Щелочные аккумуляторы их характеристика плюсы и минусы: Щелочные аккумуляторы


0
Categories : Разное

Содержание

плюсы и минусы, как заряжать

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

Конструктивные особенности и принципиальные отличия щелочных АКБ

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

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

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

В состав аккумуляторной батареи введены и такие компоненты:

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

Щелочные аккумуляторы

Щелочные аккумуляторы

Протекающие химические процессы

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

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

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

Таким образом, принцип действия щелочной акб относительно простой.

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

Щелочные аккумуляторы

Щелочные аккумуляторы

Особенности замены электролита

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

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

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

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

Преимущества, недостатки щелочных источников питания

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

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

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

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

Щелочные аккумуляторы

Щелочные аккумуляторы

Отрасли использования щелочных аккумуляторных батарей

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

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

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

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

Правила эксплуатации щелочной батареи

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

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

Щелочные аккумуляторы

Щелочные аккумуляторы

Заряд и разряд щелочных источников питания

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

Особенности заряда

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

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

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

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

Просмотрите видео про восстановление емкости в шелочном аккумуляторе.


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

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

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

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

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

Щелочные аккумуляторы

Щелочные аккумуляторы
Особенности разряда

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

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

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

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

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

Какие факторы сокращают период эксплуатации аккумуляторных батарей?

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

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

Щелочные аккумуляторы

Щелочные аккумуляторы

Маркировка

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

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

В маркировку включают и другие буквы:

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

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

Особенности и правила хранения аккумуляторных батарей

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

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

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

Щелочные аккумуляторы

Щелочные аккумуляторы

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

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

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

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

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

Особенности подбора

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

Производство

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

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

Показатель емкости

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

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

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

Щелочные аккумуляторы

Щелочные аккумуляторы
Полярность

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

Габариты

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

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

Стоимость

Цена щелочных аккумуляторных батарей зависит от:

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

Щелочные аккумуляторы

Щелочные аккумуляторы

Правильная утилизация щелочной батареи

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

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

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

Утилизация состоит из таких процессов:

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

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

Видео про щелочные аккумуляторы


области применения, срок службы АКБ и подробная характеристика

Очень популярный вид энергетического накопителя — щелочные аккумуляторы — это объясняется их многофункциональностью. В качестве электролита используется едкий натрий или калий. Перед тем как покупать подобное оборудование, потребуется ознакомиться со всеми положительными и отрицательными сторонами, а также особенностями аппарата.

Конструктивные особенности

Аккумулятор состоит из гидроокиси никеля, а также некоторых иных элементов. Из-за того, что в составе имеется графит, это оказывает положительное влияние на электрическую проводимость. Различные примеси осуществляют нормальную работоспособность и стабильность аппарата.

Чтобы подготовить отрицательный элемент, используют металлический сплав кадмия, никеля и определённого порошка. В каждом случае АКБ будет иметь свои особенности. Электролит включает в себя моногидрат лития. Благодаря этому элементу обеспечивается долгая деятельность агрегата.

В состав батареи входят следующие компоненты:

  1. Изоляционный слой, изготовленный из качественного сырья.
  2. Прокладка из пластика, которая дополняется специальным клапаном.
  3. Корпус.
  4. Выводы и контакты.

Это все основные элементы щелочного аккумулятора. Все компоненты выполнены из надёжных материалов, а потому проблем с работой не возникает.

Химические процессы

Принцип работы очень простой. Когда происходит полная разрядка, гидроокись никеля начинает взаимодействовать с щелочным раствором. В результате образовывается гидрат закиси никеля. На выводе с минусом будет происходить очень похожий процесс. Начинают формироваться определённые элементы.

Когда идёт процесс зарядки, проходит обратная реакция. В результате получится гидроокись никеля, которая восстанавливает минусовый электрод.

От кислотных агрегатов щелочный отличается тем, что субстанция, выработанная в ходе химической реакции, не будет растворяться. Она также не в состоянии реагировать с похожими компонентами. Если говорить проще — принцип действия источника питания зависит от определённых канонов.

Этот источник питания необходимо полностью заряжать. Если произойдёт неполный заряд батареи, то период использования сильно сократится. Но при этом нельзя перезаряжать устройство, поскольку это приведёт к сильному перегреву. В результате электроды просто разрушатся.

Замена электролита

Замену электролита необходимо производить через 100 и 150 циклов. До смены потребуется полностью разрядить АКБ и проследить, чтобы номинальный ток составлял до 1 В.

Электролит нужно предельно тщательно удалять из батареи. Чтобы осадок не остался, необходимо встряхнуть аккумулятор во время чистки.

После того, как электролит будет вылит, нужно хорошо промыть агрегат дистиллированной водой. А также можно применять раствор из щёлочи.

Когда процесс очистки завершится, можно сразу же залить новый электролит. После его потребуется оставить в залитом состоянии примерно на 3 часа. Только тогда можно проверить плотность нового вещества.

Следует знать, что электроды и пластины не должны находиться в сухом состоянии. Если пренебрегать этим правилом, то внутри появится коррозия.

Преимущества и недостатки

Перед покупкой следует изучить все плюсы и минусы аппарата. Это убережёт человека от неправильной покупки в том случае, если минусы перевесят положительные стороны для него.

Начать лучше с преимуществ:

  1. Если производить своевременное техническое обслуживание и правильно использовать аккумулятор, тогда срок службы щелочных аккумуляторов можно сильно увеличить.
  2. Аппарат нормально реагирует на глубокий разряд.
  3. Работоспособность будет сохраняться даже в условиях отрицательных температур.
  4. Минимальная величина саморазряда. Но необходимо подобрать правильное зарядное устройство.
  5. Вес устройства — небольшой.

К положительным качествам также относится то, что при отрицательных температурах показатель ёмкости снизится минимально. Кислотные агрегаты отличаются от щелочных тем, что первые будут терять свою ёмкость. Несмотря на много положительных сторон, имеются и отрицательные:

  1. У аппарата есть эффект памяти. В результате это может спровоцировать снижение ёмкости. Именно поэтому следует полностью заряжать аккумулятор и не допускать недозарядку.
  2. Рабочие напряжения элементов будут отличаться друг от друга. Именно поэтому необходимо применять эффективно агрегат для зарядки.
  3. Не слишком большой КПД.
  4. Электролит желательно не заменять самостоятельно, а доверить эту операцию специалисту.

Это были основные достоинства и недостатки щелочного аппарата. В большинстве случаев плюсы перевешивают минусы.

Отрасли использования

Щелочные агрегаты применяются в разных сферах. Щелочные аккумуляторы применяются в:

  1. Системах энергосбережения.
  2. Различных технических и электрических устройствах.
  3. Пассажирских вагонах.
  4. Электроинструменте.
  5. Портативных техсредствах.

В разных сферах применяют различные модели щелочных аккумуляторов. А также АКБ часто используют на автотранспортных средствах, специальной технике и различных погрузчиках. Для простых легковых автомобилей этот агрегат используется редко.

Правила эксплуатации

Чтобы АКБ прослужил долго, необходимо использовать определённые правила. Для правильной эксплуатации существует конкретный ряд действий:

  1. Перед запуском в работу необходимо увеличить ёмкость до определённого значения. С этой целью используют 1 тренировку.
  2. Корпус желательно часто очищать от грязи, соли и пыли.
  3. Чтобы удалить коррозию, используют ветошь, которая смачивается в керосине.
  4. Если используется соединение нескольких батарей, необходимо, чтобы соединение было очень плотным.
  5. Уровень электролита желательно часто проверять. Он должен быть в пределах 4−12 мм.

Если аккумулятор долго не используется, необходимо его периодически подзаряжать в нормальном режиме. Сила тока будет регулироваться от внешнего источника.

Разряд и заряд

Чтобы правильно зарядить аккумулятор из щёлочи, необходимо использовать постоянный ток. Автомобилисты обычно используют автоматическое зарядное устройство. Чтобы правильно зарядить батарею, необходимо учитывать некоторые режимы:

  1. Стандартный — 7 часов.
  2. Ускоренный — 3 часа.
  3. Усиленный — 12 часов.

Усиленный режим допускается, если аккумуляторная батарея заряжается в первый раз, используется нерегулярно, или только что произошла перезарядка электролита. А также такой режим используют после того, как АКБ была полностью разряжена.

При малом токе аккумулятор заряжаться будет очень плохо. Ток не рекомендуется понижать на 40 или 50%. Если батарея частично или полностью разряжена, то ни в коем случае нельзя допускать перегрева. Электролит начинает закипать при 35 градусах. Иные части — при 45 градусах. Когда достигается критическая температура, необходимо сразу же отключить источник питания от сети. Продолжить зарядку можно, когда температура станет оптимальной.

Аккумулятор на 12 вольт запрещено заряжать при отрицательных температурах на улице. Если нет иного варианта, то батарею потребуется дополнительно утеплить. Обычно для этого используют брезент — обматывают им батарею.

Если используется последовательное подключение нескольких батарей, то их необходимо держать на определённом расстоянии друг от друга. Таким образом обеспечивается сохранение корпуса устройства. Если поставить их слишком близко, то они начнут вздуваться. Чтобы разделить источники питания, обычно используют виниловые пластины и обычную резину.

Чтобы правильно произвести разрядку аккумуляторной батареи, нужно делать это до определённых значений:

  1. Если разряд длится 5 часов, напряжение не должно превышать 1 Вольт.
  2. Три часа — 0,8 Вольт.
  3. 1 час — 0,5 Вольт.

Чтобы отследить уровень напряжения, можно использовать тестировочный аппарат. Контрольные испытания делают после полной замены электролита. Перед этим нужно использовать несколько проверочных циклов. После полной зарядки напряжение составляет 1,1 Вольт. Когда проводится контрольный цикл, необходимо произвести замеры напряжения при разряженном устройстве.

