Щелочные батареи ТНЖ: особенности выбора

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.

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.

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.

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.

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.

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 устроена батарейка

В ней используется катод, который включает в себя следующие вещества:

• 7%-10% графита;
• 25%-30% раствор калия гидроксида;
• 65%-75% диоксид марганца;
• 1% составляет связующие компоненты.

В качестве щелочи может использоваться также гидроксид лития или натрия. Для изготовления анода применяют очищенный цинк с добавками, предохраняющими от коррозии. Раньше для этой цели брали свинец и ртуть, теперь перешли к применению в этом качестве висмута и алюминия.

Батареи, составленные из нескольких аккумуляторовИсточник rich–house.ru

Конструкция такого щелочного аккумулятора включает в себя следующие элементы:

• Внутренняя часть батарейки содержит цинковую пасту, которая представляет собой порошок. Такая форма обеспечивает более эффективную работу по сравнению с солевыми батареями.
• Цинк находится в смеси со специальным гелем. Он вырабатывает отрицательный потенциал. Стержень из латуни снимает этот заряд на внешний вывод.
• Катод из диоксида марганца, перемешанный с графитовым загустителем отделяется от цинковой пасты при помощи специального состава.
• Положительный потенциал выводится на стальной стакан, имеющий никелевое покрытие. Он изолирован от оболочки батарейки.

В процессе эксплуатации образуется незначительное количество газа. Его давление сдерживается особой прокладкой. Предохранителем служит специальная мембрана. Если газа много, она лопается, и он проходит наружу.

В этом видео рассматриваются алкалиновые батарейки: 

Видео описание

Что такое алкалиновая батарейка

Батарейки отличаются по форме. Некоторые сделаны в виде цилиндра, другие являются плоскими. Последние также называют таблеточными. Они применяются для портативных устройств, например, для наручных часов. Такие источники питания дают напряжение от 1,5 до 9 В. Ёмкость рассматриваемых батарей обычно не превосходит 3000 мА/час. В отдельных случаях этот параметр может быть больше.

Батарейка в разрезеИсточник 3batareiki.ru

Плюсы и минусы щелочных батареек

Такие щелочные аккумуляторы предоставляют следующие преимущества:

• Долгий срок службы.
• Доступная стоимость, которая сочетается с высоким качеством работы.
• Большой выбор типов батареек и размеров.
• Низкий риск протекания батарейки.
• Небольшой уровень саморазряда.

При их применении пользователь столкнётся с такими недостатками:

• Качественные батарейки могут стоить значительно дороже.
• Нужна особая процедура утилизации, так в составе есть вещества, которые могут нанести вред экологии.

Такие источники тока получили широкое распространение благодаря своему качеству. 

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

https://youtube.com/watch?v=4qmRG9jnDx4

История развития

Впервые щелочную батарейку изобрели и ввели в эксплуатацию в начале XIX века. Изобрели ее Томас Эдисон и Вольдемар Джангер. Причем они работали не совместно — гениальная идея пришла на разные континенты почти одновременно.

Компания Duracell стала основным поставщиком источников тока данного типа на рынке. В эпоху возникновения первых портативных бытовых приборов и распространения радиоприемников существовала острая необходимость в приобретении элементов питания. Щелочные батарейки стали прорывом того времени. Ведь, в отличие от солевых, они были более герметичны, миниатюрны и экономичны.

Используются данные элементы питания до сих пор в различных приборах и технике. Называются они щелочными из-за их конструкции. Иногда можно встретить маркировку «Alkaline» — это значит, что батарейка была изготовлена за рубежом.

