Сегодня 29 октября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Фото и видео

Элементы питания. Прошлое, будущее и настоящее

⇣ Содержание

Углецинковые

Батарейные технологии начинают отсчет именно с этого типа. Прообраз этого элемента был изобретён в 1866 году Джорджем Леклончем. Углецинковые элементы считаются наиболее распространёнными и имеют множество различных названий. Когда вы говорите о батарейках, вы, скорее всего, имеете в виду именно эти батарейки. К слову сказать, одна только компания - Energizer - за год продаёт шесть миллиардов таких элементов. На сегодняшний день, это самые дешевые элементы, кроме того, это элементы с наименьшей плотностью среди большинства батареек.

Причиной их популярности стали названные химические процессы. К числу таких батареек относятся элементы Леклонча, цинк-хлоридные и щелочные элементы.

В углецинковом элементе катодный токосъемник изготовлен из угля. Он представляет собой угольный стержень, проходящий по оси батарейки. На самом деле катод состоит из смеси диоксида марганца, угля и электролита. Анод выполнен из цинка и представляет собой сам корпус элемента питания. Электролит - это сложная смесь химикалий (клейстер), обычно включающая нашатырь, диоксид марганца и хлорид цинка.

Элементы Леклонча и цинк-хлоридные элементы отличаются в основном электролитом. В первом типе в качестве электролита используется разбавленная водой смесь нашатыря и хлорида цинка. В цинк-хлоридных, в основном, это хлорид цинка. Напряжение в цинк-хлоридных элементах немного больше, чем в элементах Леклонча - 1,6 Вольта, против 1,55.

Несмотря на то, что цинк-хлоридные элементы и имеют большую емкость, нежели элементы Леклонча, это разница незаметна при небольших нагрузках. Поэтому цинк-хлоридные элементы часто называют сверхмощными. В любом случае, чем выше нагрузки, тем меньше эффективность углецинковых элементов. Скажем, при увеличении тока нагрузки в два раза, емкость батарейки сокращается более чем наполовину. Поэтому чем больше тока потребляет устройство, тем больше будет размер батарейки. Именно поэтому прожорливые в энергетическом смысле устройства работают на элементах размера "D", а маломощные радиоприёмники будут работать и на элементах "АА".

Щелочные элементы (независимо от того, что говорят в рекламе) - это все лишь небольшое улучшение углецинковой технологии 19 века. Основные изменения коснулись химического состава электролита - он стал более щелочной (а чего ещё вы ожидали?). Такое изменение позволило увеличить плотность и срок годности элементов питания.

Конструкция же щелочных элементов во многом отличается от конструкции обычных углецинковых. Для улучшения эффективности, их устройство было кардинально изменено. Корпус щелочных элементов служит просто для защиты, и не играет никакой роли в химических реакциях. Анод этих элементов представляет желеобразную смесь активного цинка и электролита (который сам по себе представляет смесь гидроксида калия (являющегося щелочью) и воды). Оба этих компонента связаны с отрицательным полюсом элемента с помощью медного стержня, проходящего по оси элемента. Катод, смесь угля и диоксида марганца, размещается вокруг анода и электролита и отделяется слоем нетканого материала вроде полиэфира. На рисунке представлена конструкция щелочного элемента Duracell.


Щелочная батарейка Duracell

В зависимости от сферы применения, щелочные элементы могут работать в 4-9 раза дольше обыкновенных углецинковых элементов. Преимущество их неоспоримо при редко возникающих больших нагрузках, то есть если мощное устройство работает около часа в день, а не по несколько минут каждый час.

Номинальное напряжение углецинковых элементов - 1,5 Вольта. Но это напряжение обеспечено лишь при небольших токах в самом начале их эксплуатации. Напряжение уменьшается при увеличении нагрузки и при уменьшении заряда.

В стандартных девятивольтных батарейках используются те же химические реакции. Для обеспечения такого напряжения внутри каждой батарейки последовательно соединяется шесть углецинковых элементов. В принципе, подобным образом можно достичь ещё большего напряжения. В пятидесятых годах для работы ламповых приёмников батарейки давали напряжение от 45 до 90 Вольт. Они тоже состояли из углецинковых элементов.