Сокращение периода эксплуатации

Чтобы продлить срок эксплуатации АКБ, надо придерживаться основных правил. Они довольно простые, но эффективно позволяют справиться с поставленной задачей:

  1. Нельзя допускать постоянной недозарядки батареи.
  2. До критического значения опускать показания напряжения не следует.
  3. Вещество внутри АКБ должно покрывать пластины. Плотность электролита необходимо менять, когда наблюдается повышение температуры.

Правила — простые. Их легко соблюдать, чтобы продлить срок эксплуатации.

Нюансы маркировки

В маркировку аккумуляторной батареи входят цифры и буквы. Легко узнать отрасли использования, если смотреть на буквы:

  1. Т обозначает агрегат для тяговых моделей.
  2. ТП — тепловозные аккумуляторы.
  3. В — вагонный.

Также в маркировку могут включаться и другие буквы. О них также необходимо знать, чтобы производить правильно расшифровку:

  1. НЖ — никелево-железный агрегат.
  2. К — присутствие блока, предназначавшегося для нескольких электродов.
  3. Ш — эксплуатация в рудниках.
  4. П обозначает, что корпус изготовлен из пластичного материала.
  5. М — модернизированный вариант.
  6. У означает, что агрегат можно использовать в умеренном климате.
  7. Т — тропический климат.

Щелочные батареи — многофункциональные. Они могут включать в себя различные сочетания. Самыми распространёнными моделями являются на 12 В.

Правила хранения

Устройства бывают длительного или временного хранения. Когда приобретается новая АКБ, обязательно надо проверить пробки — их прилегание.

Очень большое внимание необходимо уделить проверке вентильной резины. От её состояния будет зависеть работа всей батареи. Чтобы лакокрасочный состав не слезал, надо корпус обрабатывать смазкой.

Для правильного хранения потребуется выполнять ряд действий:

  1. Произвести разрядку до 1 вольта.
  2. Вылить весь электролит.
  3. Удалить пыль, грязь и соль.
  4. Обновить лаковое покрытие.

Если аккумулятор будет находиться в состоянии покоя 1−10 месяцев, необходимо периодически проверять его работоспособность. Все пробки должны быть плотно прижатыми к устройству. Транспортировку можно производить только в том случае, если батарея подготовлена к длительному хранению. С другими источниками питания нежелательно хранить щелочные АКБ.

Особенности выбора

Чтобы правильно подобрать щелочную аккумуляторную батарею, надо особое внимание уделять ключевым параметрам. Они крайне важны для правильной покупки:

  1. В первую очередь смотрим на производство. Всегда нужно изучить дату изготовления. Если АКБ была произведена больше полугода назад, тогда приобретать её не стоит. Такие устройства будут разряжаться — эффект памяти это зафиксирует.
  2. Показатель ёмкости. Срок применения зависит от ёмкости. Многие приобретают АКБ с большой ёмкостью. В таком случае генератор не сможет справиться со своей задачей. Но и меньше ёмкость приобретать не стоит. Много зарядов способствуют поломке всего агрегата. Чтобы подобрать правильную ёмкость, необходимо изучить определённые характеристики, указанные в технической эксплуатации.
  3. Полярность устройства. АКБ могут различаться по степени полярности. Когда идёт выбор агрегата, потребуется сосредоточиться на расположении полярности электродов.
  4. Стоимость батареи. Цена АКБ зависит от элементов, которые входят в состав, изготовителя, ёмкости, мощности. Чем лучше показатели, тем выше цена.

Щелочный агрегат отличается прочностью и надёжностью. Очень выгодно приобретать такие средства для тяговой техники или габаритных автотранспортных средств. Необходимо только правильно выбрать модель, изучив предварительно все характеристики.

Это была краткая характеристика и применение щелочных аккумуляторов. Сведения пригодятся для верной эксплуатации и правильной покупки.

Щелочные аккумуляторы: характеристика и применение

Своим наименованием щелочные аккумуляторы обязаны веществу, выполняющему в них функцию электролита. Рассмотрим особенности устройств с разным предназначением.

Сфера применения щелочных батарей

Щелочные АКБ находят применение во множестве областей — от запасных электрогенераторов и локомотивов до портативной техники и электроинструмента (здесь используются Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторы). Входят туда и транспортные средства — трамваи, троллейбусы, грузовые автомобили, редко — легковые.

Конструкция Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов

В  корпус из никелированной стали алкалиновых батареек засыпан порошкообразный цинк. Благодаря материалу тело батарейки заодно выполняет функцию токоотвода заряда «плюс». Внутрь полости, предназначенной для положительно заряженного электрода, ставится вымоченный в электролите сепаратор.

По оси элемента питания ставится токоотвод из латуни — это электрод с отрицательным зарядом. Все остальное место в промежутке между разделителем и токоотводом заполнено специальной пастой, которая представляет собой смесь порошка цинка и щелочного густого электролита.

Щелочные батарейки

Батареи более солидных размеров

Устройство их не отличается большой сложностью — это электроды, которые заряжены положительно и отрицательно, отделены друг от друга пластинами из пластмассы, которые, в свою очередь, способствуют беспрепятственному движению щелочного электролита.

Электроды приварены к борну (т.е. токовыводу), который выводится наружу через крышку и фиксируется уплотняющим кольцом. Эти кольца раскрашены по-разному в зависимости от того, положительный или отрицательный выводится борн. Все это находится в стальном либо пластиковом корпусе с отверстием, куда заливается щелочная никель-кадмиевая смесь плотностью 1,19-1,21 г/см3.

Положительные и отрицательные характеристики

Как плюсы батарей со щелочным электролитом высокой плотности и со свинцовым сепаратором можно определить:

  • Возможность пользования батареей при температурах от -40 до +50.
  • Сохранение работоспособности после хранения в месте, где холоднее -50.
  • Небольшая чувствительность к замыканиям и долгому простаиванию.
  • Невозможность внезапного отключения, что важно, например, автомобилю.
  • В новых аккумуляторах — возможность заряжаться от небольшого тока в домашних условиях и, даже у восстановленных, сниженная потребность в обслуживании, плотность заполнения падает медленно.

Недостатки:

  • Удручающе малый КПД — всего около 55%.
  • Эффект памяти, который приводит к сокращению емкости щелочных аккумуляторов.
  • Так как в аккумуляторах такого типа нужно время от времени менять электролит, обслуживание должен выполнять специалист.

АКБ для солнечных батарей

Хорошее решение, чтобы снабдить свою солнечную батарею — это щелочные аккумуляторы литий-железо-фосфатного типа, и вот почему:

  1. Из-за повышенного в сравнении с другими щелочными моделями КПД такие аккумуляторы для солнечных батарей будут обеспечивать хорошее качество заливки энергии.
  2. Они практически не страдают от низкого уровня заряда или пребывания в полностью разряженном состоянии, и солнечные системы смогут работать бесперебойно.
  3. Аккумуляторами можно пользоваться чуть не дольше, чем солнечной батареей, около 15 лет.

Бытовые щелочные батарейки

Их популярности способствует, с одной стороны, неплохая долговечность, с другой — возможность выдерживать довольно сильные и частые нагрузки. Поэтому их  ставят в часто эксплуатирующиеся предметы — игрушки, мини-плееры, карманные фонарики и лазерные указки.

Щелочные аккумуляторы для автомобилей

Щелочными АКБ пользуются редко, считая их почти экзотическим приспособлением для автомобиля. Несмотря на преимущества в пусковом токе, проценте саморазрядки и испарению электролита, многих владельцев автомобилей заставляют отказаться от покупки такой батареи ее дороговизна и сравнительно громоздкие размеры. Конструкция и правила эксплуатации батарей, установленных на автомобилях, ничем не отличаются от любых щелочных.

Строение аккумулятора

Щелочь или кислота – какой аккумулятор лучше и как их отличить?

Отличая виды аккумуляторов, необходимо остановится на каждом значимом показателе, чтобы понять, какой тип лучше подойдет под определенный круг поставленных задач. Итак — чем отличается щелочно-свинцовый элемент от кислотного?

Период использования

Тут лидер — щелочные аккумуляторные батареи. Такое устройство лучше сохраняет характеристики, чем кислотные аналоги.

Сказывается на этом факторе конструкция пластин. С кислотными АКБ с вставлением свинцовых пластинок стоит обращаться осторожно, такие батарейки довольно хрупкие. Пластины же хороших устройств, содержащих щелочной электролит, повредить труднее, и плотность вещества между ними обеспечивает бесперебойную работу.

Напряжение и реакция на его неустойчивость

Здесь все не так однозначно. Если заряжается кислотный аккумулятор, разрешено напряжение до двух вольт. Можно спокойно доводить до полной разрядки и питать батарею с нуля.

Аналогичный показатель в щелочной батарее не может быть больше 1,25 В. С другой стороны, последние гораздо более стойки к замыканиям и перегрузкам.

Цена

Класс кислотно-свинцовых АКБ дешевле, чем щелочный. Кроме того, они не нуждаются в специализированных и дорогих зарядных устройствах — для пользования кислотной батареей достаточно самого простого ЗУ.

Основных внешних отличий между этими типами аккумуляторов два — корпус и масса. Для кислотных обычно используется пластик, и они заметно тяжелее. Щелочной аккумулятор выпускается в стальном корпусе, но вопреки этому гораздо меньше весит.

Итак, покупкой кислотно-свинцового АКБ лучше озаботиться, если планируется частое, чуть ли не ежедневное использование. В отличие от него, щелочь подойдет тем, кто будет эксплуатировать прибор нечасто и не хочет тратить много времени на возню с аккумулятором.

Как зарядить щелочную батарею?

Корректно работающие и подключенные к ЗУ с нормальным уровнем тока устройства отличаются следующими показателями напряжения:

  • В начальной стадии зарядки — от 1,4 до 1,45 В.
  • К окончанию процесса — от 1,75 до 1,85 В.

