходимое количество воды или щелочи;
  • изолировав посуду с электролитом от доступа воздуха и дать ему остыть и отстояться в течение 3-6 часов до полного осветления;
  • осторожно слить осветленную часть электролита. Получаемые для заливки аккумуляторов щелочные растворы представляют собой прозрачные, слегка желтоватые жидкости, без запаха. На дне раствора допускается наличие небольшого количества темного осадка.

      ВАЖНО! При приготовлении щелочного электролита необходимо строго соблюдать меры предосторожности при работе с химически опасными веществами. Щелочь – один из сильнейших разъедающих химических реактивов, вызывающий сильные химические ожоги. При работе с щелочью необходимо использовать средства индивидуальной защиты глаз и рук. Не допускайте  пролива щелочных растворов на одежду.    Для последующего хранения электролита необходимо разлить его в стеклянные бутыли, после чего герметично закрыть резиновыми пробками или залить парафином. Наклеить этикетки с указанием состава раствора, его плотности и даты производства.    ___________________________________________________________________________________________       Получить дополнительную информацию о том, что такое щелочь, о свойствах и возможных реакциях с другими химическими веществами, Вы сможете если нажмете на ссылку Щелочь.

______________________________________________________________________________________________________________

Плотность щелочного электролита

      Срок службы щелочных аккумуляторов зависит от состава электролита и его плотности. В зависимости от температурных условий работы (использования)аккумуляторов, для максимально долгого сохранения ёмкости целесообразно работать с различными электролитами.

Оптимальный состав электролита: 

  • Температура: -15…+35 °С (допустимы кратковременные повышения температуры электролита до 45 °С.) Состав: КОН +LiOH Плотность: 1,19 –1,21 г/см3 +20 г/л (LiOH)
  • Температура: -25…-15 °С Состав: КОН Плотность: 1,25 г/см3
  • Температура: -40…-25 °С Состав: КОН Плотность: 1,27 г/см3
  • Температура: ≥+40…+60 °С Состав: NaОН +LiOH Плотность: 1,17 –1,19 г/см3 +от 10 до 15 г/л (LiOH) Заряд необходимо проводить током 0,25С в течении 8 часов.
  • Температура: +10…+60 °С Состав: NaОН Плотность: 1,17 –1,19 г/см3

 — В этих двух случаях эксплуатация разрешена только, если отсутствует LiOH, однако срок службы аккумуляторов уменьшается:

  • Температура: -15…+15 °С Состав: КОН Плотность: 1,19 –1,21 г/см3
  • Температура: +10…+30 °С Состав: NaОН Плотность: 1,17 –1,19 г/см3

 — Позволяет сохранить ёмкость аккумуляторов во время эксплуатации при температуре +40 °С в течении 1000 циклов применение составного электролита: 200 г/л КОН +20 г/л NaОН +10 г/л LiOH. Формирование аккумулятора при этой температуре производить электролитом: 190 г/л КОН +30 г/л LiOH.        Летом и зимой в отапливаемых помещениях запрещается работать раствором КОН без добавления LiOH т.к. это приводит к безвозвратной потере ёмкости. 100 циклов при температуре +40 °С до 50% потери ёмкости от номинальной . У NaОН без добавления LiOH 200 циклов при температуре +40 °С до 20% потери ёмкости от номинальной. Оптимальный состав электролита: Для ввода в строй: 190 г/л КОН +30 г/л LiOH. Для эксплуатации: КОН плотностью 1,19 –1,21 г/см3 +10 г/л (LiOH) Либо: 200 г/л КОН +20 г/л NaОН +10 г/л LiOH.      ВАЖНО! Замена электролита производится после разряда аккумулятора. Замену электролита нужно производить через 100 циклов (заряд-разряд), но не реже одного раза в год.     Заряженные аккумуляторы должны храниться закрытыми, т.к. щёлочь поглощает углекислый газ из воздуха в следствии чего ёмкость аккумуляторов снижается, потому-то, собственно, щелочь время от времени и меняется на новую.    В процессе заряда, особенно летом, необходимо следить за температурой электролита и в случае повышения её выше +40 °С для едкого натра и +30 °С для едкого кали необходимо прервать заряд и дать аккумуляторам остыть. При использовании электролита едкого натра, ёмкость батареи снижается на 5-15%.   При смене электролита, в аккумуляторе остаётся от 20 до 40% старого электролита, который смешивается с новым.  Чем измеряется плотность электролита.      Для проверки состояния заряда аккумуляторной батареи используется ареометр. Это действие выполняется путем определения плотности электролита, что достигается путем измерения его удельного веса. Чем больше концентрация основного вещества (кислоты или щелочи), тем плотнее становится электролит. Чем выше плотность, тем выше уровень заряда.При измерении плотности электролита стоит соблюдать следующие правила:

