Литиевые и алкалиновые батарейки в чем разница

Батарейки: чем отличаются и какие лучше?

Фонарики, бумбоксы, машинки с радиоуправлением, будильники и пульты от телевизора – трудно перечислить все виды техники, питание которой обеспечивают батарейки. Проще сказать: что не включается в розетку, питается от них.

Как это работает?

Внутри металлического корпуса находится емкость с электролитом, который обеспечивает движение электронов и ионов от одного электрода («полюса») к другому – что и называется электрическим током. Постепенно электролит теряет способность создавать ток – и батарейка «садится».

Стандартные форматы

Цилиндрические батарейки

Привычный и стандартный облик батарейки-цилиндрика не означает, что все они одинаковы. Какие они бывают, и как правильно их выбирать?

В России наибольшей популярностью пользуются батарейки таких производителей как Kodak, Energizer, Duracell, GP, Maxell, «Космос», «Эра», а также выпускаемых под брендами производителей электроники – Samsung, LG, Sony, Panasonic и других известных марок.

Аккумуляторные батареи

Все больше пользователей предпочитают вместо обычных одноразовых батарей приобретать аккумуляторные. Это многоразовые источники питания, которые можно многократно – как минимум, несколько сотен раз – перезаряжать. Аккумуляторные батареи имеют те же форматы, что и обычные (прежде всего АА и ААА). Отличить перезаряжаемый элемент питания можно по надписи Rechargeable, а также по обозначенной на корпусе емкости в миллиампер-часах (mAh). Для перезарядки нужно специальное устройство, включаемое в розетку. Как правило, оно продается в комплекте с аккумуляторами. Аккумуляторные батареи разряжаются значительно быстрее одноразовых батарей, но это с лихвой компенсируется количеством циклов перезарядки. Наиболее часто встречаются зарядки для цилиндрических батарей форматов АА и ААА с возможностью одновременной зарядки 2 или 4 батарей. Однако в продаже есть и универсальные устройства, позволяющие заряжать аккумуляторы всех популярных форматов. Стоимость зарядного устройства составляет от 300 до 4000 руб. Цена зависит не только от марки и функциональности, но и силы тока заряда, от которой зависит скорость зарядки аккумуляторов. На российском рынке популярны аккумуляторы и зарядные устройства марок GP, Duracell, Varta, «Космос».

Советы по покупке и использованию

Какие батарейки лучше?

Эксперты «Росконтроля» протестировали популярные солевые, щелочные и литиевые батарейки формата АА. Подробности читайте в статье.

Источник

Солевые, литиевые или алкалиновые (щелочные) — какие батарейки выбрать в 2021 году

Наверное, каждому доводится иметь дело с гальваническими элементами, создающими электрический ток благодаря химической реакции, или, попросту, батарейками. Большинство из нас знают, что они бывают различных форм и размеров, делясь по химическому составу на солевые, алкалиновые и щелочные. Но в чем принципиальное различие батареек и чем нам помогут эти знания? Попробуем разобраться.

Литиевые, солевые или алкалиновые — разбираемся в свойствах батареек, чтобы понять, какие из них лучше

Батарейка – первичный источник тока, имеющий определенный тип электрохимической системы. Разделяют их по виду металла и электролита, используемых в гальваническом элементе. Именно особенности конкретной системы и определяют сферу применения, достоинства и недостатки батарейки.

На самом деле, видов батареек очень много: солевые, алкалиновые, ртутные, серебряные, воздушно-цинковые, литиевые и пр. Самыми распространенными являются солевые, литиевые и алкалиновые.

Их особенности мы и рассмотрим:

Их можно использовать в различных типах электроприборов: от карманного фонарика до небольшого радиоприемника.

Но для устройств с сильными импульсами или с долговременной нагрузкой они не годятся: быстро разряжаются, не выдерживают низких температур и могут потечь. По международной маркировке они обозначаются буквой R.

Батарейки бывают разные. Солевые, литиевые, алкалиновые…. А какие выбрать? Зависит от того, где именно вы собираетесь использовать этот источник питания

Их главное преимущество – малое внутреннее сопротивление, что позволяет батарейкам работать в несколько раз дольше и не саморазряжаться при хранении.

Используют литиевые элементы питания повсеместно, в самых различных электроприборах. Единственный недостаток этих батареек – высокая цена. По международной маркировке их обозначают буквами CR.