Полезные рекомендации

При приобретении обращайте внимание на производителя и срок годности элемента. Хотя щелочные элементы питания склонны к низкому саморазряду, лучше не покупать их впрок

Если вы не знаете, какая батарейка вам понадобится, возьмите с собой инструкцию к бытовой технике, там обычно пишут, от батареек какого типоразмера работает прибор.
Подбирайте аккумуляторы, исходя из энергетических потребностей прибора. Нет смысла покупать мощное устройство в кухонные весы, которыми редко пользуются, и? напротив, дешевую солевую – в пульт или тонометр.
Отдавайте предпочтение известным торговым маркам. Дешевые китайские изделия могут оказаться некачественными и испортить ваш прибор (потечь, взорваться).
Приобретайте аккумуляторные батареи — это экономично и выгодно.
Не выбрасывайте щелочные батареи в ведро или на улицу. Их нужно сдавать в специальные пункты приема.

Щелочные (алкалиновые) батарейки прочно вошли в нашу жизнь. Они имеют разные виды и формы, встречаются во многих бытовых приборах и портативной технике. Несмотря на простую конструкцию, которая незначительно изменилась с момента изобретения, они пользуются популярностью.

Как вам статья?

Мне нравится2Не нравится1

Правила эксплуатации

Герметичные аккумуляторные батареи следует поддерживать в чистоте, следить, чтобы они были заряжены. При этом они могут длительно хранится полуразряженными или разряженными. В сравнении с аккумуляторами с другой химией, щелочные лучше переносят отрицательные температуры, и такая характеристика как емкость не меняется.

Зарядка и разрядка

Чтобы правильно зарядить щелочной аккумулятор, нужен постоянный ток. У автомобилистов для таких ситуаций имеется автоматическое ЗУ. Есть три режима зарядки:

Характеристики АКБ при зарядке постоянным током.

• стандартный – 7 часов;
• ускоренный – 3 часа;
• усиленный – 12 часов.

Последний используют только для новых батарей, заряжаемых впервые, или если аккумулятор работает нерегулярно, перезалили электролит, произошел полный разряд.

На малых токах элемент питания заряжается плохо, поэтому параметр не понижают ниже 40 – 50%. Работая с полностью разряженной батареей, следят, чтобы она не перегревалась. «Бурление» электролита начинается при +35°. При превышении критической отметки в +45° ЗУ отключают, и продолжают зарядку после стабилизации температуры.

АКБ на 12 В с щелочным электролитом нельзя заряжать на улице при минусовой температуре. На крайний случай изделие утепляют брезентом, которым обматывают корпус.

При последовательном подсоединении нескольких элементов их размещают на определенной дистанции. Если они будут слишком близко, корпуса начнут вздуваться. В качестве разделителя годятся виниловые пластины или обычная резина.

Как разряжать аккумулятор:

• если разряжается 5 часов и дольше, предел напряжения – 1 В;
• 3 часа – 0.8 В;
• 1 час – 0.5 В.

Напряжение отслеживают тестировочным прибором.

Хранение и утилизация

Сухие щелочные аккумуляторы хранят с завинченными пробками не дольше двух месяцев. Если АКБ работала сроком до 1 года, снижают ее напряжение до 1 В и сливают электролит. Далее очищают корпус от грязи, солевых отложений, проверяют, насколько туго закручены пробки, чтобы не циркулировал воздух. Те же манипуляции проводят при перевозке.

Условия хранения:

• следить за закруткой пробок и состоянием уплотнительных колец из резины;
• счищать соль с наружной части корпуса;
• если корпус металлический, с него удаляют ржавчину, затем покрывают краской или лаком.

Корпуса из стали обычно покрывают черным лаком на основе битума.

На сроки хранения влияет температура в помещении. В «поле» опустошенные никель-кадмиевые модели хранятся полгода, в помещении – до 5 лет. Никель-железные хранят только в закрытых помещениях, не дольше 3.5 лет. Кроме того, складское место должно быть защищено от снега, дождя, солнца.

Что до утилизации, есть предприятия с технологичными линиями, на которых непригодные аккумуляторы разбирают на отдельные компоненты. «Вторсырье» используют в металлургической промышленности, в том числе и для изготовления новых АКБ. Отслуживший свое источник питания сдают в специализированные фирмы или пункты приема. И при сдаче можно получить небольшой бонус.

Объявление о приеме щелочных аккумуляторов.

