Характеристики алкалиновых батареек, чем они отличаются

Аккумуляторы и батарейки питают бытовые устройства, которые не подключаются к электросети. К ним относятся различные игрушки, фонарики, пульты дистанционного управления, настенные часы, кухонные весы. Стоит знать, что все элементы питания отличаются не только внешним видом, размерами, рабочим напряжением, но и составом.

Одни из самых надёжных — алкалиновые батарейки. Данный элемент питания отличается длительным сроком службы. Его второе название – щелочные, однако многие неопытные пользователи считают, что это различные изделия. Чтобы ориентироваться во всём этом разнообразии, мы расскажем именно об алкалиновых элементах питания.

Алкалиновая батарейка: что это значит, история развития

Алкалиновая батарейка – это надёжный, а главное, недорогой элемент питания, которые служит в несколько раз дольше, чем солевой аналог. «Предки» современного алкалинового изделия — вольтовы столбы, которые стали результатом разработок великого итальянского учёного Алессандро Вольта. Это случилось в далёком XIX столетии.

Первоначально автономный источник представлял собой довольно сложный механизм. В его состав входили медные и цинковые пластины, которые поочерёдно соединялись. Именно они выступали в роли гальванического элемента. Вследствие взаимодействия пластин с солевым раствором возникал электрический ток.

Массовое производство таких батареек началось спустя некоторое время после их изобретения. Занялись этим французские инженеры Жорж Лекланше и Эрнест Барбье. В те времена их устанавливали в оборудование телеграфных сетей и железных дорог.

Источником тока в них была марганцево-цинковая пластина и солевой раствор. Разработал данный вариант уже Лекланше. Спустя некоторое время такие батареи начали усовершенствовать и их состав менялся. Главная цель таких экспериментов — уменьшение размеров аккумулятора, увеличение ёмкости и срока службы.

Именно щелочной раствор впервые начали использовать уже в XX веке. Новый элемент питания был создан Томасом Эдисоном и Вальдемаром Джангнером. Но самое интересное в том, что оба учёных работали независимо друг от друга.

В середине XX века инженер из Канады Льюис Урри применил щёлочь для марганцево-цинковых батареек и через 10 лет запатентовал свою разработку. Современные же изделия в сотни раз компактней и имеют усовершенствованную производительность, однако принцип действия в них заложен такой же, как и у первых устройств.

Результаты тестирования

При разряде батареек током 250 мА до напряжения 1 В, максимальная величина емкости оказалась у Duracell Ultra Power. Чуть хуже результат у Duracell Professional. Самый плохой результат — у Energizer Max в блистере по 6 штук.

Достаточно предсказуемо высокое значение емкости показали самые дорогие Duracell. Но с другой стороны дорогие Panasonic Evolta и Energizer Maximum попали в разряд аутсайдеров, наряду с самыми дешевыми Трофи.

Сравнительная диаграмма емкостей, измеренных при разряде батареек током 250 мА до напряжения 0,8 В, показала несколько другую картину. В лидеры кроме Duracell Ultra Power попала одна из разновидностей Energizer Max в блистерах «3+1» и FinePower. Близкие результаты показали также батарейки Philips Power. При этом другой вариант Energizer Max в упаковках по 6 штук оказался аутсайдером этого теста вместе с Panasonic Evolta, Energizer Maximum и Трофи. В целом лидеры этого теста обладают емкостью примерно в 1,5–1,8 раза выше аутсайдеров.

Тестирование разряда батареек постоянным током 1 А до напряжения 1 В показало очевидное преимущество Duracell Ultra Power. Эта батарейка — явный лидер теста. Она имеет емкость более чем в 4 раза выше аутсайдеров, среди которых оказались Energizer Max в блистере по 6 штук, Panasonic Every Day и Трофи.

При тестировании батареек разрядом с током 1 А до напряжения 0,8 В результаты получились ровнее. Выяснилось, что лидерами являются все те же Duracell Ultra Power, а также Panasonic Pro Power.