Выбирая батарейки, следует ориентироваться не на бренд, а на их тип

Уже по описанию понятно, что по энергоемкости и сроку службы литиевые батарейки значительно превосходят солевые и алкалиновые. Может быть это как раз тот случай, когда заплатить больше все-таки стоит.

Сравнительная таблица достоинств и недостатков солевых, щелочных и литиевых батареек

электрические характеристики, соответствующие самым распространенным требованиям.понижение емкости заряда при высоких нагрузках;

саморазрядка и высыхание электролита;

малый срок хранения – до 2х лет;

чувствительность к низким температурам;

окисление оболочки и частые протекания.Щелочные (алкалиновые)достаточно большая емкость;

при хранении снижение емкости за год не превышает 10%;

срок службы – до 7 лет;

хорошая герметизация и отсутствие протеканий;

работают при любых температурах;

при высоком разряде сохраняют низкое значение полного сопротивления.достаточно тяжелые;

цена выше, чем у солевых.Литиевыевысокая энергоемкость и энергоплотность;

показывают стабильное напряжение при высоких разрядах;

срок службы – до 12 лет.имеют в составе высокотоксичные материалы;

при коротком замыкании существует опасность возгорания;

Так что же все-таки лучше?

Самое большое достоинство солевых батареек в глазах потребителя – их низкая стоимость. К сожалению, оно же и последнее. Хотя электрические характеристики и отвечают довольно широкому спектру бытовых приборов, малая энергоемкость делает эти батарейки недолговечными.

Использовать их можно только в устройствах с невысоким энергопотреблением: дистанционных пультах, термометрах, настенных часах, детских игрушках, напольных весах и пр. Более серьезную технику они «не потянут», к тому же они совершенно не способны работать на морозе.

Еще один минус солевой батарейки – способность к разгерметизации.

Электролит вытекает, а это небезопасно как для приборов, так и для человека. Именно эта особенность заставила многих производителей отказаться от выпуска солевых элементов питания и сегодня их найти не так просто.

Щелочные или алкалиновые батарейки по своим показателям намного превосходят солевые. Они способы работать в несколько раз дольше и при более интенсивных нагрузках. Щелочные батарейки обладают большей емкостью, хорошо работают при импульсных нагрузках, оставаясь нечувствительными к низким температурам.

Еще одно преимущество алкалиновых элементов питания – отсутствие саморазряда. Они могут храниться до 7-10 лет и при этом практически не разряжаются. Используют щелочные батарейки в современных энергозатратных приборах малого и среднего размера: цифровых фотокамерах, плеерах, автомобильных пультах, часах, калькуляторах и пр.

Кроме того, они отличаются хорошей герметичностью и высоким уровнем безопасности. Самые известные производители алкалиновых батареек – бренды Panasonic, GP и Duracell.

Это делает литиевые батарейки незаменимыми в приборах, призванных обеспечить выживание в трудных условиях: фонариках, рациях, аварийных маячках. Кроме этого, их можно использовать в фото и видео технике, медицинских приборах, компьютерах, в военном и космическом оборудовании.

Одна батарейка может бесперебойно работать около 12 лет.

Если в первые годы номинальное напряжение литиевых батареек не позволяло им стать взаимозаменяемыми с другими типами элементов питания, то сегодня выпускаются элементы с напряжением 1,5 В. Несмотря на это, использовать литиевые батарейки рекомендуется в приборах с высоким энергопотреблением.

К недостаткам этих элементов питания можно отнести их стоимость и возможность возгорания при неправильной эксплуатации. Но благодаря тому, что объемы производства литиевых батареек постоянно нарастают, их ценовой разрыв со щелочными постепенно сокращается.

Алкалиновые батарейки — емкие. Литиевые тоже, да еще и долгоиграющие. Зато солевые самые бюджетные. Каждый вариант имеет свои плюсы и минусы

Приобретая батарейки, стоит ориентироваться не только на их электрохимические показатели и ценовую категорию, но и на дату выпуска. Помните, элемент питания, больше года хранившийся на магазинной полке, по уровню заряда окажется слабее своего «свеженького» собрата. Поэтому обязательно обращайте внимание и на этот показатель.

Источник

Какие батарейки лучше — алкалиновые или литиевые?

Многие приборы, которые нас окружают, нуждаются в элементах питания — батарейках. Однако со временем они начинают разряжаться. В такой ситуации возникает вопрос: «Какие батарейки выбрать?». Ведь одни служат очень долго, другие «умирают» достаточно быстро, особенно на морозе. Но почему так происходит, чем они отличаются?