Зарядное устройство для щелочного аккумулятора

Существует несколько установленных режимов зарядки:

  • Стандартный — заряжать около шести часов стандартным уровнем тока.
  • Усиленный — с таким же током элемент пробудет на зарядке 12 часов.
  • Ускоренный — сначала 2-4 часа силой тока, вдвое превышающей номинальную, после чего — еще 2 часа номинальной силой тока.

Последним режимом злоупотреблять не следует.

Применять его рекомендуется только в следующих ситуациях:

  1. Аккумуляторную конструкцию используют впервые.
  2. Процедуру выработки и восстановления заряда произвели уже более десяти раз.
  3. Плотность рабочего вещества упала, и электролит пришлось заново заливать.
  4. Уровень заряда опустился слишком низко, и нужно срочно залить энергии.
  5. Предыдущий зарядный цикл производило устройство, подающее слабый ток, и процесс был прерван больше чем на 16 часов.

Вне зависимости от типа зарядки, порядок действий того, как зарядить АКБ, одинаков:

  1. Выставить необходимую силу тока.
  2. Соединить ЗУ с прибором.
  3. Включить ток.
  4. Ждать и время от времени проверять, не возникло ли каких-то отклонений, не происходит ли перегрев (выше 45°С, для свинцово-щелочных АКБ без литиевых примесей — 35°С).
  5. Выключить и отсоединить зарядку от батареи.

Зарядка алкалиновых батареек

Здесь все несколько быстрее, но и требует больше внимания.

Зарядка аккумуляторной батарейки

Ход процесса:

  1. Зарядное устройство включить в сеть.
  2. Зарядные провода прикрепить к АКБ, полярность должна совпадать.
  3. Следить за температурой заряжаемого элемента, до тех пор, пока она не достигнет 50°С (не больше пяти минут). Как только это произойдет, сразу же отключить от зарядки и в течение двух минут остужать.
  4. Пока батарейки совсем не остыли, начинается шоковый этап подпитки. Соединить их снова с включенным ЗУ и примерно две минуты максимально быстро подключать и отключать, не глядя на температуру.
  5. Проконтролировать вольтаж — должно быть значение примерно 1,75 вольт.
  6. Чтобы элементы не разряжались моментально, поместить их в морозилку на десять минут, достать, оставить на пару минут.

Вот и все, батарейку можно вставлять в приборы и пользоваться.

Как проходит восстановление щелочной АКБ?

При возникновении неполадок совсем не обязательно покупать новое устройство, потому что такую технику несложно восстановить.

Делается это так:

  • Полный разряд аккумуляторной батареи, удаление электролита.
  • Разбор восстанавливаемой конструкции, отсоединение пластин и электродов.
  • Свинцовую пластину и электроды с плюсом отмочите в растворе серной кислоты плотностью ~1,27 гр./см3. Пластины 3 часа, электроды 20 секунд. Кислотная среда поможет восстановить потерянные диэлектрические свойства.
  • Вымоченные в кислоте детали недолго держат залитыми дистиллированной водой, а потом восстанавливают раствором щелочи (электроды с зарядом минус обрабатываются только последними двумя веществами, минуя кислоту).
  • Извлеченные элементы ставьте на свои места в аккумуляторе, залейте раствор щелочного электролита (его плотность ~1,18 гр./см3) и зафиксируйте крышку.
  • Батарейка заряжается, потом специально разряжается. После этого можно ее снова зарядить, и восстановленную использовать.

Эффект памяти аккумуляторов

О восстановлении бытовых щелочных батареек

Здесь все гораздо проще, чем с большими аккумуляторами. Для того, чтобы минимизировать потерю емкости в результате разрядов, батарейку надо восстанавливать, или тренировать.

Схема «тренировки» выглядит так:

  1. Разрядить АКБ до напряжения меньше вольта (примерно 0,8).
  2. До вольта довести током в десять процентов емкости элемента.
  3. Далее увеличить ток до 30% его электроемкости и заряжать около трех или четырех часов.
  4. Для сильно разряженных аккумуляторов стоит произвести такую зарядку несколько раз подряд.

Щелочная АКБ — это вещь, которая требует к себе не слишком частого внимания, но осторожного обращения. Если обеспечить их в полной мере, то можно получить в свое распоряжение надежное и стабильное устройство, которое будет радовать бесперебойной работой в течение долгих лет и полностью оправдает свою цену, даже если придется приплатить за батарею от известной фирмы.

устройство, принцип действия, достоинства и недостатки

Щелочные аккумуляторы 1 Своё название щелочные аккумуляторы получили от вида электролита, необходимого для их работы. Основными разновидностями электролита, используемыми в щелочных аккумуляторах, являются едкий калий (КОН) и едкий натрий (NaOH). При сравнении щелочных аккумуляторов с кислотными батареями, очевидно, что аккумуляторы, работающие на электролите, имеют некоторые преимущества. Однако недостатки у них также существуют. Особенности работы щелочных аккумуляторов делают их незаменимыми в некоторых производственных отраслях.

Устройство щелочных аккумуляторов

Среди аккумуляторов, работающих при помощи щелочного раствора (электролита), наиболее часто используются два их вида – никель-кадмиевый и никель-металлогидридный. В каждом них положительный электрод состоит из гидроокиси никеля (NiOOH), с добавками графита и окиси бария. Каждая из добавок улучшает качество работы аккумулятора. Графит увеличивает электропроводность электрода, а окись бария увеличивает срок работы аккумулятора. Устройство щелочных аккумуляторов

Массы отрицательных электродов каждого вида щелочного аккумулятора имеют различный состав. У металлогидридного аккумулятора отрицательный электрод изготовлен из порошкообразного железа и его окислов. В основной состав отрицательного электрода входит также сернистое железо и сернокислый никель. Если батарея никель-кадмиевая, то отрицательный электрод состоит из смеси порошков железа и кадмия.

В качестве электролита преимущественно используют раствор едкого калия (20 %), в который добавлен моногидрат лития, увеличивающий срок эксплуатации щёлочного аккумулятора. Необходимое количество – 20-30 г/литр раствора.

Химические процессы, происходящие при работе щелочного аккумулятора

При использовании щелочного аккумулятора, то есть, при его разряде, гидроокись никеля положительного электрода вступает в реакцию с ионами электролита. Результатом данной реакции становится образование Ni(OH)2 — гидрата закиси никеля

Одновременно подобный процесс происходит на отрицательном электроде, только на нём образуются гидраты окисей кадмия и железа. Разность потенциалов, составляющая около 1,45 вольта, обеспечивается протеканием тока по контурам внешней и внутренней сети. Таков принцип работы щелочного аккумулятора.

При зарядке щелочного аккумулятора происходит обратный химический процесс – при воздействии тока положительные электроды окисляются, превращая гидрат закиси никеля в гидроокись никеля. Отрицательный электрод при этом восстанавливается, в его массе образуется кадмий и железо.

Главная особенность этих процессов в том, что вещества, образующиеся в процессе электрохимических реакций, в реакцию друг с другом не вступают. Они практически не растворяются в электролите. Благодаря такому поведению веществ расход электролита отсутствует, а его плотность не изменяется. Щелочные аккумуляторы 2

Особенности эксплуатации щёлочных аккумуляторов

Начиная с момента, когда аккумулятор начинает использоваться по назначению, то есть, к батарее подключается нагрузка, напряжение весьма быстро падает до 1,3 вольта, а затем продолжает снижаться уже медленно. В момент, когда оно уменьшается до 1 вольта, его работу необходимо останавливать.

Далее батарею эксплуатировать не следует, так как её использование при напряжении ниже 1 вольта, приводит к потере ёмкости аккумулятора. Уменьшится и срок его эксплуатации. Повседневный уход за щелочными аккумуляторами ничем не отличается от их кислотных аналогов. Необходима систематическая подзарядка и контроль уровня электролита.

Применение щёлочных аккумуляторов, их достоинства и недостатки.

Щёлочные аккумуляторы находят применение в устройствах систем аварийного электроснабжения, в оборудовании локомотивов и вагонов для пассажиров. Их используют в устройствах электропогрузчиков, электроинструментах и портативных электроинструментах. Телефоны и фотоаппараты также оборудуются щёлочными батареями. Правильно выбрать аккмуляторную батарею можно, протитав статью на нашем сайте.

Основными достоинствами батарей данной конструкции считают:

— Длительный срок службы;

— Небольшой вес;

— Небольшой саморазряд.

Существенным минусом щелочных аккумуляторов является небольшой КПД – всего 55%. Наличие эффекта памяти, приводящего к потере ёмкости.

Отличительные особенности щелочных аккумуляторов | AUTO-GL.ru

Своим наименованием щелочные аккумуляторы обязаны веществу, выполняющему в них функцию электролита. Рассмотрим особенности устройств с разным предназначением.

Содержание статьи

Сфера применения щелочных батарей

Щелочные АКБ находят применение во множестве областей — от запасных электрогенераторов и локомотивов до портативной техники и электроинструмента (здесь используются Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторы). Входят туда и транспортные средства — трамваи, троллейбусы, грузовые автомобили, редко — легковые.

Конструкция Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов

В  корпус из никелированной стали алкалиновых батареек засыпан порошкообразный цинк. Благодаря материалу тело батарейки заодно выполняет функцию токоотвода заряда «плюс». Внутрь полости, предназначенной для положительно заряженного электрода, ставится вымоченный в электролите сепаратор.

По оси элемента питания ставится токоотвод из латуни — это электрод с отрицательным зарядом. Все остальное место в промежутке между разделителем и токоотводом заполнено специальной пастой, которая представляет собой смесь порошка цинка и щелочного густого электролита.

Батареи более солидных размеров

Устройство их не отличается большой сложностью — это электроды, которые заряжены положительно и отрицательно, отделены друг от друга пластинами из пластмассы, которые, в свою очередь, способствуют беспрепятственному движению щелочного электролита.

