Какие батарейки лучше: срок службы и экономия - хайтек

Как нужно подходить к процессу очистки

При обнаружении течи батареек или образования белого налёта на их контактах, необходимо правильно очистить поверхность от загрязнения.

Устройства. Для того чтобы восстановить работоспособность прибора с потёкшими солевыми батарейками, достаточно использовать воду из под крана и ватные палочки.

Для очистки устройства необходимо вытащить батареи, смочить гигроскопичный материал и хорошо протереть те места, где имеются следы вытекшего электролита. Чтобы очистить поверхность после разгерметизации щелочной батарейки вместо воды рекомендуется использовать столовый уксус.

После высыхания обработанной поверхности, прибор будет работать без каких-либо отклонений.

Батарейки. Если батареи начинают течь, то их лучше сразу выбросить, ведь даже после очищения поверхности элемента, ситуация может повториться снова. Если контакты источника питания незначительно окислились, то можно попытаться очистить их ластиком, нулевой наждачной бумагой или деревянной спичкой.

Поверхности стола или пола. Если из батарейки вытек весь электролит, то часть жидкости могла попасть на поверхность, где лежал электрический прибор. Для удаления электролита в таких случаях также достаточно использовать ватный тампон смоченный водой или уксусом.

На практике риск того не стоит

Химическому составу понижение температуры помогает. Но материалам конструкции батарейки и аккумулятора изменение среды наносит вред.

Конденсация — главный враг любых элементов питания.

Конденсат при перепадах температуры и высокой влажности в холодильнике приведёт к коррозии контактов. Затем из-за низкой температуры повредятся уплотнения. В конечном счёте разрушатся полимеры и потеряются свойства электролита.

Риск коррозии слишком велик и опасен, чтобы пренебрегать им. В современных изделиях в определённых условиях она вызывает ещё и короткое замыкание. Стоит ли говорить, что вместе с тем повышается и риск самовоспламенения.

Какой реальный саморазряд у разных типов элементов питания?

Заводская характеристика большинства новых исправных аккумуляторов и батареек допускает не более 5% саморазряда в месяц. Но в зависимости от типа химии ситуация может отличаться.

Саморазряд литий-ионных аккумуляторов

У нынешних литий-ионных и литий-полимерных батарей ноутбуков, смартфонов, планшетов потери заряда чуть выше:

• 5% в месяц, если они недавно выпущены с завода;
• чуть больше 10% в месяц, если они старше двух лет;
• почти незаметен ниже 4В (если t>20°C);
• практически отсутствует при 3,7В (менее 15% в год).

Саморазряд никелевых аккумуляторов

Современные никель-металлогидридные аккумуляторы теряют максимум 20% заряда в месяц. Только старые никель-кадмиевые показывают до 30% саморазряда.

В отношении никелевых типов ячеек как раз и появилась рекомендация хранить аккумулятор в холодильнике. Просто потеря ёмкости в практическом смысле для них важнее, чем опасность коррозии.

Optima Red Top

Optima Red Top – лучший аккумулятор для холодного времени года по мнению многих специалистов и автомобилистов. Его стоимость невероятно высока. Изделие американского производства стоит примерно 17500 рублей. Но его эффективность доказана владельцами внедорожников и грузовиков, которые чаще всего выбирают эту АКБ. Она создана на основе гелия и имеет уникальные по строению ячейки, отличающиеся удивительной надёжностью и долговечностью. Батарея позволяет легко запустить мотор тяжёлого автомобиля даже в очень сильный мороз. Пусковой ток довольно высок. Аккумулятор невосприимчив к тряске и ударам. Он славится удивительной долговечностью и рассчитан на несколько лет беспроблемной эксплуатации. Устройство позволяет без особого труда запустить силовой агрегат, даже если машина стояла без движения практически год. Но владельцам большинства легковых авто не имеет смысла тратить такие деньги на его покупку.

Период службы и условия хранения

Солевая батарея сохраняет ресурс до 2-х лет, при продолжительном сбережении заряд уменьшается наполовину.

Щелочные (алкалиновые) батареи обладают ресурсом существенно большим (вплоть до 5 лет).