Как правило, щелочные батарейки не подзаряжаются. В них не могут протекать обратные химические реакции. Если же вы попытаетесь подзарядить обычную углецинковую батарейку, она скорее станет работать как резистор, а не как аккумулятор и будет просто нагреваться. При очень сильном токе батарейка разогреется до состояния, при котором возможен взрыв - хороший повод никогда не экспериментировать с подзарядкой углецинковых или щелочных элементов.

Как и у любого правила, здесь тоже есть исключения - восстанавливаемые батарейки Renewak, производимые по лицензии корпорации Rayovac Corporation (данная технология возникла сравнительно недавно). Устройство этих батареек основано на двух углецинковых технологиях, оно отличается от устройства обыкновенных батареек. Что важно, для зарядки таких батареек требуются специальные зарядные устройства. Вместо обыкновенного постоянного тока их заряжают пульсирующим током. В зарядных устройствах эти импульсы управляются микропроцессором, именно он определяет, когда нужно дать напряжение и защищает батарейку от перегрева. Но даже такие нестандартные зарядные устройства не обеспечивают батарейкам долгой жизни. Обычно её хватает на 25-100 перезарядок. Тем временем цена на такие элементы в два раза выше, чем на обыкновенные щелочные. Но в некоторых случаях их использование может быть экономически оправдано.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про справочные материалы
Следующая страница → ← Предыдущая страница
⇣ Содержание
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Windows и Xbox тянут вниз бизнес Microsoft — но на облаках прибыль всё равно подскочила на 32 % 54 мин.
ИИ-бум разогнал поиск Google до максимума за пять лет, а Gemini достиг 1 млрд пользователей — но цена ИИ-бума растёт 3 ч.
Китай решил продавать за рубеж доступ к ИИ, но не сами технологии — Пекин готовит новые экспортные ограничения 3 ч.
VK раскрыла результаты «Макса»: 90 млн пользователей в день отправляют в среднем по 21 сообщению 4 ч.
Ещё более умный Чужой и страх открытых пространств: разработчики Alien: Isolation 2 раскрыли новые подробности амбициозного хоррора 4 ч.
«Да, мы вайбкодим»: Epic Games подтвердила повсеместное использование ИИ в разработке Fortnite, Unreal Engine 6 и не только 4 ч.
IBM представила инструменты для контролируемого использования ИИ-агентов в бизнес-системах 12 ч.
Discord разрешит читать сообщения публичных серверов без регистрации — через Google 13 ч.
Microsoft убьёт Copilot для смарт-ТВ до конца года — люди не захотели «дружить» с ИИ 13 ч.
Секретная ИИ-модель Anthropic выкачала фото с заблокированного Android-смартфона и сбежала из Chrome 14 ч.
Дефицит памяти станет хуже в 2027 году, предсказала Samsung — и отчиталась о рекордной прибыли в $80,4 млрд 34 мин.
Великобритания готовится обязать застройщиков ЦОД инвестировать в регионы присутствия — чтобы предотвратить недовольство населения 2 ч.
21 степень свободы и 1500 датчиков: Xiaomi разработала кисти рук для роботов-заводчан 4 ч.
Biostar представила индустриальный компьютер EdgeComp MS-U320 на основе Intel Wildcat Lake 4 ч.
ASRock Rack выпустила сервер 1U4E1S-ARM на платформе Arm AGI 5 ч.
Новая статья: С кем болтает ваш компьютер: смотрим, к чему в Сети подключаются программы в Windows и Linux, и запрещаем лишнее 13 ч.
Xreal представила Aura — лёгкие очки на Android XR с Gemini, приложениями и ценой от $1279 14 ч.
Sony представила полупрозрачные геймпады DualSense и панели PS5 в трех цветах 16 ч.
Учёные описали новый механизм передачи энергии от гравитации к веществу — подобно вспышкам на Солнце 16 ч.
Apple представила новые MacBook Pro с сенсорными OLED — чипы те же, цена выше 17 ч.