Электроды приварены к борну (т.е. токовыводу), который выводится наружу через крышку и фиксируется уплотняющим кольцом. Эти кольца раскрашены по-разному в зависимости от того, положительный или отрицательный выводится борн. Все это находится в стальном либо пластиковом корпусе с отверстием, куда заливается щелочная никель-кадмиевая смесь плотностью 1,19-1,21 г/см3.

Положительные и отрицательные характеристики

Как плюсы батарей со щелочным электролитом высокой плотности и со свинцовым сепаратором можно определить:

  • Возможность пользования батареей при температурах от -40 до +50.
  • Сохранение работоспособности после хранения в месте, где холоднее -50.
  • Небольшая чувствительность к замыканиям и долгому простаиванию.
  • Невозможность внезапного отключения, что важно, например, автомобилю.
  • В новых аккумуляторах — возможность заряжаться от небольшого тока в домашних условиях и, даже у восстановленных, сниженная потребность в обслуживании, плотность заполнения падает медленно.

Недостатки:

  • Удручающе малый КПД — всего около 55%.
  • Эффект памяти, который приводит к сокращению емкости щелочных аккумуляторов.
  • Так как в аккумуляторах такого типа нужно время от времени менять электролит, обслуживание должен выполнять специалист.

АКБ для солнечных батарей

Хорошее решение, чтобы снабдить свою солнечную батарею — это щелочные аккумуляторы литий-железо-фосфатного типа, и вот почему:

  1. Из-за повышенного в сравнении с другими щелочными моделями КПД такие аккумуляторы для солнечных батарей будут обеспечивать хорошее качество заливки энергии.
  2. Они практически не страдают от низкого уровня заряда или пребывания в полностью разряженном состоянии, и солнечные системы смогут работать бесперебойно.
  3. Аккумуляторами можно пользоваться чуть не дольше, чем солнечной батареей, около 15 лет.

Бытовые щелочные батарейки

Их популярности способствует, с одной стороны, неплохая долговечность, с другой — возможность выдерживать довольно сильные и частые нагрузки. Поэтому их  ставят в часто эксплуатирующиеся предметы — игрушки, мини-плееры, карманные фонарики и лазерные указки.

Щелочные аккумуляторы для автомобилей

Щелочными АКБ пользуются редко, считая их почти экзотическим приспособлением для автомобиля. Несмотря на преимущества в пусковом токе, проценте саморазрядки и испарению электролита, многих владельцев автомобилей заставляют отказаться от покупки такой батареи ее дороговизна и сравнительно громоздкие размеры. Конструкция и правила эксплуатации батарей, установленных на автомобилях, ничем не отличаются от любых щелочных.

Щелочь или кислота – какой аккумулятор лучше и как их отличить?

Отличая виды аккумуляторов, необходимо остановится на каждом значимом показателе, чтобы понять, какой тип лучше подойдет под определенный круг поставленных задач. Итак — чем отличается щелочно-свинцовый элемент от кислотного?

Период использования

Тут лидер — щелочные аккумуляторные батареи. Такое устройство лучше сохраняет характеристики, чем кислотные аналоги.

Сказывается на этом факторе конструкция пластин. С кислотными АКБ с вставлением свинцовых пластинок стоит обращаться осторожно, такие батарейки довольно хрупкие. Пластины же хороших устройств, содержащих щелочной электролит, повредить труднее, и плотность вещества между ними обеспечивает бесперебойную работу.

Напряжение и реакция на его неустойчивость

Здесь все не так однозначно. Если заряжается кислотный аккумулятор, разрешено напряжение до двух вольт. Можно спокойно доводить до полной разрядки и питать батарею с нуля.

Аналогичный показатель в щелочной батарее не может быть больше 1,25 В. С другой стороны, последние гораздо более стойки к замыканиям и перегрузкам.

Цена

Класс кислотно-свинцовых АКБ дешевле, чем щелочный. Кроме того, они не нуждаются в специализированных и дорогих зарядных устройствах — для пользования кислотной батареей достаточно самого простого ЗУ.

Основных внешних отличий между этими типами аккумуляторов два — корпус и масса. Для кислотных обычно используется пластик, и они заметно тяжелее. Щелочной аккумулятор выпускается в стальном корпусе, но вопреки этому гораздо меньше весит.

Итак, покупкой кислотно-свинцового АКБ лучше озаботиться, если планируется частое, чуть ли не ежедневное использование. В отличие от него, щелочь подойдет тем, кто будет эксплуатировать прибор нечасто и не хочет тратить много времени на возню с аккумулятором.

Как зарядить щелочную батарею?

Корректно работающие и подключенные к ЗУ с нормальным уровнем тока устройства отличаются следующими показателями напряжения:

  • В начальной стадии зарядки — от 1,4 до 1,45 В.
  • К окончанию процесса — от 1,75 до 1,85 В.

Существует несколько установленных режимов зарядки:

  • Стандартный — заряжать около шести часов стандартным уровнем тока.
  • Усиленный — с таким же током элемент пробудет на зарядке 12 часов.
  • Ускоренный — сначала 2-4 часа силой тока, вдвое превышающей номинальную, после чего — еще 2 часа номинальной силой тока.

Последним режимом злоупотреблять не следует.

Применять его рекомендуется только в следующих ситуациях:

  1. Аккумуляторную конструкцию используют впервые.
  2. Процедуру выработки и восстановления заряда произвели уже более десяти раз.
  3. Плотность рабочего вещества упала, и электролит пришлось заново заливать.
  4. Уровень заряда опустился слишком низко, и нужно срочно залить энергии.
  5. Предыдущий зарядный цикл производило устройство, подающее слабый ток, и процесс был прерван больше чем на 16 часов.

Вне зависимости от типа зарядки, порядок действий того, как зарядить АКБ, одинаков:

  1. Выставить необходимую силу тока.
  2. Соединить ЗУ с прибором.
  3. Включить ток.
  4. Ждать и время от времени проверять, не возникло ли каких-то отклонений, не происходит ли перегрев (выше 45°С, для свинцово-щелочных АКБ без литиевых примесей — 35°С).
  5. Выключить и отсоединить зарядку от батареи.

Зарядка алкалиновых батареек

Здесь все несколько быстрее, но и требует больше внимания.

Ход процесса:

  1. Зарядное устройство включить в сеть.
  2. Зарядные провода прикрепить к АКБ, полярность должна совпадать.
  3. Следить за температурой заряжаемого элемента, до тех пор, пока она не достигнет 50°С (не больше пяти минут). Как только это произойдет, сразу же отключить от зарядки и в течение двух минут остужать.
  4. Пока батарейки совсем не остыли, начинается шоковый этап подпитки. Соединить их снова с включенным ЗУ и примерно две минуты максимально быстро подключать и отключать, не глядя на температуру.
  5. Проконтролировать вольтаж — должно быть значение примерно 1,75 вольт.
  6. Чтобы элементы не разряжались моментально, поместить их в морозилку на десять минут, достать, оставить на пару минут.

Вот и все, батарейку можно вставлять в приборы и пользоваться.

Как проходит восстановление щелочной АКБ?

При возникновении неполадок совсем не обязательно покупать новое устройство, потому что такую технику несложно восстановить.

Делается это так:

  • Полный разряд аккумуляторной батареи, удаление электролита.
  • Разбор восстанавливаемой конструкции, отсоединение пластин и электродов.
  • Свинцовую пластину и электроды с плюсом отмочите в растворе серной кислоты плотностью ~1,27 гр./см3. Пластины 3 часа, электроды 20 секунд. Кислотная среда поможет восстановить потерянные диэлектрические свойства.
  • Вымоченные в кислоте детали недолго держат залитыми дистиллированной водой, а потом восстанавливают раствором щелочи (электроды с зарядом минус обрабатываются только последними двумя веществами, минуя кислоту).
  • Извлеченные элементы ставьте на свои места в аккумуляторе, залейте раствор щелочного электролита (его плотность ~1,18 гр./см3) и зафиксируйте крышку.
  • Батарейка заряжается, потом специально разряжается. После этого можно ее снова зарядить, и восстановленную использовать.

О восстановлении бытовых щелочных батареек

Здесь все гораздо проще, чем с большими аккумуляторами. Для того, чтобы минимизировать потерю емкости в результате разрядов, батарейку надо восстанавливать, или тренировать.

Схема «тренировки» выглядит так:

  1. Разрядить АКБ до напряжения меньше вольта (примерно 0,8).
  2. До вольта довести током в десять процентов емкости элемента.
  3. Далее увеличить ток до 30% его электроемкости и заряжать около трех или четырех часов.
  4. Для сильно разряженных аккумуляторов стоит произвести такую зарядку несколько раз подряд.

Щелочная АКБ — это вещь, которая требует к себе не слишком частого внимания, но осторожного обращения. Если обеспечить их в полной мере, то можно получить в свое распоряжение надежное и стабильное устройство, которое будет радовать бесперебойной работой в течение долгих лет и полностью оправдает свою цену, даже если придется приплатить за батарею от известной фирмы.

Щелочные аккумуляторы и популярные вопросы о них

Аккумулятор – один из химических источников тока, предназначенных для поддержания определенное время постоянного тока в сети. Щелочные аккумуляторные батареи плотно вошли в нашу жизнь.

Сегодня хотелось бы ответить на самые популярные вопросы, касающиеся щелочных аккумуляторов.

Что такое щелочной аккумулятор и для чего он нужен?

Щелочной аккумулятор – это наиболее распространенный вид аккумуляторов. Свое название получили от используемого электролита. Применяется едкий калий (КОН) и едкий натрий (NaOH). Специфика работы щелочного аккумулятора делают их практически незаменимыми в ряде отраслей народного хозяйства.

Область применения аккумуляторных батарей широка и разнообразна. Он является источником энергии для работы транспорта (трамваи, троллейбусы, электрокары), различной спецтехники, погрузочного транспорта (автотележки, погрузчики, штабелеры), шахтных электрических аппаратов (тягачи, комбайны, дрезины и прочие), солнечных электростанций, бытовых устройств.