Неплохо удерживают потенциал под воздействием низких температур, а саморазрядка не выше 10% в год.

Литиевый источник питания владеет периодом службы 10 лет и более, саморазряжение — 1-2%/год, даже в условиях низких температур.

Сухозаряженный аккумулятор способен долгое время сберегаться без ухудшения свойств (вплоть до 5 лет), а в эксплуатации готов оставаться работоспособным в 2 раза дольше.

Бережное сбережение представляет собой защиту от попадания влаги, прямого солнечного света, отсутствие хранения АКБ с полным зарядом больше полугода.

Литий-ионные (Li-ion) батареи могут прослужить вплоть до 600 циклов, саморазряжение — 3%. Рекомендовано хранить без температурных перепадов и перезарядки. Литиевые аккумуляторные батареи не следует сберегать разряженными.

Период годности батареи для телефона — 1 год. Основы сберегания аналогичны вышеизложенным.

Гелевые аккумуляторы — высококачественный продукт, способный отработать 7-10 лет, саморазряжение — 15%/год. Условия сберегания аналогичны другим устройствам.

Никель-кадмиевые батареи имеют период службы — до 900 циклов, возможность эксплуатации 7-20 лет. Саморазряжение — 10%/мес.

Подзарядки могут послужить причиной внушительного уменьшения ёмкости.

Никель-металлгидридные (Ni-MH) элементы обладают периодом работы до 500 циклов, саморазряжение — 100%/год. При необходимости могут дозаряжаться. Не подвержены влиянию холода.

В соответствии с данными производителей, элементы питания компаний Energizer (Энерджайзер) и Duracell (Дюрасел) владеют сроком сберегания до 10 лет, а у алкалиновых батарей «Крона» (9V) срок 5 лет, который одинаков у любого изготовителя (Camelion, GP, Duracell).

Разновидности батареек

Батарейка — это автономный элемент питания, предназначенный для технических механизмов. Ее работа заключается в химической реакции двух металлов или их оксидов в электролите. При подключенной батарейке высвобождается энергия, которая используется для питания приборов. Чтобы правильно выбрать батарейки для конкретного вида техники, необходимо заранее осведомиться о том, какого размера и какой формы должен быть элемент питания. По этим критериям батарейки делятся на следующие виды.

По размеру

Размер батарейки всегда нужно учитывать, прежде чем ее приобретать. На них наноситься маркировка, которая отображает информацию о размере элемента питания.

Самыми распространенными считаются батарейки:

АА. Пальчиковая батарейка цилиндрической формы. Ширина составляет 14,5 мм, а высота – 50,5 мм.
ААА. Тонкий элемент питания, не более 10,5 мм в ширину. Используется в тех же устройствах, что и пальчиковая (например в часах, фонарях или детских игрушках).
D. Большая батарейка цилиндрической формы. Внешне напоминает бочонок. Применяется в меньшей степени, чем остальные, разве что в некоторых видах приборов и игрушек. Кроме того, существуют батарейки А23 (мини-мизинчиковая), АААА (маленькая мизинчиковая), С (средняя) и РР3 (крона). Все эти виды встречаются крайне редко.

По форме

В этом случае элементы питания разделяются на два критерия: цилиндрические и дисковые. Первый тип считается наиболее распространенным, хотя дисковые (имеют форму таблетки) востребованы в некоторых приборах. Зачастую их используют в наручных часах.

Из всего разнообразия батареек самыми дешевыми являются солевые батарейки. Они были изобретены в середине XX века. В составе таких элементов питания присутствуют электроды из оксида марганца и цинка. Каждый электрод находится внутри электролита, создающегося из раствора хлорида аммония. Между собой электроды соединяются солевым мостом. В незапамятные времена такие батарейки «текли» спустя пару месяцев, теперь же срок хранения продлен минимум до двух лет. Емкость таких элементов тоже увеличилась (особенно для продукции именитых брендов). А приблизительно в середине прошлого столетия были изобретены и щелочные (алкалиновые) батарейки. В веке нынешнем, в наше время они являются самыми распространенными.