  • при проверке состояния заряда необходимо делать замеры в нескольких  ячейках батареи;
  • не ожидайте точного считывания показаний ареометра(А) сразу после залива электролита в аккумулятор (В), смотрите рисунок; 
  • температура батареи влияет на точность считывания. Электролит должен быть при нормальной комнатной температуре;
  • соблюдайте правила техники безопасности при работе с едкими веществами;
  • электролит, который остается в ареометре, является коррозионным веществом. Не забывайте его промывать после использования. 

Электролит меняется:

  • При переходе с летнего режима на зимний и наоборот;
  • В случае неисправности;
  • Для удаления скапливающихся вредных примесей (карбонатов) ухудшающих работу аккумуляторов.

   После смены электролита необходимо дать отстояться батарее 2 часа и сообщить усиленный заряд. Чем ниже концентрация электролита, тем ниже ёмкость аккумулятора, тем раньше происходит выделение водорода при заряде. Увеличение концентрации LiOH приводит к увеличению сопротивления электролита, а значит уменьшается разрядный ток, но зато увеличивается ёмкость аккумулятора.

  •    Концентрация LiOH: 5 г/л, увеличение ёмкости: 10%
  •    Концентрация LiOH: 20 г/л, увеличение ёмкости: 18%
  •    Концентрация LiOH: 50 г/л, увеличение ёмкости: 22%.

   Электролит необходимо хранить плотно закрытым. Необходимо следить за тем, чтобы электролит в аккумуляторе не высох, т.к. из-за его кристаллизации аккумуляторы могут «разбухнуть» и прийти в негодность.    Продолжительная эксплуатация аккумуляторов на электролите КОН часто приводит к понижению ёмкости на 25-40% из-за потери ёмкости положительным электродом.   Потеря ёмкости восстанавливается следующим образом:    Аккумуляторы 2-3 раза промываются дистиллированной водой, после чего немедленно заливаются раствором едкого натра плотностью 1,17-1,18 г/см3 и пропитываются 2 часа новым электролитом. Затем аккумуляторам сообщается 2 усиленных заряда. Разряд после каждого из этих зарядов производится нормальным режимом в течении 8 час., но не ниже 1,0 вольт на элемент. После этих двух циклов электролит первой замены выливается из аккумуляторов и производится заливка свежим раствором едкого натра той же плотности. Затем повторяется 2 усиленных заряда и разряда в точности также , как и при первой замене электролита. Теперь следует нормальный 7 часовой заряд и следом за ним разряд. По данным этого разряда судят о том, как восстановилась ёмкость. Обычно она восстанавливается полностью. 

Купить щелочной электролит можно у нас  

     Купить щелочной калиево-литиевый электролит плотностью 1,41гсм3 (жидкий) в Новосибирске можно в нашем магазине, в разделе «Сырье, химреактивы/Щелочь KOH».      Плотность щелочного электролита измеряется прибором Ареометр купить , который вы тоже можете в нашем магазине.        