 

Какие виды щелочных аккумуляторов чаще всего используются?

Самыми распространенными видами щелочных батарей являются никель-кадмиевые и никель-металлогидридные (никель-железные). Никель-кадмиевые аккумуляторы используются как судовые аккумуляторы (KL), щелочные аккумуляторы для ж/д транспорта (KL, KM, KPL, KPM, KPH и т.д.).

Важной особенностью является низкое сопротивление аккумулятора, поэтому он не нагревается при зарядке, даже если используется большой ток. Греться он начинает только тогда, когда зарядится полностью.

Никель-железные аккумуляторы в основном используются в качестве тяговых АКБ (ТНЖ), аккумуляторов для ж/д транспорта (ВНЖ, ТПНЖ), имеют длительный срок службы (до 3 тысяч циклов заряд-разряд), быстро заряжаются, стоимость ниже никель-кадмиевых.

 

Какими положительными и отрицательными сторонами обладают щелочные аккумуляторные батареи?

 

К преимуществам щелочных аккумуляторов относятся:

  • длительный период эксплуатации, высокая энергоемкость, проще переносят глубокие разряды в сравнении со свинцовыми аккумуляторными батареями;
  • можно длительно не подключать к зарядным устройствам, оставляя в состоянии полного разряда;
  • устойчивы к механическим воздействиям, вибрациям.

К недостаткам можно отнести:

  • химическая активность кадмия, который может засорять окружающую среду;
  • щелочные аккумуляторы обладают «памятью»;
  • для обслуживания тяговых аккумуляторов необходим штат профильных специалистов.

 

Какой срок службы тягового аккумулятора?

Продолжительная и успешная эксплуатация тяговой аккумуляторной батареи зависит от регулярного обслуживания аккумулятора. Тяговой батареи необходим современный контроль на предмет предотвращения возможных сбоев работы, очистки от загрязнений, проверки сопротивления изоляции между батареей и корпусом техники.
Срок службы щелочного тягового аккумулятора (4 тысячи циклов, до 25 лет работы), это значительно превышает показатели службы кислотных тяговых батарей. Благодаря высокому внутреннему сопротивлению щелочной тяговый аккумулятор более устойчив к короткому замыканию.

 

Как поступить с тяговым щелочным аккумулятором после выхода его из строя?

После того, как аккумуляторная батарея отработала свой срок ее необходимо утилизировать. Есть несколько вариантов. Щелочные аккумуляторы можно сдавать в специализированные фирмы или на перерабатывающие заводы, которые занимаются утилизационной деятельностью.

Главной целью утилизации щелочных аккумуляторов является снижение уровня опасности, которую наносят использованные аккумуляторы окружающей среде.

Конечно, раскрыть все интересующие вопросы в рамках одной статьи невозможно. Но Вы всегда можете позвонить нашим менеджерам по номеру 8 800 200 60 10, у них есть ответ на любой вопрос, всегда помогут определиться какой аккумулятор нужен именно Вам.

Компания ООО «Курс» предлагает широкий выбор щелочных аккумуляторов от российских производителей. Осуществляем доставку как по России, так и в страны СНГ.

Устройство, Эксплуатация и Принцип Работы АКБ, Обслуживание Электролита и Зарядное Устройство Для Зарядки на 6v и 12в

Щелочные аккумуляторы

Своё название щелочные аккумуляторы получили от используемого электролита. Применяется едкий калий (КОН) и едкий натрий (NaOH).  Как и другие батареи, этот тип зарядных устройств имеет свои достоинства и недостатки. Специфика работы щелочного аккумулятора делают их практически незаменимыми в ряде отраслей народного хозяйства.

Преимущества и недостатки

Аккумуляторы щелочного принципа действия отличаются:

  • Длительным сроком эксплуатации при должном обслуживании;
  • Имеют относительно небольшой вес и размеры;
  • Позиционируются с небольшим самопроизвольным разрядом;
  • Стабильной работой в условиях отрицательных t0.

Обратите внимание! Когда показатели отрицательных t0 опускаются ниже отметки – 250С, ёмкость щелочного аккумулятора с уменьшением на один градус, снижается на 0,5%.

В сравнении со свинцово-кислотной батареей – этот показатель выше в 2 раза. Хотя при низких t0, как отмечалось ранее, показатели ёмкости сокращаются.

К существующим минусам можно отнести незначительный коэффициент полезного действия (КПД), который по разным оценкам составляет от 50% до 55%. К сравнению, этот показатель у батарей кислотного принципа действия составляет 80%.

К тому же, наличие эффекта памяти неизбежно приводит к потере ёмкости. Она может появиться в случае неполной разрядки зарядного устройства.

Огорчает большой разброс рабочего напряжения зарядных элементов: 1-1,75 Вольта. Для набора показателя 12В разброс составит 10-17,5 вольта. В данном случае не избежать использования зарядного устройства для щелочного аккумулятора в целях стабилизации рабочих показателей.

На заметку. Обслуживание батарей такого типа должен выполнять квалифицированный сотрудник. Так как, в данном случае, используется электролит для щелочных аккумуляторов, который необходимо периодически менять.

Область применения

Щелочные аккумуляторы могут использоваться в качестве:

  • тяговых;
  • и стартерных устройств.

Они устанавливаются на рудничных электровозах, локомотивах, в пассажирских вагонах. Обеспечивают разные виды сигнализаций и аварийных систем энергетического снабжения.

Незаменимы при складировании продукции на складах: всевозможные погрузочные машины оснащены как раз такими акуумуляторами. Возможно применение для запуска силовых агрегатов (ДВС).

Бытовые аккумуляторные батареи

Батареи, о которых идёт речь, используются в портативной технике, домашнем и профессиональном электрическом инструменте.

Мы постоянно соприкасаемся с ними в домашних условиях. Включаем музыкальный центр, телевизор, используем пульт. Повседневно пользуемся телефонами и фотоаппаратами, где в качестве источника питания, работают пальчиковые батарейки.

Редко, но встречается, их использование в качестве стартерных устройств на грузовых автомобилях и военной технике.

Устройство щелочного аккумулятора

Устройства, работающие с использованием щелочного раствора, агрегируют:

  1. В комбинации: никель/кадмий;
  2. Или никель/металлогидрид.

В обоих случаях положительный электрод содержит гидроокись никеля (NiOOH) и добавкой графита и окиси бария, которые повышают рабочие показатели.

Графит положительно влияет на электропроводность, увеличивая её, а окись бария создаёт эффект стабильной работы.

Схема щелочного аккумулятора

На фото хорошо видно устройство продукта в разрезе. Указано, какие составляющие определяют целостность батареи.

Несколько слов о химических процессах

При разрядке гидроокись никеля + электрода вступает в активную реакцию с ионами электролита. При этой комбинации образуется Ni(OH)2 гидрат закиси никеля.

Аналогичный процесс протекает при – электроде. В данном случае получается образование гидратов окиси кадмия и железа. Разница видимых потенциалов в пределах 1,45 вольта возможна при обеспечении процесса прохождения тока по контурам внутренней и внешней сети. Это и есть принцип работы щелочного аккумулятора.

При зарядке проходит обратный химический процесс. Он заключается в следующем. При взаимодействии тока + электроды окисляются. При этом гидрат закиси никеля переходит в состояние гидроокиси этого элемента. Минусовый электрод постепенно восстанавливается. В нём образуется кадмий и железо.

Особенность происходящих процессов: вещества, выступающие в процессе электрохимических реакций, друг с другом не вступают в химические отношения, то есть, не растворяются в электролите.

В данном случае не предусмотрен расход электролита. Его плотность неизменна: всегда остаётся на прежнем уровне.

Как правильно заменить электролит

Специалисты рекомендуют замену электролита проводить через каждые 100-150 циклов.

До предполагаемой смены состава электролита необходимо разрядить аккумулятор до напряжения 1 вольт нормальным током.

Отработанный электролит следует слить. При этом сам аккумулятор нужно периодически встряхивать, чтобы удалить возможную грязь из сосуда. Затем промыть подщелочённой или дистиллированной водой, энергично встряхивая.

Вода должна к этому времени отстояться. Заливка нового продукта проводится незамедлительно. Залитый новым составом аккумулятор, оставить примерно на 120 минут и можно приступать к замеру плотности электролита. При необходимости, довести до требуемой величины и закрыть крышки.

Обратите внимание! Не рекомендуется после слива старого электролита оставлять аккумулятор сухим. Это может привести к образованию коррозии пластин!

Замена электролита потребуется при переходе в рабочий режим с t0 ниже 200С.

Характеристики щелочных аккумуляторов

Типы АКБНоминальная емкость, А-чНоминальное напряжение, ВКол-во электролита в литрах
НК-28281,250,27
НЖ-22221,250,27
НК-55551,250,45
НЖ-45451,250,45
НК-80801,250,75
НЖ-60601,250,75

В условном обозначении буквы отображают электрохимическую систему АКБ:

  • «НК» — никель-кадмиевая;
  • «НЖ» — никель-железная;
  • Цифры, идущие после букв — это номинальная ёмкость а/батарей, измеряемая в ампер-часах.

Заряд аккумуляторов и батарей щелочного принципа действия

Для подключения на зарядку однотипные продукты соединяются последовательно. Их количество регламентируется напряжением тока, а также напряжением в конце заряда. Эти показатели у рабочей а/батареи при нормальном зарядном токе должны быть в соответствии:

  • в начале заряда: 1,40В — 1.45 В;
  • в конце заряда: 1,75В — 1,85 В.

Рекомендуется применять нижеуказанный режим заряда:

  1. Нормальный вариант: заряжать 6 часов нормальным током;
  2. Усиленный вариант:12 часов нормальным током.