Во-первых эти батарейки недорого обходятся в изготовлении, а во-вторых обладают приличной ёмкостью, и долгим сроком хранения. В химической системе таких батареек используются те же электроды, состоящие из двуокиси марганца и цинка. Однако в качестве электролита применяется уже гидроксид калия. На корпусе подобных элементов питания нанесена надпись «Alkaline» — так щелочную батарейку можно отличить от солевой. Эксклюзивом можно назвать ртутные и серебряные батарейки, но в рознице найти их практически невозможно. Такие элементы питания явление редкое и являются экспериментальными. В продаже их встретить практически невозможно из-за сложности в изготовлении и высокой стоимости. К тому же с ним возникают проблемы с утилизацией.

Всё большую популярность сейчас приобретают литиевые батарейки. В их составе присутствует литиевый катод и анод из разных материалов. Между катодом и анодом находятся сепаратор и диафрагма, которые пропитаны органическим электролитом. Иными словами, конструкция весьма сложная, зато в работе она значительно повышает энергоёмкость элемента питания. Еще одной отличительной чертой литиевой батарейки можно назвать независимость ёмкости от тока нагрузки. Срок хранения достигает приблизительно 10-12 лет. Отличить такую батарейку от щелочной или солевой можно по надписи «Lithium».

Какой производитель лучше

Можно найти множество тестов, какая батарейка лучше. Большая часть является заказной рекламой по продвижению различных брендов. Ну а один крупный производитель просто почти убедил всех, что у него “зайчиков больше”. Батареи сейчас производит любой, известный своей электроникой, бренд. Это достаточно качественные, ёмкие элементы.

Более низкий ценовой сегмент – это “местные” торговые марки. Принадлежат либо местным трейдерам, либо сетям супермаркетов. Обычно цена соответствует качеству. Критерии выбора:

Дата производства, срок хранения. На батарейках в 90% случаев указан только срок хранения. Он составляет 2-3 года для солевых элементов, 4-5 лет для щелочных. Разница между “свежими” элементами и полежавшими пару лет, составляет 40-50%. Тест различных торговых марок просто не имеет смысла. Даже для честного теста заказчик предоставит самую свежую партию и выиграет его. Выбираем батарейки с максимальным сроком хранения.
Серия батареек. Производители практикуют выпуск “просто Alkaline” и Super (Turbo, Premium, Maximum) щелочных батареек. Во втором случае ёмкость выше. Разница составляет 20-30%. Экономическая целесообразность зависит от цены и срока хранения. Залежавшийся Super бывает слабее “обычного” алкалина.
Состояние упаковки. Выгоревшая на солнце упаковка (воздействие высокой температуры летом) или размокшая под дождём и снегом (на открытых торговых площадках) говорит , что эти элементы покупать не рекомендуется.
Внешние выделения, маслянистость. Это внешнее проявление протекание электролита. От покупки нужно отказаться. Есть легенда, что батареи самого известного бренда “не текут”. Это всего лишь легенда.

Основные правила зарядки аккумуляторных батареек

Выработав ёмкость, АА-батарейка, таблетка перестаёт отдавать электрический ток. Это связано с необратимостью химической реакции. Чтобы потребитель не подумал, что все элементы питания многоразовые, на одноразовых ИП производитель ставит маркировку not rechargeable, do not recharge, что говорит о том, что нельзя зарядить пальчиковую батарейку в домашних условиях. Если использованная батарея стояла в устройстве с высоким потреблением энергии, ей можно дать вторую жизнь, поставив в пульт дистанционного управления.

Аккумуляторные батарейки, которые можно подзарядить дома, распознаются по маркировке Rechargeable battery. Как правило, они обладают меньшим рабочим напряжением, если сравнивать с одноразовыми элементами питания. Чем больше циклом способна выдержать батарейка, тем выше её цена. Если на корпусе АКБ видны механические повреждения, от использования, зарядки лучше отказаться.