Щелочные аккумуляторные батареи – устойчивые и надежные элементы питания, которыми обычно комплектуют тяговую технику и габаритные автотранспортные средства.

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.

Плюсы и минусы

Использование щелочных аккумуляторов позволяет применить следующие их достоинства:

• Эти устройства стабильно работают в условиях отрицательных температур. После того, как станет холоднее -25, при охлаждении на каждый градус ёмкость будет уменьшаться на 0,5%.
• Если регулярно осуществлять обслуживание, то щелочные аккумуляторы в 12В или другие будут исправно служить в течение многих лет.
• Исключена возможность внезапного пропадания тока. Это свойство полезно, например, при применении щелочных автомобильных аккумуляторов.
• Такие батареи характеризуются небольшим весом и компактными размерами.
• У них незначительный самопроизвольный разряд.

Щелочные АКБ имеет определённые недостатки:

• Они имеют относительно небольшой коэффициент полезного действия. Обычно он бывает равен 50%-55%. Для сравнения нужно учитывать, что у кислотных аккумуляторов этот показатель достигает 80%.
• Такие батареи имеют эффект памяти, который способен существенно ухудшить характеристики.

В процессе применения наблюдается большой разброс рабочего напряжения. Например, щелочной аккумулятор 12В, создает разность потенциалов, которая может находиться в пределах 10-17,5 В.

Никель-кадмиевый щелочной аккумуляторИсточник specserver.com

Принцип работы

Щелочные аккумуляторы могут различаться в зависимости от веществ, которые используются для электролитов и для пластин. Наиболее эффективными считаются никель-кадмиевые или никель-железные аккумуляторы.

Здесь используется щелочной электролит, имеющий в своём составе гидроксиды калия и лития, применение которого способствует увеличению ёмкости батареи. Он также улучшает разрядные характеристики аккумулятора.

Положительный электрод представляет собой смесь следующих элементов:

• гидрат закиси никеля;
• графитовый порошок, в который добавлена окись бария.

Отрицательный электрод, соответственно, сделан из чистого кадмия или железа. Его также создают с использованием гидрата закиси одного из этих металлов.

Электроды сделаны с использованием мелкоячеистой стальной сетки. На неё нанесены активные вещества, которые предназначены для взаимодействия с электролитом.

Заливка электролита в батареюИсточник 3batareiki.ru

Щелочные батареи имеют преимущество перед кислотными, состоящее в том, что они допускают перезарядку. В большинстве случаев её продолжительность составляет 6 часов. Если производилось долгое хранение в разряжённом состоянии, то время зарядки увеличивается — оно может длиться до 12 часов.

Щелочные аккумуляторные батареи выпускают в деревянном или металлическом корпусе. Они могут состоять из нескольких аккумуляторов. При смене электролита нужно исходить из объёма жидкости, требуемой для одного устройства и умножить на их количество.

Погрузочная техника использует щелочные аккумуляторыИсточник 3batareiki.ru

Процесс приема аккумулятора ТНЖ

Для того чтобы сдать ненужный АКБ в пункт приема не нужно иметь при себе никаких документов. Сделать это может любой человек. Прием аккумуляторов ведется по весу, либо по емкости самой батареи. Обычно к источникам питания предъявляются особые требования. Аккумуляторы принимаются:

• Сухими и чистыми без следов грязи, песка, глины и др.;
• Без следов ржавчины, окислов;
• В целом, не поврежденном корпусе;
• Без резиновых чехлов.

Оплата за сдачу аккумулятора производится на месте как наличным, так и безналичным способом.

Такие ржавые и грязные источники питания рекомендуется почистить

Советы по сдаче аккумулятора и правила безопасности

Аккумулятор, как уже было сказано, – опасный отход, поэтому не пытайтесь слить с него электролит или разобрать на части самостоятельно. Вы можете не только повредить батарею и снизить ее стоимость, но и нанести вред собственному здоровью. Лучше доверьте это профессионалам пункта приема и работникам перерабатывающего предприятия.