Он сообщается при вводе в действие, а также:

  • через каждые 10 циклов. При нерегулярной работе 1 раз в 30 дней;
  • после замены электролита;
  • после глубоких разрядов ниже допустимых конечных напряжений;
  • после разрядов слабым током, с перерывами в 16 и более часов.

Важно! Перезаряды улучшают рабочий процесс щелочных АКБ.

Никель/кадмивые и никель/железные АКБ рекомендуется заряжать слабым током. При этом, постепенно повышая время зарядки, но понижать ток более чем в 2 раза нельзя.

На заметку. Зарядка с использованием слабого тока ухудшает рабочий процесс щелочных аккумуляторов. В данной ситуации рекомендуется использование этого варианта только при возникшей необходимости.

Кроме этого, никель/железные АКБ заряжать при t0 — 10°С и ниже не рекомендуется.

Нюансы использования батарей

С момента подключения к батарее плановой нагрузки напряжение начинает быстро понижаться, примерно до значения 1,3 вольта. Далее в процессе работы снижение показателей происходит в замедленном режиме.

Рекомендация. Когда напряжение опустится до критической отметки 1(одного) вольта, необходимо приостановить работу.

Заметим, что продолжение эксплуатации батареи со значение 1 вольт и ниже неизбежно приведёт к утрате ёмкости аккумулятора.

Это в свою очередь уменьшит эксплуатационный срок. Следует внимательно относиться к системной подзарядке и контролю уровня используемого электролита.

Как правильно хранить аккумуляторы и батареи

Производитель предусмотрел выпуск готовых изделий для временного и длительного хранения. Используя новые аккумуляторы, следует в обязательном порядке проверить плотное прилегание съёмных пробок.

Обратить внимание на исправность вентильной резины. На первоначальном этапе потребуется смазать никелированные пробки и гайки а/батарей. Слой смазки должен быть минимальных размеров.

Корпус аккумуляторов в заводском исполнении покрыт черным битумно-збонитовым лаком. Предотвратить порчу нанесённого лака можно, используя в качестве смазки вещества, предусмотренные и рекомендованные производителем.

Обратите внимание, что, вазелин, как смазку, применять запрещено!

Аккумуляторам, которые ранее эксплуатировались, а теперь отправляются на длительное хранение (от 1 года и более), требуется разрядка в ток до 1,0В. Кроме этого, для правильной консервации продукта на длительный период времени необходимо:

  1. Удалить весь электролит;
  2. Закрыть плотно фиксирующие пробки;
  3. Протереть корпус и удалить, используя ветошь, пыль и остатки соли;
  4. Если на корпусе не предусмотрено ранее лаковое покрытие(изоляционный лак чёрного цвета), нанести его.

Хранение аккумуляторов

Однако аккумуляторы, переведенные в спокойное состояние (от 30 дней до года), могут находиться в полу разряженном или полностью разряженном состоянии при условии плотно закрытых пробок.

Во время длительной консервации батареи должны периодически проверяться. При обнаружении на корпусе соли, её нужно удалять.

Если батареи нужно перевезти на большие расстояния, их следует перевести в состояние длительного хранения.

Нельзя хранить вместе аккумуляторы щелочного и кислотного принципа действия. Все кислоты, так или иначе, влияют на батареи, портят их.

Аккумуляторы, где используется никель/кадмиевое соединение, в спокойном состоянии хранятся до 5 лет. Условие: они должны быть без электролита.

Срок консервации составляет в сухом закрытом помещении 4,5 года, а в полевых условиях — полгода. В этом случае, необходимо создать условия хранения, при которых исключается попадание осадков и прямых солнечных лучей.

Хранение никель/железных аккумуляторов в разряженном состоянии с удалённым электролитом в закрытом и сухом помещении составляет не более 3,5 лет.

Читаем условные обозначения: маркировка

Существуют тяговые батареи, изготовленные в различных странах. Мы же с вами рассмотрим сокращения, применяемые на отечественных изделиях.

Отечественная маркировка

Итак, если в маркировке предусмотрены буквы, идущие перед цифрами, то они указывают на число элементов используемых в батареи.

Отечественная маркировка аккумуляторов

Далее буквы, указывающие на область применения:

  • Т – тяговый тип;
  • ТП – тепловозный вариант;
  • В – вагонное назначение.

Буквы, указывающие на тип: НЖ – никель/железная батарея. И так далее.

Буква «К» указывает на комбинацию блока электродов. Буква «Ш» говорит о назначении батареи для эксплуатации в шахтах и горных выработках.

Если после букв следуют цифры – это величина номинальной ёмкости АКБ, которая выражается в А-ч. Могут ставиться буквы «П» — пластмассовый корпус, или буква «В» говорит о высоком варианте, а «М» указывает на модернизацию.

Буква «У» свидетельствует о возможности эксплуатации батареи в умеренном климате. Буква «Т» подразумевает эксплуатацию а/батареи в тропиках.

Далее прописывается ГОСТ использования: цифра 2 сигнализирует о возможности работы над землёй, а цифра 5  допускает работу под землёй.

Международная маркировка

В международной классификации буква F – это аккумулятор с использованием комбинации никель/железо. О различном режиме разрядки говорят буквы:

  • L ─ до 0,5 градусов по Цельсию;
  • M ─ (0,5─3,5) градусов по Цельсию;
  • H ─ (3,5─7) градусов по Цельсию;
  • X ─ больше 7 градусов по Цельсию.

Щелочные АКБ — продукт многофункциональный, встречающийся в различных комбинациях и применяемый в самых разных отраслях хозяйствования. Щелочной аккумулятор в 12в мы используем практически ежедневно, а  в качестве тяговых устройств их могут видеть специалисты и обслуживающий персонал.

Однако любая эксплуатация щелочного аккумулятора требует повышенного внимания и правильного обслуживания. Эти мероприятия существенно увеличивают срок службы а/батарей.

Обслуживание щелочных аккумуляторов нужно проводить в строгом соответствии с рекомендациями изготовителя. Нельзя допускать к работе неподготовленный в техническом плане персонал.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Аккумуляторные реакции и химия | HowStuffWorks

Многое происходит внутри батареи, когда вы вставляете ее в фонарик, пульт дистанционного управления или другое беспроводное устройство. Хотя процессы, посредством которых они производят электричество, немного отличаются от батареи к батарее, основная идея остается той же.

Когда нагрузка замыкает цепь между двумя выводами, батарея вырабатывает электричество в результате серии электромагнитных реакций между анодом, катодом и электролитом.На аноде проходит реакция окисления , в которой два или более иона (электрически заряженные атомы или молекулы) из электролита объединяются с анодом, образуя соединение и высвобождая один или несколько электронов. В то же время катод проходит через реакцию восстановления , в которой катодное вещество, ионы и свободные электроны также объединяются с образованием соединений. Хотя это действие может показаться сложным, на самом деле это очень просто: реакция на аноде создает электроны, а реакция на катоде их поглощает.Чистый продукт — электричество. Батарея будет продолжать вырабатывать электричество до тех пор, пока в одном или обоих электродах не закончится вещество, необходимое для протекания реакций.

Объявление

В современных батареях для ускорения реакций используются различные химические вещества. Стандартный химический состав аккумуляторов включает:

  • Цинк-угольная батарея : Цинк-углеродная химия характерна для многих недорогих сухих батарей AAA, AA, C и D.Анод — цинк, катод — диоксид марганца, а электролит — хлорид аммония или хлорид цинка.
  • Щелочная батарея : Этот химический состав также характерен для сухих батарей типа AA, C и D. Катод состоит из смеси диоксида марганца, а анод — из цинкового порошка. Он получил свое название от электролита гидроксида калия, который является щелочным веществом.
  • Литий-ионный аккумулятор (перезаряжаемый) : Химический состав лития часто используется в высокопроизводительных устройствах, таких как сотовые телефоны, цифровые фотоаппараты и даже электромобили.В литиевых батареях используются различные вещества, но наиболее распространенной комбинацией является катод из оксида лития-кобальта и угольный анод.
  • Свинцово-кислотный аккумулятор (перезаряжаемый) : это химический состав, используемый в типичном автомобильном аккумуляторе. Электроды обычно изготавливаются из диоксида свинца и металлического свинца, а электролит — это раствор серной кислоты.

Лучший способ понять эти реакции — увидеть их собственными глазами. Перейдите на следующую страницу, чтобы узнать о некоторых практических экспериментах с аккумулятором.

.

Расположение батарей и мощность | HowStuffWorks

Во многих устройствах, использующих батареи, таких как портативные радиоприемники и фонарики, вы не используете только одну ячейку за раз. Обычно вы группируете их вместе в порядке для увеличения напряжения или в параллельном для увеличения тока . На схеме показаны эти две схемы.

На верхней диаграмме показано параллельное расположение .Четыре батареи, включенные параллельно, вместе будут производить напряжение одного элемента, но подаваемый ими ток будет в четыре раза больше, чем у одного элемента. Ток — это скорость, с которой электрический заряд проходит через цепь, измеряется в амперах. Батареи измеряются в ампер-часах или, в случае небольших бытовых батарей, в миллиампер-часах (мАч). Типичный бытовой элемент, рассчитанный на 500 миллиампер-часов, должен обеспечивать нагрузку током 500 миллиампер в течение одного часа. Вы можете сократить количество миллиампер-часов разными способами.Батарея на 500 миллиампер-час может также производить 5 миллиампер в течение 100 часов, 10 миллиампер в течение 50 часов или, теоретически, 1000 миллиампер в течение 30 минут. Вообще говоря, батареи с более высокими значениями ампер-часов имеют большую емкость.

Объявление

На нижней диаграмме изображена последовательная конфигурация . Четыре батареи, соединенные последовательно, вместе производят ток одной ячейки, но напряжение, которое они подают, будет в четыре раза больше, чем у одной ячейки. Напряжение — это количество энергии на единицу заряда, которое измеряется в вольтах. В батарее напряжение определяет, насколько сильно электроны проталкиваются через цепь, так же как давление определяет, насколько сильно вода проталкивается через шланг. Большинство батареек AAA, AA, C и D имеют напряжение около 1,5 В.