Чтобы зарядить батарейку, используется зарядное устройство. Оно продается в комплекте с аккумуляторами или отдельно. Большинство моделей оборудовано индикатором, при помощи которого можно проверить заряд. Некоторые зарядки предлагают пользователю дополнительную информацию, важную для контроля процесса: время зарядки, параметры тока, заполненную ёмкость в процентах, миллиамперах. Рекомендуется использовать оригинальный зарядный блок.

Принцип действия алкалиновой батарейки

Принцип действия этого щелочного источника питания довольно прост. Его описал итальянский физик Алессандро Вольта в далёком 1782 году. Учёный сконструировал гальванический элемент, в котором цинковый анод и медный катод погружались в раствор серной кислоты. Разница потенциалов двух металлов, опущенных в электролит, создавала электрический ток.

Своему названию этот вид батареек обязан веществу, выполняющему функцию проводника тока, а именно — концентрированному раствору щелочи. Производят электролит, используя в основном гидроксид калия или гидроксид натрия.

Другими обязательными участниками электрохимической реакции в алкалиновом элементе становятся — отрицательный электрод (из цинка) и положительный электрод (из оксида марганца). В зависимости от типа источника тока напряжение может составлять 1,5–12 В.

Ядерная и термоядерная реакции

Почему человечество хочет «приручить» ядерную и термоядерную энергии, чтобы легко управлять их действием?

Атом, элементарные частицы. Из курса физики вам известно, что атомы любого вещества представляют собой объёмные структуры, в центре которых находится ядро, окружённое своеобразным облаком из электронов. Электроны условно принято считать отрицательно заряженными частицами. В электронном облаке они расположены по своеобразным слоям (рис. 18.1).

Рис. 18.1. Модель атома

Ядро меньше атома в 100 000 раз. Если представить себе атом как огромный шар размером с Останкинскую телевизионную башню в Москве, то ядро в центре такого атома будет величиной с горошину.

Ядро состоит и частиц, называемых протонами и нейтронами. Принято считать, что протоны имеют положительный заряд, обратный заряду электрона.

Нейтроны не имеют никакого заряда. Нейтроны и протоны в ядре связаны друг с другом особыми внутриядерными силами. Их природа пока не известна.

Общий заряд всех протонов в ядре равен общему заряду всех электронов в электронном облаке. Масса одного протона в 1840 раз больше массы одного электрона. Поэтому почти вся масса каждого атома сосредоточена в его ядре — более 99,99%. Электроны, протоны и нейтроны называются элементарными частицами. Кроме них, в микромире есть и другие элементарные частицы.

Радиоактивность. Энергия выделяется, если ядра начинают распадаться. Явление самопроизвольного распада ядер называется радиоактивностью. Радиоактивность проявляется у урана, плутония, кобальта, радия, цезия, стронция и некоторых других веществ. Излучения, которые возникают при радиоактивном распаде ядер, опасны для людей и любых живых организмов.

Учёные и инженеры научились использовать явление радиоактивности для создания портативных источников электрической энергии. Такие источники энергии могут работать очень долго, в отличие от гальванических элементов. Такие батарейки устанавливают, например, на спутниках, обеспечивая их длительное электропитание. На таких батарейках указывается знак радиоактивной опасности.

Ядерная энергия возникает и при ядерных реакциях. Ядерная реакция — это процесс взаимодействия атомного ядра с элементарной частицей или другим ядром, в результате которого ядро делится и выделяется энергия.

Если в ядро урана, содержащего 92 протона и 143 нейтрона (уран-235), попадёт нейтрон, то это ядро будет содержать уже 144 нейтрона: получится уран-236 (92 протона + 144 нейтрона). Ядро такого урана очень неустойчиво. Оно как бы взрывается, распадаясь на два разлетающихся с огромной скоростью осколка и два нейтрона. Возникает мощное излучение. Осколки, нейтроны и излучение несут в себе очень большое количество энергии. Один грамм урана-235 может выделить столько же энергии, сколько можно получить от сжигания 3 тонн угля или 2,5 тонны нефти.

Виды водорода. Ядерная реакция может проходить не только в виде распада ядер тяжёлых элементов, но и при слиянии ядер лёгких элементов, таких, например, как ядра водорода, гелия, лития.

