Щелочные (алкалиновые) элементы и батареи

Электрохимическая система аналогична электрохимической системе марганцево-цинковых элементов, но в качестве электролита здесь используется щелочь в виде водного раствора гидрооксида калия. Алкалиновый элемент можно перезаряжать до 10–15 раз, но его повторная отдача не превысит 35 % начальной. Для перезарядки годятся элементы, сохранившие герметичность и имеющие напряжение не менее 1,1В. Алкалиновые ХИТ могут эксплуатироваться при температурах от-30 до +55 °C. Допускают значительные разрядные токи. На корпусе элемента обычно имеется надпись Alkaline. Применяются в устройствах со средним и высоким энергопотреблением: фотовспышки, электробритвы, диктофоны, плейеры, магнитофоны, телефоны, радиостанции, мощные фонари. В табл. П2.2 приведены данные алкалиновых элементов и батарей по международным (МЭК) и государственным (ГОСТ, ТУ) стандартам.

Воздушно-цинковые элементы

Электрохимическая система: цинк-воздух-гидрооксид марганца. Гидрооксид марганца МпООН окисляется кислородом воздуха до МnО₂. Для подвода и удержания О₂ используют специальные конструкции и материалы катода (элемент активизируется лишь после извлечения пробки, открывающей доступ воздуху). ХИТ с воздушной деполяризацией обладают высокой емкостью и длительным сроком хранения и могут работать при температурах от -15 до +50 °C. Они выпускаются в ограниченном количестве и в основном используются в слуховых аппаратах.

Ртутно-цинковые элементы и батареи

Электрохимическая система: цинк-оксид ртути-гидрооксид натрия. Источники тока имеют высокие энергетические показатели. Работоспособны лишь при положительных температурах (от 0 до +50 °C). При малых токах разряда и стабильной температуре напряжение на элементе остается почти неизменным. Практически не имеют газовыделения. Из-за наличия ртути экологически вредны и к применению не рекомендуются. Их можно отличить по надписи Mercuri. В табл. П2.3 приведены данные ртутно-цинковых элементов и батарей по международным (МЭК) и государственным (ГОСТ, ТУ) стандартам.

Серебряно-цинковые элементы и батареи

Электрохимическая система: цинк — одновалентное серебро — гидрооксид калия или натрия. Источники обладают малым саморазрядом, имеют хорошие энергетические характеристики и почти неизменное напряжение в процессе работы (при неизменной температуре). Температурный диапазон — от 0 до +55 °C. Их отличают по надписи Silver или Silber. В табл. П2.4 приведены данные серебряно-цинковых элементов и батарей по международным (МЭК) и государственным (ГОСТ, ТУ) стандартам.

Литиевые элементы и батареи

Используется электролит с диоксидом марганца на основе органических соединений. Сюда входят более десяти электрохимических систем. Напряжение на элемент- от 1,5 до 3,8 В. Энергетические и габаритно-весовые показатели выше, чем у ртутно- и серебряно-цинковых элементов: по массе — в 3 раза, по объему — в 1,5–2 раза. Литиевые источники обладают исключительно малым саморазрядом (сохраняют более 85 % емкости после 10 лет хранения). Элементы работоспособны в интервале температур от -30 до +65 °C. Они герметичны и имеют довольно стабильное напряжение. Выпускаются в основном в «таблеточном» исполнении для часов, калькуляторов, фотоаппаратов, компьютеров и других небольших приборов. В микромощных устройствах, где важна надежность контактов, используют литиевые источники с выводами под пайку. На корпусе обозначены как Lithium. В табл. П2.5 приведены данные литиевых элементов по шифру типоразмера.

Особенности обозначений и надписей

При использовании элементов питания мы часто сталкиваемся с тем, что с виду одинаковые элементы имеют различные обозначения. В связи с этим выбор аналога нужного элемента иногда вызывает определенные трудности. В табл. П2.6 приведено соответствие обозначений солевых и щелочных элементов разных стандартов, а в табл. П2.7 и П2.8 — дисковых серебряно-цинковых и ртутно-цинковых элементов.

_{Примечание к табл. Элементы, обозначенные звездочкой (*), а также с буквой W после косой черты (/W) в конце обозначения имеют существенно меньшее внутреннее сопротивление по сравнению с другими аналогами и предназначены для использования в часах с подсветкой и будильником.}

О некоторых особенностях элементов и батарей зарубежного производства, а также преимущественном их назначении можно судить по сделанным на них надписям:

• Camera — для фотокиноаппаратуры;

• Cigarette Lighter — для карманной зажигалки;

• Communication Device — для средств связи;

• Fishing Float — для поплавка;

• Game — для электронной игрушки;

• Hearing Aid — для слухового аппарата;

• Lighter — для зажигалки;

• Measuring Equipment — для измерительных приборов;

• Medical Instrument — для медицинских приборов;

• Microphone — для микрофона;

• Mini Radios — для миниатюрного радиоприемника;

• Photographic Light Meter — для фотоэкспонометра;.

• Pocket Bell — для карманного будильника;

• Standart — универсальный элемент (батарея);

• Watch — для часов;

• Wristwatch — для наручных часов.

Обычно выделяют два больших семейства аккумуляторов: свинцовые и никель-кадмиевые. Первые применяются во всех транспортных средствах со стартерами (и в некоторых других областях). Вторые, менее тяжелые и громоздкие, используются для питания радиотелефонов, переносных компьютеров, видеокамер и другой аппаратуры. Сегодня различные модели обоих типов представлены в большом ассортименте, и каждый может выбрать то, что ему требуется. Условия перезарядки для обоих семейств различны, и эти правила необходимо строго соблюдать. Ниже представлены основные рекомендации по зарядке аккумуляторов.

Свинцовые аккумуляторы

Свинцовые аккумуляторы с пробками или без пробок (запаянные) заряжаются при ограниченном токе. Его значение выбирают равным С/10, где С — емкость в ампер-часах. Требуемое напряжение зарядного устройства составляет 2,4 В на каждый элемент. Таким образом, аккумулятор с номинальным напряжением 12 В емкостью 5 А·ч, состоящий из 6 элементов по 2 В, будет заряжаться при напряжении 14,4 В (как у автомобильного генератора) и токе 0,5 А. Избыточная длительность перезарядки не приносит большого вреда. Если аккумулятор находится в нормальном рабочем состоянии, то при достаточном уровне зарядки потребление тока сокращается само по себе.

Никель-кадмиевые аккумуляторы

В процессе зарядки никель-кадмиевых (NiCd) и никель-металл-гидридных (NiMH) аккумуляторов рекомендуется использовать ток, составляющий десятую часть номинальной емкости (например, 60 мА для батареи емкостью 600 мА·ч), в течение 16 ч. В любом случае ток следует ограничить с помощью резистора, включенного последовательно с источником напряжения (желательно, стабилизированного). Если источник позволяет задать ограничение по току, нужно отрегулировать его на величину, не представляющую угрозы для батареи.