Несколько хуже оказались шесть моделей брендов Duracell, Philips, GP и Energizer. Самые низкие результаты снова у Energizer Max в блистере по 6 штук. Немного лучше показатели Трофи, Panasonic Every Day, Panasonic Evolta и Energizer Maximum. Емкость лучших батареек в данном тесте в 2–2,5 раза выше, чем у аутсайдеров.

На основании проведенных измерений выполнен расчет средних значений емкости батареек и составлена сравнительная характеристика по усредненной величине этого параметра.

Какие батарейки лучше алкалиновые или солевые

Щелочные батарейки лучше солевых изделий по многим параметрам. Прежде всего, изделия этого типа предпочитают обычным батарейкам по причине значительно большей ёмкости. Разница в продолжительности работы элементов может достигать более 5 раз.

Если необходимо использовать электрическое устройство на морозе, то в этом случае также необходимо устанавливать в прибор алкалиновые батарейки, которые эффективно работают при температуре до — 20 градусов. Солевые батарейки становятся неработоспособными при любой отрицательной температуре.

Во время сильного разряда из корпуса солевой батарейки может вытечь электролит, что может привести к порче электрического устройства. Щелочные элементы практически лишены такого недостатка.

Что такое солевая батарейка

В устройстве солевой батарейки используются следующие материалы: цинк в роли катода, двуокись марганца в роли анода и хлорид аммония в роли электролита.

Электрический ток вырабатывается благодаря взаимодействию электролитов, анодов и катодов. После его образования, он переносится на токосниматель внутри АКБ, а после в разные концы батарейки на электроды – что позволяет передать заряд электрического тока устройству, в котором используется солевой АКБ в роли элемента питания.

Солевая батарейка имеет мощность 1.5В. Стандартными размерами считаются АА и ААА (пальчиковый и мизинчиковый), но бывают и другие габариты: C, D, 6F22. Этот вид аккумулятора дешевле аналогов в несколько раз и имеет маленький вес, но обладает низкими энергетическими показателями. Так же солевые АКБ способны окисляться, из-за плохой герметичности.

Соляные батарейки подходят для использования в устройствах с низким энергопотреблением:

• Миниатюрных роботах, игрушках для подростков и похожих приборах.
• В слабых и средних по мощности фонариках.
• В электронных часовых механизмах различного типа, например, настенных и настольных.
• Устройствах дистанционного управления или пультах для телевизоров, ресиверов и проигрывателей;
• В небольших радиоприемниках карманного типа.

Лучшими производителями солевых аккумуляторов считаются: GP, Sanyo, Фотон, Космос, Энергия. Определить солевую батарейку можно по специальной маркировке «R» с рядом стоящей цифрой.

Преимущества и недостатки алкалиновых батарей

Среди преимуществ щелочных источников питания можно назвать следующие:

• Низкий саморазряд.
• Возможность работы при отрицательной температуре воздуха.
• Продолжительный срок годности.
• Хорошо переносят относительно большие токи разряда.
• Равномерный разряд батареи.

К недостаткам этого типа батарей относятся:

• Относительно большой вес изделия.
• Высокая стоимость.

Значительно более высокая цена изделия компенсируется продолжительным периодом эксплуатации. К недостаткам таких изделий можно также невозможность использовать его повторно.

Сравнение AAA и AA

Средние результаты и соотношение цена/качество

Лидером по средним значениям стали батарейки Duracell Ultra Power, от которых несколько отстают Duracell Professional. В аутсайдеры попали Energizer Max в блистере по 6 штук, Трофи и Panasonic Evolta. В среднем емкость у лидеров теста примерно в 2 раза выше, чем у аутсайдеров.

Если оценить стоимость одной батарейки, то сравнительная диаграмма выглядит следующим образом.