В природе существуют три вида водорода. Обычный водород, ядро которого состоит из одного протона. Его называют протий. Тяжёлый водород, в ядре которого содержится уже, кроме протона, и один нейтрон, — это дейтерий. Сверхтяжёлый водород, содержащий в ядре один протон и два нейтрона. Он получил название тритий.

Учёным удалость провести ядерную реакцию слияния ядер дейтерия и трития. В результате образовывалось новое вещество — гелий и ядерная частица — протон.

При температуре в десятки миллионов градусов Цельсия ядра дейтерия и трития начинают взаимодействовать и сливаться, образуя новое вещество — гелий. Это явление называется синтезом. И, поскольку такой синтез идёт при очень высокой температуре, его называют термоядерным синтезом, а реакцию образования гелия — термоядерной реакцией.

Словарь

радиоактивность; ядерная реакция; термоядерная реакция.

Проверьте себя:

1. Как устроен атом?

2. Какой знак заряда имеют электроны и протоны?

3*. Почему протоны в ядро атома не разлетаются, ведь тела с одноимёнными зарядами отталкиваются?

4. Что такое радиоактивность?

5. Что такое ядерная реакция?

* Подумайте, почему батарейки, работающие на энергии радиоактивного распада (радиоактивности), не продаются в магазинах.

Аккумуляторы Li-Ion.

Этот тип аккумуляторов тест не проходил. По двум причинам: не существует таких аккумуляторов на напряжение 1.2-1.5В. И существует всего один вид аккумуляторов форм-фактора АА – 14500, с напряжением 3.6В и ёмкостью 900мАч. У Ni-MH — 1.2В при 2700мАч. То есть по соотношению объёма к ёмкости Li-Ion аккумуляторы наравне с современными Ni-MH. По разрядным характеристикам они тоже близки. В мороз Ni-MH работают даже лучше. К тому же они долговечнее, дешевле и их можно заменить обычными батарейками. Производители устройств делают оригинальные, нестандартных форм Li-Ion аккумуляторы, что делает невозможной взаимозаменяемость.

Итоги. Батарейки против аккумуляторов.

По разрядным характеристикам Никель-металлгидридные (Ni-MH) аккумуляторы оказались на равне с литиевыми батарейками. Пока они им уступают только из-за наличия тока саморазряда, но и тут прогресс на месте не стоит. Но, если учесть, что цена их одинакова, а аккумуляторы можно перезаряжать до 1000! раз, то победу можно смело отдать аккумуляторам. Литиевые батарейки оптимальны лишь в трёх случаях: когда аккумуляторы сели и их негде зарядить. Или когда необходимо питать редко использующееся мощное устройство, например фонарь, валяющийся в машине «на всякий случай». И в наружных устройствах с малым потреблением, например заоконный термометр.

Зверь

Аккумулятор Зверь стоит примерно от 4000 рублей и создан отечественным производителем из Иркутска. Неудивительно, что он прекрасно адаптирован к суровым морозам. Модель очень популярна у российских автолюбителей. Она обладает оптимальными значениями ёмкости и пускового тока. По своим качествам и характеристиками ничуть не уступает продукции известных зарубежных брендов, но при этом стоит значительно дешевле. АКБ быстро и эффективно заводит мотор любого авто даже при сильно морозной погоде. Но, если делается множество неудачных попыток запуска, аккумулятор может разрядиться. При этом срок его службы составляет около 7-8 лет, что является прекрасным показателем. Производитель даёт на свою продукцию длительную гарантию.

Для каких заказчиков подходят батарейки, а в каких случаях лучше приобрести аккумуляторы

Когда покупатель планирует приобрести способ подзарядки для игрушек, часов или пульта от телевизора – ответ складывается в пользу пальчиковых батареек средней цены

При этом стоит обратить внимание на безвредность или опасность данного типа питания. Ведь одни батарейки при попадании воды взрываются, и неудачная покупка может стоить целой жизни невинного человека

А в основном заказчики приобретают аккумуляторы для мобильных телефонов, планшетов и ноутбуков

В этом случае необходимо обратить внимание на все плюсы и минусы каждого аккумулятора, и выбрать подходящую модель

Когда наконец-то удалось выбрать источник питания, то можно больше не беспокоиться о нюансах и особенностях применяемой техники. Ведь в любом случае гаджетам нужен определенный заряд и энергия, как и каждому электрическому устройству в жилом доме.