Всё зависит от одного параметра – из чего они сделаны. Именно от их состава зависит срок службы и отчасти уровень заряда. Мы предлагаем разобраться и сравнить, какие батарейки лучше: алкалиновые или литиевые, а также поможем выяснить, как экономить, не покупая каждый месяц новый элемент питания.

Особенности, плюсы и минусы алкалиновых батареек

Своё название батарейки получают благодаря металлам, из которых изготавливают электроды. Один из наиболее популярных видов – это щелочные. Многие называют их алкалиновые. «Минус», или отрицательный полюс состоит из цинкового порошка. Благодаря этому увеличивается скорость протекания химических реакций.

Справка. В солевых батарейках также используется цинк. Однако он применяется не в виде порошка. Дело в том, что из него изготавливают корпус. Такая конструкция считается устаревшей, поскольку элемент питания медленно отдаёт ток.

Положительный полюс изготавливают из диоксида марганца. Главным отличием от, например, солевых элементов питания является тип электролита. В алкалиновых батарейках для этого используется гидроксид калия.

Особенность данных элементов питания в том, что они подходят к приборам с энергопотреблением до 300–700 мА. При ёмкости в 3 А*ч они обеспечат длительную работу. Если нагружать батарейку большим током, то её напряжение упадёт, а огромная часть энергии будет расходоваться впустую – на нагрев самой себя. Вывод простой: эффективная ёмкость зависит от нагрузки.

Дополнительная особенность таких элементов питания в том, что даже если они полностью разряжены, то прибор всё равно будет работать, хоть и не продолжительное время. То есть таким нехитрым путём можно пользоваться, например, фотоаппаратом, обходясь некоторое время без покупки новых элементов питания.

Справка. Если солевая батарейка сядет полностью, то фотоаппарат даже не включится. Если же использовать алкалиновый элемент питания, то он позволит провести небольшую фотосессию, длительностью 25–40 минут.

Если же говорить о преимуществах данного вида батареек, то их наберётся немало:

Однако кроме плюсов, у них есть и минусы:

Характеристики, плюсы и минусы литиевых батареек

Литий – мягкий и пластичный металл. Литиевые батарейки создают напряжение примерно 3 Вольта, благодаря чему их можно использовать во многих приборах. Один такой элемент питания заменяет 2 солевые или алкалиновые батарейки. Особенность такого изделия – это их масса, она легче на 30% по сравнению с весом «собратьев» из других металлов.

Сам электрод покрыт пассивной плёнкой, толщина которого составляет несколько нанометров. Данная плёнка обладает свойствами твёрдого электролита, который проводит ионы лития. Она позволяет исключить появление самопроизвольной реакции литиевого электрода с электролитом. По этой причине литиевые батарейки обладают низким уровнем саморазряда (около 1,5% в год). Благодаря этому срок их хранения может достигать 10, а то и 15 лет, что, на первый взгляд, кажется фантастикой.

Использовать их можно в любом электронном устройстве. Правда, стоит отметить, что применение, например, в пульте от телевизора такого элемента будет не совсем целесообразно, поскольку более эффективно они себя проявят с различной электроникой, цифровыми устройствами (фотоаппарат). То есть с теми устройствами, у которых высокое энергопотребление: от игрушек до медицинской аппаратуры.

Как и у всех элементов питания у литиевых батареек есть свои плюсы и минусы. Если же говорить о преимуществах, то здесь выделяются:

Если же говорить о минусах, то здесь выделяется один главный недостаток – это высокая стоимость. Однако многие люди понимают, что лучше один раз заплатить, чем менять их огромное количество раз, и в итоге всё равно переплачивать.

Какие батарейки лучше — литиевые или щелочные

Сразу же стоит отметить, что оба элемента питания имеют огромное количество плюсов, и если их сравнивать с солевыми батарейками, то последние, безусловно, проигрывают. Поэтому о них лучше забыть навсегда. Если же выбирать между двумя рассматриваемыми изделиями, то здесь немного впереди литий-ионные элементы. Дело в том, что у них выше энергоёмкость, поэтому их можно использовать практически в любых приборах. Срок их службы превышает срок эксплуатации щелочных аналогов почти в 2 раза. Однако последние считаются более универсальными, поскольку их можно использовать в пультах.