Самые дорогие — Duracell Ultra Power, так как каждая такая батарейка обходится покупателю более чем в 100 рублей. Самые дешевые — Трофи, стоящие в 4 раза дешевле. Несколько дороже Трофи — FinePower. Удивительно, что вторые по цене — Panasonic Evolta, оказавшиеся в тесте по величине емкости в числе аутсайдеров почти во всех видах испытаний.

Учитывая предыдущую диаграмму, не вызывает удивления финальная сравнительная характеристика, в которой батарейки сопоставлены по соотношению емкость/цена. То есть, образно говоря, эта диаграмма показывает, сколько емкости (а значит, и времени работы) вы можете купить за рубль.

Победителями при сравнении оказались самые дешевые батарейки Трофи и следующие по цене FinePower. При цене в 3-4 раза дешевле дорогих Duracell, их емкость в большинстве тестов оказалась примерно в 1,5–2 раза меньше.

Исключение — разряд током 1 А до напряжения 1 В. Duracell Ultra Power показали результат почти в 4 раза лучше Трофи и в два раза лучше FinePower. Кстати, по соотношению емкость/цена Duracell Ultra Power попали в число аутсайдеров. А самый плохой показатель оказался у батареек Panasonic Evolta, стоящих немногим меньше Duracell Ultra Power, но при этом во всех тестах показавших значительно меньшую емкость.

Сходства

Не смотря на различие в составах, мощности и условий хранения, солевые и щелочные АКБ имеют ряд сходств, что часто приводит к путанице у покупателя, и он может приобрести батарейку «не того» типа:

• Одинаковые габариты и размеры – они выглядят идентично друг другу и внешних сходств между ними нет.
• Возможность использования в одних и тех же устройствах – различием будет только срок службы, обычно в несколько раз короче у солевых.
• Одинаковое напряжение в 1.5В.
• Невозможность подзарядки – заряжать можно только литиевые АКБ, если попытаться зарядить солевую или щелочную батарейку может произойти взрыв.
• Нельзя выбрасывать в мусорную урну – АКБ приносит большой вред природе и их нужно утилизировать согласно законодательству.

В развитых странах для утилизации батареек этих двух типов открываются специальные приемники отработанных элементов, в которых можно получить скидку за сдачу АКБ. На специализированном заводе аккумуляторы разбирают, извлекая все опасные вещества и элементы, с целью последующей переработки.

Ежегодно производится около 11 миллиардов аккумуляторных батареек солевого и щелочного типа. При этом всё чаще крупнейшие компании отказываются от производства первых, для возможности большего количества изготовления вторых.

Типоразмеры аккумуляторных батареек

Щелочные и солевые батарейки имеют одинаковые габариты и имеют схожие типоразмеры. Производите изготавливают несколько десятков типов различных аккумуляторов, но у современных продавцов и покупателей популярны лишь часть из них.

Пальчиковые (АА) – самые популярные аккумуляторы и наиболее распространенные на планете. Применяются в различных сферах жизни как элемент питания. Часто используются внутри устройств различных часовых механизмов, детских и подростковых игрушек, в старых пультах, фонариках различной мощности.

Мизинчиковые (ААА) – диаметр этих аккумуляторов около сантиметра, длина 44.5, а вес до 14г (зависит от производителя). Применение достаточно широкое – современные пульты для дистанционного управления, аудиоплееры, небольшие и средние по мощности фонарики, детские игрушки и миниатюрные роботы.

Монетки/Таблетки – так же популярный типоразмер, который различается в диаметре изделий от 4 до 30 миллиметров. Применяются для питания наручных пейджеров и часов, различных брелоков, пультов сигнализации, игрушек, слуховых аппаратов и других устройствах, где требуется максимально миниатюрный элемент питания.

Крона – мощный элемент питания, имеющий на выходе напряжение в 9В. При небольшом габарите, эти АКБ способны дать достаточно много электрического тока. Чаще всего применяются в пультах для дистанционного управления, точных электроизмерительных приборов, в том числе медицинских, в дорогих детских игрушках.