Авторские права

   Права на данную статью принадлежат  администратору сайта dlyadela.ru  : Фарафонову Константину Владимировичу.  Для подтверждения авторских прав была произведена процедура депонирования материалов опубликованного контента.

 Любое копирования материалов этой статьи не допускается, без письменного согласия правообладателя.  Оценочная стоимость контета страницы https://dlyadela.ru/page/schelochnoy_elektrolit установлена в размере 100 долларов США.

   Лицо, несанкционированно осуществившее частичное или полное копирование представленных на странице материалов и разместившее их в последствие на сторонних интернет-ресурсах, выражает свое согласие выплатить правообладателю пятикратную оценочную стоимость украденного контента.
   Если вы желаете использовать материалы нашего сайта, пожалуйста, свяжитесь с нами.

______________________________________________________________       Если вам статья понравилась, а изложенная в ней информация была для вас полезной, кликните на значки ниже, чтобы поделиться ею со своими  друзьями в социальных сетях. 

Какие существуют способы восстановить щелочные аккумуляторы различных типов

Попробовала щелочь из батарейки

Аккумуляторы любого типа, в том числе и щелочные, представляют собой устройства, в которых протекает большое количество химических реакций. В результате вместе с основными электрохимическими процессами в АКБ протекает множество побочных реакций.

Часто это приводит к потере аккумулятором своих свойств и выходу из строя. Поэтому для аккумуляторных батарей важно проводить профилактические мероприятия. Но мы часто об этом забываем, из-за чего аккумулятор выходит из строя, не отработав своего ресурса. К счастью, в некоторых случаях есть возможность восстановить АКБ.

Сегодня мы поговорим про восстановление щелочных аккумуляторов.

 

В чём заключаются проблемы при эксплуатации щелочных аккумуляторов?

Ощутимой проблемой при эксплуатации щелочных аккумуляторов является «эффект памяти». Он выражается в снижении ёмкости батареи в результате многократных неполных циклов разряд-заряд.

На электродах щелочного аккумулятора образуются крупные кристаллы, и значительная часть активной массы перестаёт использоваться в работе. Чтобы избавиться от «эффекта памяти», часто рекомендуют провести полную разрядку до напряжения 0,8─1 вольта и затем зарядку. Проводится несколько таких циклов.

Если у вас есть инструкция по обслуживанию щелочных аккумуляторов какого-то определенного типа, то действовать нужно в соответствии с ней.

Действительно, этот способ борьбы с «эффектом памяти» приносит определённый результат, но лишь в качестве профилактических мер. Чтобы щелочные аккумуляторы служили долго, за ними требуется периодический квалифицированный уход.

Если батарея уже отработала несколько лет, то к образованию кристаллов на электродах добавляется ещё ряд проблем. В частности, изменение состава и объёма электролита, образование кристаллов на сепараторах, короткие замыкания и т. п.

И для восстановления щелочного аккумулятора проведения цикла разряда-заряда будет недостаточно.

Но в целях профилактики полный разряд и последующий заряд рекомендуют делать раз в месяц. При этом желательно, чтобы зарядное устройство имело функцию разрядки аккумулятора с контролем по нижнему порогу напряжения. Это позволит отключить разряд вовремя и не допустить глубокого разряда.

Этот режим полезен и при разряде батареи из аккумуляторных элементов, которые имеют разную степень заряженности. Если вы будете выполнять циклы разряд-заряд восстановление сразу для нескольких аккумуляторных элементов, то перед этим нужно выровнять их степень заряда. Это делается полной зарядкой.

Но в идеале такую «тренировку» лучше выполнять для каждой батарейки в отдельности.