Вывод напрашивается следующий: выбор элемента питания зависит от самого устройства. Если он нужен для фототехники, то лучше приобретать литиевый вариант, для более простых устройств подойдут щелочные. Лучше же всего приобрести перезаряжаемые аккумуляторные батареи и один комплект обычных батареек. Таким образом вы сэкономите больше денег, а запасной комплект будет служить временной заменой, пока аккумулятор стоит на зарядке.

Источник

Алкалиновые или литиевые батарейки – какие лучше выбрать?

В этой статье будут рассмотрены особенности алкалиновых и литиевых батареек, а также их преимущества и недостатки. Для педантов сразу отмечу, что под обозначением «батарейки» здесь понимаются первичные источники тока щелочного (alkaline) и литиевого типа. В основном они представлены в продаже цилиндрическими моделями форм-фактора AA (или R6) и AAA (или R3), но на самом деле типоразмеров значительно больше. Можно также назвать C (R14), D (R20). Есть не только цилиндрические, но также дисковые (CR) или призматические («Крона» 9 В). Отличия у них не в форме и размерах, а в типе электрохимической системы, которая и определяет их достоинства и недостатки.

Алкалиновые

Конструкция и состав

Это стандартные батарейки щелочного типа. Алкалиновыми их окрестили за маркировку «Alkaline» (в переводе щелочной) импортного происхождения. Это марганцево─цинковый гальванический элемент питания со щелочным электролитом. В большинстве случаев щелочные батарейки имеют катод из двуокиси марганца (MnO₂) с графитосодержащим материалом, а анод из цинковой пасты (Zn). Реже в качестве материала катода применяются оксид серебра (Ag₂O) или метагидроксид никеля (NiO(OH)). В качестве электролита применяется гидроксид калия (KOH).

Ниже можно посмотреть конструкцию щелочного источника питания цилиндрического типа.

Изоляцию катода обеспечивает оболочка, предотвращающая короткое замыкание. В нижней части можно также увидеть специальную прокладку. Её роль заключается в принятие газов, образующихся в элементе при работе. Если давление превышает допустимый предел, то развивается предохранительная мембрана и батарейка разгерметизируется. В результате из алкалинового источника питания может вытечь электролит.

Реакции

В алкалиновых источниках питания протекают следующие реакции.

На аноде идет реакция с образованием гидроксида цинка и дальнейшим его разложением на оксид цинка и воду.

Zn + 2OH − => Zn(OH)₂ + 2e −

На катоде восстанавливается оксида марганца.

Общий электрохимический процесс в алкалиновой батарейке выглядит следующим образом.

Zn + 2KOH + 2MnO₂ + 2e − → 2e − + ZnO + 2KOH + Mn₂O₃

Конструкция и материалы щелочной батарейки очень близки к солевым источникам питания. Однако в отличие от солевых батареек, в алкалиновых цинк содержится в порошкообразном виде, а не в форме цинкового стакана.

Сферы применения

Ниже перечислены основные сферы применения.

Как видите, это устройства, потребляющие относительно высокий ток непродолжительное время, а также те, что требуют небольшое по мощности питание в течение длительного времени. Если подать слишком высокую нагрузку, то может просесть напряжение и потребуется некоторое время на его восстановление.
Вернуться к содержанию

Основные параметры

Литиевые

Конструкция

В случае с литиевыми батарейками есть несколько распространённых типов конструкции. Ниже рассмотрены цилиндрические и дисковые источники тока.

Для цилиндрических моделей применяются бобинная и рулонная конструкция.

В случае рулонных батареек важно позаботиться о безопасности, поскольку при коротком замыкании (КЗ) ток в них может достигать 20 ампер. Если произойдет КЗ, то из-за сильного разогрева элемент питания может взорваться. Чтобы это предотвратить, конструкции предусматривается плавкий термистор, который еще называют плавким предохранителем. Когда ток превышает определенное значение, термистор разогревается, увеличивается сопротивление материала и ток КЗ снижается.

После устранения короткого замыкания и уменьшения температуры, сопротивление плавкого предохранителя снижается и батарейку можно снова использовать.

Некоторые производители предусматривают дополнительный вид защиты в виде специальной насечки в основании отрицательного вывода элемента. Если давление внутри корпуса превысит определенное значение, то по этой насечке произойдет вскрытие и сброс давления. Так удастся избежать взрыва. После вскрытия литиевая батарейка уже непригодна для использования.

Состав и протекающие реакции

Существуют две электрохимические системы, на основе которых создаются литиевые батарейки.