Различные устройства, требующие электропитания, прочно вошли в жизнь туриста. Фонари, GPS, телефоны, рации, фото- и видеоаппаратура. Вариантов элементов питания придумано уже много. Есть одноразовые (батарейки) и многоразовые перезаряжаемые (аккумуляторы). К сожалению, производители придумали всякие значки, классификации типа Экстра, Ультра, Плюс, Супер, Макси, Турбо и т.д, вместо того, чтобы написать внятно характеристики элементов питания. О их разновидностях и производителях, тесты и сравнительные характеристики, какие лучше использовать, в каких условиях и ситуациях, и пойдёт речь.

Поскольку элементы питания ведут себя очень по-разному при разных токах разряда, я приведу для ориентировки средние токи, потребляемые разными устройствами:

Цифровой фотоаппарат: 0,5-1,5А Фонарь на лампе накаливания: 0,5-1А Фонарь на одном мощном светодиоде: 0,04-1А Фонарь на 5 слабых светодиодах: 0,04-0,1А Бритва Gillette M3 Power: 0,08A Детская игрушка: 0,1-0,4А MP3 плеер: 0,1А Кварцевые часы: 0.0001А

Если устройство питается от 1.5V батареек, посчитать примерный потребляемый ток (в А) можно, разделив ёмкость используемых батареек (в А), на количество часов непрерывной работы (или суммарное количество часов работы).

Аккумуляторы Li-Ion.

Итоги. Батарейки против аккумуляторов.

История батарейки — гальванического элемента

Свое название гальванические элементы получили по имени итальянского врача и анатома Луиджи Гальвани (1737 — 1798). Проводя опыты с лягушками, Гальвани заметил, что свежепрепарированная лягушачья лапка, подвешенная на медном крючке к железному стержню, сокращается, когда к ней прикасались железом. Наблюдения были истолкованы им как проявление «животного электричества».

Объясняя это явление позже итальянский физик Александро Вольта установил, что причиной сокращения мышц служит не «животное электричество», а наличие цепи из разных проводников в жидкости. Сама лягушачья лапка играла роль чувствительного прибора.

Александро Вольта создал первый источник тока («Вольтов столб»), который можно было использовать на практике. Этот источник состоял из медных и цинковых пластин, между которыми были проложены кружочки ткани, пропитанные раствором щелочи.

Александро Вольта предложил разделить все проводники на два рода:

Сухие — металлы и уголь.
Влажные — электролиты(влажные).

Шведский ученый Сванте Аррениус, изучая электропроводимость растворов различных веществ, в 1877 году пришел к выводу, что причиной электропроводимости является наличие в растворе ионов, которые образуются при растворении электролита в воде.

Процесс распада электролита на ионы называется электрической диссоциацией. При диссоциации в воде электролиты диссоциируют на положительно и отрицательно заряженные ионы. Под действием электрического поля, положительно заряженные ионы движутся к отрицательному полюсу источника тока (катоду) и называются катионами, а отрицательно заряженные – к положительному полюсу (аноду) и называются анионами. Таким образом электролиты обладают электронной проводимостью.

Примеры гальванических элементов:

Название элемента	Отрицательный электрод	Положительный электрод	Электролит
Вольтов столб	Цинк	Медь	Раствор щелочи
Первый элемент Вольта	Цинк	Медь	Раствор серной кислоты
Элемент Даниэля	Цинк	Медь	Раствор сульфата цинка
Элемент Грине	Цинк	Угольный стержень	Раствор сульфата меди и бихромата калия
Элемент Лекланше	Цинковый цилиндр	Угольный стержень	Раствор нашатыря и оксид марганца
Сухой элемент	Цинковый цилиндр	Угольный стержень	Густой клейстер, приготовленный из муки на растворе нашатыря