Бочонок – большие аккумуляторы, позволяющие обеспечивать достаточным количеством энергии приборы, которые требуют подключение к электросети. Чаще всего используются в музыкальных магнитофонах и радио приемниках, мощных фонариках, двигающихся детских игрушках.

Популярные производители и их особенности

Гарантировано приобрести качественную продукцию можно только в том случае, если покупать щелочные батарейки известных производителей. На сегодняшний день наибольшим спросом пользуются маргацево щелочные элементы следующих производителей:

• Energizer – достоинство алкалиновых элементов питания от известного американского производителя электротехники заключается в том, что изделие позволяет поддерживать необходимое напряжение в устройстве, на протяжении всего времени эксплуатации изделия.
• Duracell – щелочные элементы питания этой фирмы обладают минимальным саморазрядом и максимальной ёмкостью при стандартных размерах.
• Panasonic – батареи этого производителя отличаются стабильной отдачей электроэнергии, а также повышенной ёмкостью и устойчивостью работы при отрицательной температуре воздуха.
• Сamelion – щелочные изделия этой фирмы производятся в Китае, но качество изделий очень достойное. Батареи Сamelion хорошо переносят глубокий разряд, и сохраняют номинальное напряжение в течение всего срока эксплуатации.

Многие производители щелочных батарей поставляют на рынок качественные изделия, поэтому можно смело приобретать элементы питания таких фирм, как gp, smartbuy, космос, varta и др. Важно при покупке не нарваться на подделку, поэтому покупать батарейки следует только в проверенных торговых точках.

Состав и устройство алкалиновой батарейки

Отличить алкалиновые батарейки от солевых можно по характерной надписи Alkaline, которая присутствует на их корпусе. Их применяют в тех устройствах, где необходим высокий уровень энергии. Также они отличаются тем, что могут работать на морозе, а ещё продолжительным периодом действия и хранения. Поэтому их применяют в приборах, где могут присутствовать большие перерывы в работе, например в фонариках.

В состав алкалиновой батарейки входят следующие элементы:

• диоксид марганца — он занимает до 85%;
• щелочной гидроксид калия — его количество от общего объёма может составлять от 10 до 35%;
• графит – до 10%;
• связующие вещества – менее 1%.

Анод – очищенный цинк. После специальной обработки, которая предотвращает возникновение коррозии, он смешивается с алюминием и висмутом. Если сравнивать щелочной элемент питания с солевым, то он имеет изнаночное строение. Также к особенностям алкалиновых батареек можно отнести:

• внутри есть специальная паста на основе цинка, которая увеличивает площадь взаимодействия элементов, и тем самым повышает ёмкость изделия;
• плюсом служит металлический корпус, покрытый никелем;
• минус – тонкая пластина из металла;
• внутри элемента встроена камера поглощения газов и мембрана — при повышенном давлении газы могут прорвать её и корпус, из-за чего электролит начнёт выходить.

Характеристики алкалиновых батареек

К характеристикам щелочных элементов питания можно отнести следующие пункты:

• напряжение составляет от 1,5 до 10 В — данный показатель зависит от вида и размера изделия;
• электроёмкость зависит от общего объёма компонентов и варьируется от 1000 до 3000 мА*ч;
• они сохраняют свою работоспособность при температуре от -30 до +50 градусов Цельсия.

Внимание! При покупке батарейки всегда учитывайте её мощность и напряжение, поскольку несоответствие может привести к поломке устройства, в которое вставляется элемент питания.

Плюсы и минусы

Алкалиновые батарейки имеют несколько преимуществ и недостатков. К их плюсам относятся:

• длительный срок службы;
• работают даже на морозе и после длительного хранения;
• некоторые модели можно заряжать;
• доступная цена;
• всегда можно найти в продаже;
• имеют низкий уровень саморазряда;
• абсолютно безопасны для здоровья.

Если же говорить о минусах, то их намного меньше. Однако всё же они есть:

• более высокая цена по сравнению с солевыми элементами питания;
• утилизировать нужно специальными методами;
• отдельные модели могут иметь большой вес.