Литий─тионилхлоридные

В этой электрохимической системе катодом является жидкое вещество. В роли анода выступает металлический литий, а катод выполнен из пористой углеродной массы. Электролит представляет собой раствор солей лития (LiGaCl₄ или LiAlCl₄) в тионилхлориде (SOCl₂). Тионилхлорид, помимо функции электролита, выполняет также роль активного материала катода. Химическая реакция, протекающая в этой электрохимической системе, выглядит так.

В процессе разряда происходит оседание хлорида лития в порах катода. Когда батарейка близка к полному разряду, начинается оседание серы на катоде. Параллельно происходит растворение оксида серы в электролите.

Литий─диоксидмарганцевые

Электрохимические системы на базе MnO₂ являются более распространенными при создании первичных источников тока литиевой типа. Здесь роль анода также выполняет металлический литий, активным катодным материалом является термообработанный диоксид марганца ─ MnO₂. В системе используются органический электролит, имеющий в своём составе растворенные соли лития LiClO₄ или LiCF₂SO₂. Часто используется диметоксиэтан или пропиленкарбонат. Реакция, происходящая при разряде в этой системе, показана ниже.

При протекании реакции нет образования каких-то химических элементов, которые бы увеличивали давление в корпусе источника тока. Марганец восстанавливается до трёхвалентного состояния, а также происходит встраивание ионов лития в кристаллическую решётку MnO₂.

Система на основе Li─SOCL₂ имеет более высокую энергетическую плотность и ёмкость, чем Li─MnO₂. Естественно, при одинаковых габаритах и массе. Это обусловлено более высокой активностью тионилхлорида сравнению с диоксидом марганца. Кроме того, номинальное напряжение в первом случае составляет 3,5, а во втором 3 вольта.

Если после хранения такой батарейки подключить её к устройству, потребляющему большой ток, то произойдет кратковременная просадка напряжения. Впоследствии она выравнивается до нормального значения. Просадка будет тем сильнее, чем дольше на хранении находился источник питания. И тем больший ток будет потребляться нагрузкой. Если же напряжение снизится ниже минимального, то устройство не может просто включиться.

Поэтому после хранения батареек Li─SOCl₂ перед подключением к ним нагрузки нужно проводить депассивацию. Причём специалисты советуют учитывать эффект пассивации на стадии проектирования того или иного устройства для его стабильного функционирования. С этой точки зрения процесс пассивации является отрицательным явлением.

В принципе, этот эффект можно преодолеть, если ввести в электролит вещества, способствующие растворению хлорида лития. Но образующаяся пленка имеет и положительный эффект. Он заключается в том, что при хранении предотвращается окисление материала катода. Благодаря этому снижается интенсивность саморазряда. К примеру, у батареек Li─SOCl₂,имеющих бобинную конструкцию, составляет всего около 1 процента в год.
Вернуться к содержанию

Сферы применения

Безопасность

При использовании литиевых батареек важное значение приобретает вопрос безопасности. Это касается их применения как в промышленных, так и в бытовых устройствах. Нужно позаботиться о том, чтобы параметры эксплуатации не привели к возгоранию, порче оборудования и травмам персонала. Более безопасными считаются источники тока Li─MnO₂. В них при хранение и разряде не возникает никаких элементов, увеличивающих давление в корпусе. В электрохимических системах Li─SOCl₂ присутствуют подобные элементы, но критического увеличения давления они не вызывают.

Стоит также понимать, что чем больше ёмкость литиевых источников тока (а значит, больше их размеры и масса), тем больше в них активного материала. А значит, серьёзнее будут последствия в случае возгорания. Чем меньше лития использовано в батарейке, тем она безопаснее. Про средства защиты (клапаны, насечки) уже было сказано выше в разделе про рулонную конструкцию.

Характеристики

Что лучше – литиевые или алкалиновые?

В итоге, что лучше литиевые или щелочные батарейки? Как и в других подобных случаях, однозначного ответа на вопрос здесь дать нельзя. Выбор нужно делать в зависимости от устройства, где будет работать батарейка. Можно только обозначить преимущества и недостатки обоих типов.

Можно однозначно сказать, что выбор в пользу литиевых батареек следует делать тогда, когда требуется обеспечить питание устройств с высоким потреблением тока. Но при этом придется потратиться больше, чем случае со щелочными источниками тока.
Вернуться к содержанию

Источник