Производители Ni─MH аккумуляторов заявляют, что эти элементы практически избавлены от «эффекта памяти». Для никель─кадмиевых аккумуляторов эта проблема более актуальна. Тем не менее профилактические циклы разряд─заряд рекомендуются для тех и других. Теперь рассмотрим способы восстановления некоторых видов щелочных аккумуляторов.
Вернуться
 

Способы восстановления щелочных аккумуляторов

Ранее мы уже рассказывали о восстановлении Ni─Cd аккумуляторов и, как ремонтируют Ni─Cd аккумуляторы для шуруповёрта. Также публиковался материал о восстановлении Ni─MH аккумуляторов.

По указанным ссылкам вы можете понять суть методики восстановления батарей с электродами рулонного типа. Здесь же мы рассмотрим примеры восстановления щелочных аккумуляторов дисковой и ламельной конструкции.

Вернуться
 

Восстановление дисковых щелочных аккумуляторов

Для начала рассмотрим восстановление старых дисковых щелочных аккумуляторов Д-0,55 ещё советского производства. Этот способ мне встречался на различных форумах и судя по отзывам владельцев таких батареек, он весьма результативный.

У этого типа батареек нет никаких крышечек и колпачков, через которые можно было бы слить щёлочь и промыть кислотой, как это делается в случае с ламельными аккумуляторами. Поэтому здесь авторы этой методики используют, что называется, неразрушающие методы.

Так, что герметичность батарейки при этом не страдает.
Ниже описана последовательность действий по шагам. Удалось найти несколько таких методик для дисковых щелочных аккумуляторов, но в принципе, это один и тот же метод. Просто переписанный с незначительными поправками.

Итак, что нужно делать:

  • если батарейки находятся в наборе какого-то аккумулятора, то их нужно разделить. Оборачиваете в полиэтиленовый пакет и кладёте в морозилку на пару суток;
  • после того как батарейки отлежались, кладёте их в посуду с водой и ставите на огонь. Нужно дождаться пока вода закипит и кипятить их около 15 минут;
  • затем даёте остыть батарейкам полчаса, не вынимая из воды. После этого вынимаете их и промываете холодной водой;
  • далее укладываете аккумуляторы на металлическую пластину и прогреваете в печке 5─10 минут при температуре 60─70 градусов. Даём батарейкам остыть;
  • заключительный этап – это зарядка переменным током. Для этого помещаем батарейки обратно в набор или заряжаем по отдельности. Схема зарядного устройства приводится ниже. Время зарядки 30 минут, а ток – 0,2*С.

После зарядки щелочных аккумуляторов выдерживаем пару часов и процесс восстановления завершается обычной зарядкой в стандартном ЗУ.
Вернуться
 

Восстановление ламельных щелочных аккумуляторов с использованием серной кислоты

Существует достаточно методов восстановления ламельных щелочных аккумуляторов, среди которых можно выделить распространённый вариант:

  • проведение разряда батареи;
  • промывка дистиллированной водой;
  • активирующие добавки;
  • удаление крупных кристаллов и примесей.

Способ дополняется электролизом в дистиллированной воде и контрольно-тренировочными циклами в растворе щелочи.

https://www.youtube.com/watch?v=zLfCjgQUvUQ

Однако специалисты по щелочным аккумуляторам называют этот способом малоэффективным и сложным, предлагая методику с использованием раствора серной кислоты. Эта методика широко распространена в локомотивных депо для восстановления щелочных батарей с характеристиками, не удовлетворяющими требованиям.

Авторство этого изобретения принадлежит Б. Н. Соколову, эксперту по ремонту тепловозов ЦТ МПС. Этот метод восстановления используется при ремонте аккумуляторов с повышенным саморазрядом и потерей ёмкости. Предложенная им технология восстановления щелочных АКБ заключается в следующем:

  • аккумуляторный элемент разряжается до нуля и из него сливается щелочной электролит (речь идёт о ламельной конструкции батареи, где это делается без проблем);
  • снимается крышка аккумулятора, извлекаются блоки электродов с сепараторами;
  • сепараторы погружаются в водный раствор серной кислоты (плотность около 1,27 гр./см3) на 3 часа. Такая продолжительность необходима для перевода гидроокислов железа и магнетита в сернокислое железо. Частично происходит его растворение и удаление с поверхности сепараторов. В результате восстанавливаются их диэлектрические свойства и снижается саморазряд. Продолжительность промывки должна быть не менее 3 часов, иначе налёт активной массы не будет вымыт полностью;
  • положительные электроды обрабатываются в водном растворе серной кислоты (1,27 гр./см3) в течение 20─30 секунд;
  • После обработки кислотой сепараторы и положительные электроды промываются дистиллированной водой и проходят нейтрализацию в растворе щелочи;
  • отрицательные электроды обрабатываются только водой и щёлочью;
  • затем проводится установка электродов и сепараторов в корпус, делается заливка водного раствора щелочи (1,17─1,19 гр./см3) и заваривается крышка;
  • после этого проводится заряд, а потом контрольный разряд. После повторной разрядки аккумулятор готов к работе.

По словам разработчиков этой методики, она успешно применяется для восстановления щелочных аккумуляторов ТПЖН-550, работающих в реальных условиях. Как сообщается, до обработки на положительных электродах поверхность была покрыта FeOH и FeOOH чёрного цвета. После обработки кислотой поверхность полностью очищалась и приобретала глянцевый серебристый цвет чистого металла.

Восстановленные щелочные батареи тестировались на работоспособность десяти кратным запуском тепловозного дизеля. При этом их напряжение менялось с 65 до 64 вольт и аккумуляторы полностью были пригодны к работе. Отмечается, что восстановление даёт ощутимый экономический эффект, поскольку такие модели щелочных аккумуляторов стоят довольно дорого.

Вернуться
 

Восстановление ламельных щелочных аккумуляторов с использованием соляной кислоты

В интернете я также нашёл сведения ещё об одном методе восстановления. В качестве авторов упоминаются Карчин Владимир Викторович и Таганов Олег Тимурович. Они предложили промывку электродов раствором соляной кислоты.

Авторы считают, что промывка соляной кислотой более эффективна. Это объясняется тем, что при её реакции с кадмием или барием на электродах, образуются легкорастворимые в воде соли. При промывке серной кислотой образуются трудно растворимые соли, которые потом удаляются посредством дополнительного цикла разряд-заряд.

В случае с соляной кислотой этого не требуется и авторы акцентируют на этом внимание в качестве экономии электроэнергии. А значит, удешевления процесса.

Порядок восстановления следующий:

  • Аккумулятор разбирают и извлекают пластины;
  • Поверхность пластин промывается водой и одновременно счищается щёткой с металлической щетиной;
  • Затем очищенные электроды опускаются на одну минуту в водный раствор соляной кислоты (45─50%). Уточняется, что раствор готовят в нержавеющей посуде объёмом около 100 литров. Заливается 30 воды и 32 литра соляной кислоты;
  • После обработки соляной кислотой пластины промываются водопроводной водой и опускаются в щелочной раствор на 5─10 минут;
  • Далее проводится выравнивание пластин, сборка, установка в корпус и заливка электролитом (марка P 1,83). Рекомендуется уровень электролита на 40 миллиметров над электродами;
  • Проводится зарядка током (0,25─0,5)*С в течение 15─20 минут;
  • После зарядки измеряется ЭДС аккумуляторного элемента. Значение должно лежать в интервале от 1,2 до 1,5 вольта. Если меньше, то цикл восстановления проводится повторно;
  • Если ЭДС в норме, то проводится полная зарядка стандартным способом. Не забудьте перед этим разрядить аккумулятор до напряжения 1 вольт. Подробнее о зарядке можно узнать в материалах «Ni─Cd аккумуляторы как заряжать» и «Ni─MH аккумуляторы как заряжать»;
  • После этого заваривается крышка и элемент готов к работе.
Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.