При транспортировке аккумулятора до пункта приема будьте осторожны и аккуратны. Не переворачивайте АКБ вверх дном и следите за тем, чтобы прибор не повредился.

https://youtube.com/watch?v=Eju1wXBjSrk

Пластины НЖ аккумулятора

Какой аккумулятор лучше — кислотный или щелочной

Щелочной аккумулятор имеет целый ряд положительных по сравнению с кислотным аккумулятором отличий:

• Отличается высокой выносливостью;
• имеет значительно меньший по сравнению с кислотным аккумулятором вес;
• сохраняет работоспособность в течение длительного срока;
• не восприимчив к физическому воздействию;
• сохраняет работоспособность даже при очень длительных простоях при отрицательных температурах;
• хорошо держит неожиданные нагрузки;
• хорошо переносит короткие замыкания;
• может очень большой промежуток времени храниться абсолютно разряженным.

В качестве недостатков можно назвать достаточно высокую стоимость и недостаточно высокий коэффициент полезного действия.

Кислотные аккумуляторы, в зависимости от материала, из которого выполнены пластины, бывают сурьмянистые, кальциево-сурьмянистые и кальций-кальциевые. В аккумуляторах используются пластины не из чистого свинца, потому, что они слишком хрупкие. От названия добавок и зависит название аккумуляторов.

В сурьмянистых аккумуляторах к свинцу прибавляют сурьму, которая является натуральным ядом, что является существенным недостатком этих батарей, так как затрудняет ее утилизацию. Вторым недостатком является раннее начало электролиза, а это влечет за собой повышенную опасность взрыва аккумулятора.

К плюсам этих аккумуляторов можно отнести низкую продажную стоимость и то, что они могут без вреда для себя переносить глубокие разряды.

Основными параметрами, характеризующими аккумулятор, являются следующие:

• Какую электрическую (номинальную) емкость имеет аккумулятор;
• максимальный пусковой ток;
• габариты аккумулятора;
• вес аккумулятора.

Под электрической емкостью подразумевается величина того количества электричества, которое может отдать батарея при условии длительного разряда или возможность батареи выдать определенный ток на протяжении определенного отрезка времени. Определяется эта величина для каждого аккумулятора или при 20-ти часовом разряде. То есть величина номинальной емкости – емкость разряда в течение двадцати часов аккумулятора.

Есть еще такой показатель, который называется резервной емкостью – показатель показывающий интервал времени на протяжении, которого батарея в состоянии выдавать ток 25А, например, в том случае, когда вышел из строя генератор. То есть время в течение, которого машина может продолжать функционировать при вышедшем из стоя генераторе за счет емкости аккумулятора.

Пусковой мощностью называется величина мощности, которую аккумулятор выдает в течение 30-ти секунд. По этому показателю можно определить способность к запуску холодного двигателя. И, соответственно чем больше этот показатель, тем легче заведется машина.

Максимальный пусковой ток вновь приобретаемого аккумулятора не должен быть ниже пускового тока старого аккумулятора. Также не рекомендуется покупать батарею, у которой меньше электрическая емкость.

На российских аккумуляторах обязательно должна быть нанесена маркировка согласно ГОСТа, и расшифровывается она так:

• Первая — цифра несущая информацию о количестве банок соединенных в аккумуляторе последовательным способом, от чего соответственно зависит номинальное напряжение;
• вторая — буква, которая характеризует назначение аккумулятор о функциональности, например СТ означает, что данный аккумулятор относится к стартерным;
• третья — цифра, которая указывает номинальную стоимость батареи;
• четвертая – или буква, или цифра несущая дополнительную информацию о том из каких материалах изготовлена батарея и какова ее конструкция.

Классификация

Существует множество типоразмеров, классификаций и маркировок источников тока. Неопытному человеку трудно в них разобраться. Сложность заключается еще и в том, что в мире насчитывается несколько классификаций, а на нашем рынке можно встретить разных производителей — США, Европа, Китай, отечественные компании.