Представьте, что батареи, показанные на схеме, рассчитаны на 1,5 вольта и 500 миллиампер-часов. Четыре батареи, подключенные параллельно, будут вырабатывать 1,5 вольта при 2000 миллиампер-часах.Четыре батареи, расположенные последовательно, будут вырабатывать 6 вольт при 500 миллиампер-часах.

Аккумуляторные технологии значительно продвинулись вперед со времен вольтова сваи. Эти разработки четко отражаются в нашем быстро меняющемся портативном мире, который больше, чем когда-либо, зависит от портативного источника питания, предоставляемого батареями. Можно только представить, что принесет следующее поколение меньших, более мощных и долговечных батарей.

Для получения дополнительной информации о батареях и связанных темах перейдите по ссылкам ниже.

Статьи по теме

Еще отличные ссылки

Источники

  • Американское химическое общество. «История батареи». Национальные исторические химические достопримечательности. 2005 г. (23 июня 2011 г.) http://acswebcontent.acs.org/landmarks/drycell/history.html
  • «Батареи». Введение в физические вычисления, Нью-Йоркский университет. 19 апреля 2011 г. (23 июня 2011 г.) http://itp.nyu.edu/physcomp/Notes/Batteries
  • Брэнд, Майк, Шеннон Нивс и Эмили Смит.«Музей электричества и магнетизма». Национальная лаборатория сильного магнитного поля. 2011 г. (25 июня 2011 г.) http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/museum/index.html
  • Buckle, Kenneth. «Как аккумуляторы хранят и разряжают электричество?» Scientific American. 29 мая 2006 г. (23 июня 2011 г.) http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=how-do-batteries-store-an
  • CalRecycle. «Аккумуляторы и зарядные устройства: личная перспектива». 9 сентября 2009 г. (25 июня 2011 г.) http: // www.calrecycle.ca.gov/ReduceWaste/power/rechbattinfo.htm
  • Энергетическая комиссия Калифорнии. «Лимонная сила». 2006. (22 июня 2011 г.) http://www.energyquest.ca.gov/projects/lemon.html
  • Coyne, Kristen Eliza. «Интерактивные учебники». Национальная лаборатория сильного магнитного поля. 2011. (23 июня 2011 г.) http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/java/index.html
  • Дэвидсон, Майкл У. «Электричество и магнетизм: батареи». 28 января 2003 г. (22 июня 2011 г.) http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/electricity/batteries/index.html
  • Decker, Franco. «Вольта и« куча »». Энциклопедия электрохимии. Январь 2005 г. (23 июня 2011 г.) http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-v01-volta.htm
  • Duracell. «Энергетическое образование». 2010. (23 июня 2011 г.) http://www.duracell.com.au/en-AU/power-education/index.jspx
  • Energizer. «Центр обучения.» 2011. (22 июня 2011 г.) http://www.energizer.com/learning-center/Pages/facts-history-care.aspx
  • Агентство по охране окружающей среды. «Батареи». 1 декабря 2010 г.(22 июня 2011 г.) http://www.epa.gov/osw/conserve/materials/battery.htm
  • Frood, Arran. «Загадка« Багдадских батарей »». BBC News. 27 февраля 2003 г. (23 июня 2011 г.) http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/2804257.stm
  • GreenBatteries. «Информация об экологически чистых аккумуляторных батареях». 2011 г. (25 июня 2011 г.) http://www.greenbatteries.com/faqs.html
  • Общественное телевидение Айдахо. «Факты об электричестве». 2011 г. (25 июня 2011 г.) http://idahoptv.org/dialogue4kids/season6/electricity/facts.cfm
  • Iggulden, Hal. «Опасная книга для мальчиков». Нью-Йорк: HarperCollins Publishers, Inc., 2007.
  • Komando, Kim. «Узнайте, как увеличить производительность батареи». USA Today. 7 августа 2005 г. (25 июня 2011 г.) http://www.usatoday.com/tech/columnist/kimkomando/2005-08-07-battery-life_x.htm
  • Манджу, Фархад. «Лучшие батареи спасут мир». Шифер. 21 июня 2011 г. (23 июня 2011 г.) http://www.slate.com/id/2297125/
  • Рахим, Сакиб. «Спасет ли литий-воздушная батарея водителей электромобилей от« беспокойства о дальности полета »?» The New York Times.7 мая 2010 г. (22 июня 2011 г.) http://www.nytimes.com/cwire/2010/05/07/07climatewire-will-lithium-air-battery-rescue-electric-car-37498.html?pagewanted = 1
  • Сэвидж, Нил. «Батареи, которые дышат». DiscoveryNews. 8 февраля 2011 г. (22 июня 2011 г.) http://news.discovery.com/tech/batteries-that-breathe-110208.html
  • Клуб любителей HAM Гавайского университета. «Батареи в фактах и ​​вымыслах». Август 1999 г. (22 июня 2011 г.) http://www.chem.hawaii.edu/uham/bat.html
.

Как работают батареи? | Живая наука

Батарейки везде. Современный мир зависит от этих портативных источников энергии, которые можно найти во всем: от мобильных устройств до слуховых аппаратов и автомобилей.

Но, несмотря на то, что они широко используются в повседневной жизни людей, батареям часто не уделяют должного внимания. Подумайте об этом: вы действительно знаете, как работает аккумулятор? Не могли бы вы объяснить это кому-нибудь другому?

Вот краткое изложение научных данных об источниках энергии для смартфонов, электромобилей, кардиостимуляторов и многого другого.[Тест: электрические и газовые автомобили]

Анатомия аккумулятора

Большинство аккумуляторов состоят из трех основных частей: электродов, электролита и сепаратора, по словам Энн Мари Састри, соучредителя и генерального директора Sakti3, базирующейся в Мичигане. запуск аккумуляторных технологий.

В каждой батарее по два электрода. Оба сделаны из токопроводящих материалов, но выполняют разные функции. Один электрод, известный как катод, подключается к положительному концу батареи и является местом, где электрический ток выходит (или электроны входят) в батарею во время разряда, то есть когда батарея используется для питания чего-либо.Другой электрод, известный как анод, подключается к отрицательному полюсу батареи и является местом, где электрический ток входит (или электроны покидают) батарею во время разряда.

Между этими электродами, а также внутри них находится электролит. Это жидкое или гелеобразное вещество, содержащее электрически заряженные частицы или ионы. Ионы соединяются с материалами, из которых состоят электроды, производя химические реакции, которые позволяют батарее генерировать электрический ток.[Взгляд изнутри на работу батарей (инфографика)]

Типичные батареи питаются за счет химической реакции. [См. Полную инфографику] (Изображение предоставлено Карлом Тейтом, художником по инфографике)

Последняя часть батареи, разделитель, довольно проста. Роль сепаратора состоит в том, чтобы удерживать анод и катод отдельно друг от друга внутри батареи. По словам Састри, без разделителя два электрода соприкоснутся, что приведет к короткому замыканию и нарушит нормальную работу батареи.

Как это работает

Чтобы представить себе, как работает батарейка, представьте, как вы вставляете щелочные батарейки, такие как двойные AA, в фонарик. Когда вы вставляете эти батарейки в фонарик, а затем включаете его, на самом деле вы замыкаете цепь. Сохраненная в батарее химическая энергия преобразуется в электрическую, которая выходит из батареи в основание лампы фонарика, заставляя ее загораться. Затем электрический ток снова входит в батарею, но на противоположном конце от того места, где он выходил изначально.

Все части батареи работают вместе, чтобы фонарик загорался. Электроды в батарее содержат атомы определенных проводящих материалов. Например, в щелочной батарее анод обычно изготавливается из цинка, а диоксид марганца действует как катод. Электролит между электродами и внутри них содержит ионы. Когда эти ионы встречаются с атомами электродов, между ионами и атомами электродов происходят определенные электрохимические реакции.

Серия химических реакций, протекающих в электродах, известна как окислительно-восстановительные (окислительно-восстановительные) реакции.В батарее катод известен как окислитель, потому что он принимает электроны от анода. Анод известен как восстановитель, потому что он теряет электроны.

В конечном итоге эти реакции приводят к потоку ионов между анодом и катодом, а также к освобождению электронов от атомов электрода, — сказал Састри.

Эти свободные электроны собираются внутри анода (нижняя плоская часть щелочной батареи). В результате два электрода имеют разные заряды: анод становится отрицательно заряженным, когда высвобождаются электроны, а катод становится положительно заряженным, поскольку электроны (которые заряжены отрицательно) поглощаются.Эта разница в заряде заставляет электроны двигаться к положительно заряженному катоду. Однако у них нет возможности попасть внутрь батареи, потому что разделитель не позволяет им сделать это.

Когда вы щелкаете выключателем на фонарике, все меняется. У электронов теперь есть путь к катоду. Но сначала они должны пройти через основание лампы фонарика. Схема замыкается, когда электрический ток повторно входит в батарею через верхнюю часть батареи у катода.

Перезаряжаемые и неперезаряжаемые

Для первичных батарей, например, в фонарике, реакции, питающие батарею, в конечном итоге прекратятся, а это означает, что электроны, которые обеспечивают батарею ее зарядом, больше не будут создавать электрический ток. Когда это происходит, аккумулятор разряжен или «мертв», — сказал Састри.

Вы должны выбросить такие батареи, потому что электрохимические процессы, которые заставили батарею производить энергию, не могут быть обращены вспять, объяснил Састри.Однако электрохимические процессы, происходящие во вторичных или перезаряжаемых батареях, могут быть обращены вспять путем подачи электроэнергии в батарею. Например, это происходит, когда вы подключаете аккумулятор мобильного телефона к зарядному устройству, подключенному к источнику питания.