Батарейки отличаются по форме. Это, пожалуй, самое первое, что бросается в глаза. Различают:

• Цилиндрические (LR03, LR6, LR14, LR20). Это пальчиковые, мизинчиковые устройства, так называемые бочонки. Они имеют вид правильного цилиндра. Их длина больше ширины. По диаметру могут быть различны.
• Дисковые (LR44, L1154). Батарейки данного вида в народе называются «таблеточными» или же «часовыми». Они сплюснутые, имеют вид диска, таблетки. По размерам могут быть разными.

Классификация буквенная возникла в США, она широко используется и на просторах постсоветских стран. Представим отличие букв и размеров в таблице:

Тип	Название	Высота, мм	Диаметр, мм
ААА	Мини-пальчиковая, мизинчиковая	44,5	10,5
АА	Пальчиковая	50,5	14,5
С	Средняя часовая	50	26,5
D	Большая часовая	61,5	34,2
1604D	Крона	67	26 на 22

Размеры варьируются в несколько миллиметров. Это связно с тем, что производитель может заключить батарейку в специальную оболочку. Она является защитой от попадания влаги или делает аккумулятор ударостойким. Если аккумулятор алкалиновый, на упаковке будет написана буква «L».

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.

Устройство тяговых аккумуляторов

Тяговая батарея намного больше обычной автомобильной (примерно в 50 раз). Она состоит из множества секций (или, на профессиональном сленге, банок), последовательно соединённых между собой гибкими кабельными перемычками.

Все банки установлены в прочный стальной, керамический или эбонитовый корпус, покрытый антикоррозийной защитой и электроизоляционным материалом.

Каждая банка выполнена из прочного полимерного корпуса, массивных положительных и отрицательных пластин и заправляется определённым видом электролита.

Тяговые батареи существуют во многих вариациях: обслуживаемые и необслуживаемые, сухие и с электролитом, небольшого объёма и высокоемкостные.

Кроме того, акб могут различаться по типу заправляемого электролита.

Как устроены и как работают

Устройство АКБ.

Щелочные АКБ делятся на два типа: никель-кадмиевые и никель-металлогидридные. У заряженных аккумуляторов активная масса «плюс» состоит из гидроокиси никеля. Предусмотрены и добавки: графит – увеличивает электропроводимость электролита, окись бария – повышает срок эксплуатации источника питания.

Отрицательные электроды, «минусы», в зависимости от вида батареи различаются составом. Материал электрода никель-металлогидридного аккумулятора – порошкообразное железо и его окислы, с добавлением сернистого железа и сернокислого никеля. В никель-кадмиевой АКБ «минус» состоит из порошкообразной смеси кадмия и железа. Щелочь, используемая для функционирования – 20%-раствор едкого калия. Чтобы батарея прослужила дольше, на 1 л рабочей среды добавляют 20 – 30 г моногидрата лития.

Устройство необычное. Электроды в виде пластин упакованы в «конверты» из тонкой металлической пластины с перфорацией. В эти же «конверты» запрессован электролит. Таким образом в разы повышается виброустойчивость конструкции.

Особенность никель-кадмиевых батарей – пластин-плюсов у них на одну больше, чем минусов, а расположены они по краям, являясь частью корпуса. В никель-металлогидридных иначе – пластин-минусов больше, чем плюсов. Так устроен стандартный щелочной элемент, используемый, например, для автомобиля.

Рассмотрим, как работает АКБ, какие химические процессы в ней протекают. Когда щелочная батарея эксплуатируется, она разряжается. В это время гидроокись электрода-плюса вступает в хим. реакцию с ионами рабочей жидкости, т.е. щелочи. Так образуется гидрат закиси никеля. Тот же процесс наблюдается на электроде-минусе, только там из-за реакции возникают гидраты окисей кадмия и железа. Ток, протекающий по контурам сети, дает разность потенциалов в 1.45 В.

Если на АКБ подается заряд, химическая реакция идет вспять – электроды-плюсы окисляются, и гидрат закиси никеля обратно превращается в гидроокись никеля. Электрод-минус восстанавливается, с появлением кадмия и железа на массе.

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.