Некоторые из наиболее распространенных используемых сегодня вторичных батарей — это литий-ионные (литий-ионные) батареи, от которых питается большинство бытовых электронных устройств. Эти батареи обычно содержат угольный анод, катод из диоксида лития-кобальта и электролит, содержащий соль лития в органическом растворителе.Другие перезаряжаемые батареи включают никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металлогидридные (NiMH) батареи, которые можно использовать в таких вещах, как электромобили и аккумуляторные электроинструменты. Свинцово-кислотные (Pb-кислотные) батареи обычно используются в автомобилях и других транспортных средствах для запуска, освещения и зажигания.

По словам Састри, все эти аккумуляторные батареи работают по одному и тому же принципу: когда вы подключаете батарею к источнику питания, поток электронов меняет направление, и анод и катод возвращаются в исходное состояние.[10 лучших подрывных технологий]

Battery lingo

Хотя все батареи работают более или менее одинаково, разные типы батарей имеют разные характеристики. Вот несколько терминов, которые часто встречаются при любом обсуждении батарей:

Напряжение : Когда дело доходит до батарей, напряжение — также известное как номинальное напряжение ячейки — описывает величину электрической силы или давления, при которой свободные электроны — переходите от положительного полюса батареи к отрицательному, — объяснил Састри.В батареях с более низким напряжением ток выходит из батареи медленнее (с меньшей электрической силой), чем в батареях с более высоким напряжением (с большей электрической силой). Батареи в фонарике обычно имеют напряжение 1,5 В. Однако, если в фонарике используются две батареи последовательно, эти батареи или элементы имеют общее напряжение 3 вольта.

Свинцово-кислотные батареи, подобные тем, которые используются в большинстве неэлектрических автомобилей, обычно имеют напряжение 2,0 вольт. Но обычно в автомобильном аккумуляторе последовательно соединено шесть таких ячеек, поэтому вы, вероятно, слышали, что такие батареи называются 12-вольтовыми батареями.

Литий-кобальтооксидные батареи — наиболее распространенный тип литий-ионных батарей, используемых в бытовой электронике, — имеют номинальное напряжение около 3,7 вольт, сказал Састри.

Ампер : Ампер или ампер — это мера электрического тока или количества электронов, которые проходят через цепь в течение определенного периода времени.

Емкость : Емкость или емкость элемента измеряется в ампер-часах, то есть количество часов, в течение которых батарея может подавать определенное количество электрического тока, прежде чем ее напряжение упадет ниже определенного порога, согласно сообщению Райса. Кафедра электротехники и вычислительной техники университета.

9-вольтовая щелочная батарея, которая используется в портативных радиоприемниках, рассчитана на 1 ампер-час, что означает, что эта батарея может непрерывно обеспечивать один ампер тока в течение 1 часа, прежде чем она достигнет порогового значения напряжения и будет считаться разряженной.

Плотность мощности : Плотность мощности описывает количество энергии, которое батарея может выдать на единицу веса, сказал Састри. По словам Састри, для электромобилей важна плотность мощности, потому что она показывает, насколько быстро автомобиль может разогнаться от 0 до 60 миль в час (97 км / ч).Инженеры постоянно пытаются найти способы уменьшить размеры батарей без снижения их удельной мощности.

Плотность энергии : Плотность энергии описывает, сколько энергии способна отдавать батарея, деленное на ее объем или массу, сказал Састри. Это число соответствует вещам, которые имеют большое влияние на пользователей, например, сколько времени вам нужно пройти, прежде чем зарядить мобильный телефон, или как далеко вы можете проехать на электромобиле, прежде чем остановиться, чтобы подключить его.

Follow Elizabeth Palermo @ techEpalermo .Следуйте за Live Science @livescience , Facebook и Google+ .

Дополнительные ресурсы

.

Определение и место в периодической таблице

Определение: что такое щелочноземельные металлы

Щелочноземельные металлы — это группа высокореактивных элементов, расположенных рядом с группой щелочных металлов. Хотя все щелочные металлы встречаются в природе, их высокая реакционная способность не позволяет им встречаться свободно или в чистом виде [1, 2] .

Где находятся щелочноземельные металлы в Периодической таблице

Они принадлежат к Группе 2 (следующей за группой щелочного металла) в периодической таблице, где все щелочные металлы находятся в s-блоке [3, 4] .

Щелочно-земельные металлы периодической таблицы

Примеры щелочноземельных металлов

Почему они называются щелочноземельными металлами

Щелочные металлы названы так потому, что при смешивании с водой они образуют растворы с pH выше 7 и «основными» или «щелочными» свойствами [5] . Кроме того, они находятся в земной коре и не подвержены воздействию огня или тепла [6] .

Общие свойства и характеристики щелочноземельных металлов

Физические свойства

  • Блестящий, серебристо-белый цвет
  • Низкая плотность
  • Низкие температуры кипения и плавления [1]

Химические свойства

  • Все щелочноземельные металлы обладают высокой реакционной способностью, хотя и не так сильно, как щелочные металлы [5] .
  • При контакте с водой все они сильно реагируют с образованием щелочных гидроксидов (исключение составляет бериллий, поскольку он не реагирует с водой).
  • Элементы группы 2 обычно образуют электровалентные или ионные связи в реакциях с другими элементами (опять же, Be является исключением, поскольку он образует ковалентные связи) [5]
  • Все они реагируют с галогенами и образуют галогенидные соединения [2]

Почему щелочноземельные металлы такие реактивные

Энергия, необходимая для того, чтобы атом отдать электроны в своей внешней оболочке (валентные электроны), является энергией ионизации элемента.Чем ниже энергия ионизации, тем более реактивный элемент. Поскольку все щелочные металлы имеют только два валентных электрона, требуется небольшая энергия, чтобы заставить их отдать эти электроны с образованием катионов (2+), что приводит к высокой реакционной способности [7] .

Бериллий (Be) не реагирует с водой из-за его небольшого размера атома и относительно высокой энергии ионизации [8] .

Реакция с водой

Щелочные металлы реагируют с водой при комнатной температуре с образованием почти нерастворимых в воде гидроксидов вместе с ионами водорода с образованием основного раствора [8] .Вот как уравнение выглядит для реакции между кальцием и водой:

Ca + 2H 2 O ⟶ Ca (OH) 2 + H 2

Реакция с кислородом

Все шесть элементов группы 2 реагируют с кислородом с образованием оксидов, хотя и не так легко, как элементы группы 1. Реакция требует тепла. Следующее уравнение показывает, как магний (Mg) будет реагировать с кислородом (O 2 )

2Mg + O 2 ⟶ 2MgO

Щелочноземельных металлов используется

Be и Mg широко используются в производстве сплавов, используемых в промышленных конструкциях, включая жаропрочные заводские инструменты, а также детали автомобилей и самолетов.Ba находит применение в различных медицинских и диагностических процедурах, таких как рентген и МРТ (бариевая пища). Наиболее важное применение Sr — это производство фейерверков, поскольку он помогает создавать красочные вспышки. Помимо радия, щелочноземельные металлы также используются в лампах-вспышках и батареях.

Радий, являясь высокорадиоактивным элементом, в настоящее время не имеет промышленного применения. Ранее с его помощью использовались светящиеся краски и циферблаты часов [1, 9] .

Роль щелочноземельных металлов в биологических системах

Mg и Ca играют жизненно важную функциональную и структурную роль в физиологии растений и животных, причем Mg присутствует в молекулах хлорофилла, в то время как Ca является одним из основных компонентов костей.Кроме того, SR необходим для выживания ряда морских существ, в первую очередь различных твердых кораллов, поскольку этот элемент помогает формировать их экзоскелеты [1, 5] .

FAQ

Q 1. Какой щелочноземельный металл самый легкий?

Отв. Бериллий — самый легкий элемент в этом семействе, имеющий наименьший атомный радиус.

Q 2. Какой щелочноземельный металл самый тяжелый?

Отв. Радий — самый тяжелый щелочноземельный металл с наибольшим атомным радиусом [10]

3 квартал.Какие щелочноземельные металлы наиболее распространены?

Отв. Кальций и магний — самые распространенные щелочноземельные металлы

Q 4. Каковы основные различия между щелочноземельными металлами и щелочными металлами?

Отв. Щелочные и щелочноземельные металлы обладают некоторыми схожими физическими свойствами, но главное различие между ними — количество валентных электронов. Щелочноземельные металлы имеют два валентных электрона, тогда как щелочные металлы имеют только один.Это делает первый менее реактивным, чем второй [11] .

Интересные факты

  • Щелочноземельные металлы представляют собой семейство наиболее реактивных элементов после щелочных металлов [5] .
  • Первый и последний элементы группы 2, Be и Ra, токсичны для живых организмов [1] .
  • Все шесть элементов образуют цветное пламя при горении: ярко-белое для бериллия и магния, красный для кальция и радия, малиновый для стронция и зеленый для бария.
  • Известно, что четыре из шести щелочноземельных элементов были впервые выделены английским химиком сэром Хамфри Дэви [2] .

Артикул:

  1. Щелочноземельные металлы — Courses.lumenlearning.com
  2. Щелочноземельные металлы — Ducksters.com
  3. Элементы S-блока в Периодической таблице: свойства и обзор — Study.com
  4. Элементы группы 2: щелочноземельные металлы — Chem.libretexts.org
  5. Направление во вторую группу — Chem4kids.com
  6. Физические свойства щелочноземельных металлов — Classnotes.org.in
  7. Щелочноземельные металлы: определение, свойства и характеристики — Study.com
  8. Реакции элементов основной группы с водой — Chem.libretexts.org
  9. Повседневное использование щелочноземельных металлов — Schooledbyscience.com
  10. Самый тяжелый щелочноземельный металл — Guinnessworldrecords.com
  11. Щелочные и щелочноземельные металлы — Technologyuk.net
.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
2019 © Все права защищены.