Алкалиновые батарейки — можно ли заряжать
Первые алкалиновые батарейки были запущены в производство в 60-х годах, когда перед производителями встал вопрос улучшения качества и энергоэффективности элементов питания. Свое название они получили от электролита, состоящего из щелочного раствора. Конструкция алкалиновых АКБ подразумевает использование гидрокисда калия или натрия. Маркируются щелочные батарейки надписью Alkaline или Алкалайн.
В конструкции алкалиновых батареек используется гидроксид калия или натрия.
Особенности алкалиновых батареек
Электрохимическую реакцию в щелочных элементах питания обеспечивает смесь цинка и оксида марганца. Эти же вещества входят в состав солевых АКБ, однако за счет щелочного раствора существенно увеличивается период эксплуатации устройства. В зависимости от типа источника питания напряжение находится в пределах 1,5-12 В. При этом щелочные могут работать при разных токах.
Минимальное значение имеют алкалиновые элементы таблеточного типа. Они отличаются миниатюрным корпусом и невысокими техническими показателями. Например, батарейки с формой корпуса 164 имеют емкость всего лишь в 8 мАч. Более энергоэффективные элементы вроде PX625A отличаются объемом до 200 мАч.
Устройство и принцип работы
Отрицательный электрод алкалиновой батарейки находится в центре элемента питания. Он представляет собой пасту, в состав которой входит цинковый порошок, электролит и загуститель. Для защиты внутренних элементов от коррозии в корпусе предусмотрен высокочастотный цинк с добавлением сторонних металлов. Это также позволяет производителям исключать из состава опасные для экологии вещества, например, ртуть.
Токоотвод элемента питания обеспечивает латунный стержень, проходящий сквозь порошок. Благодаря ему увеличивается область соединения электролита и электрода, что способствует уменьшению внутреннего сопротивления и увеличению разрядного тока.
Плюсовой и минусовой электроды разделены между собой пористой структурой, которая пропитана рабочим раствором. Она также не допускает смешивание паст с разными зарядами. Положительный электрод состоит из оксида марганца и графита. Именно он заполняет свободное внутреннее пространство, которое остается между мембранной и корпусом.
Можно ли зарядить алкалиновую батарейку
Щелочные батарейки считаются высокоэффективным элементом питания, поэтому возникает вопрос: можно ли заряжать алкалиновые батарейки? Такая возможность позволила бы экономить на покупке новых АКБ. Однако согласно рекомендациям производителей, щелочные батарейки нельзя заряжать. Данная информация отображена на упаковке в виде надписи или пиктограммы.
В сети можно найти советы и инструкции, как заряжать алкалиновые батарейки в зарядном устройстве. Операция выполняется при соблюдении временных интервалов, при этом сам элемент питания не должен нагреваться выше 50 градусов по Цельсию. После роста напряжения батарейку также необходимо охлаждать. Однако такой способ дозарядки не дает никаких гарантий и может привести к вытеканию электролита, поэтому пробовать его не стоит.
Если возможности заменить использованные батарейки на новые нет, можно прибегнуть к следующим методам продления работоспособности источника питания:
Стоит помнить, что оба способа – небезопасны и позволяют добиться минимального эффекта. Поэтому проще будет купить новые алкалиновые батарейки.
Заряжаемые батарейки
Помимо алкалиновых, существуют и другие виды батареек, которые можно дозаряжать после использования. В отличие от стандартных элементов питания многоразовые аккумуляторы позволяют при помощи зарядного устройства пользоваться ими в течение долгого времени. Подобные батарейки выпускаются и с щелочным раствором с напряжением в 1,5 В и емкостью от 150 мАч.
Зарядное устройство для батареек.
Ключевое преимущество алкалинового аккумулятора заключается в полностью безопасном для человека корпусе, который не содержит вредных веществ. Такой элемент питания держит заряд при соблюдении условий хранения долгие годы, особенно, если не разряжать его полностью. В инструкциях от производителей указано, что аккумуляторы на щелочной основе выдерживают до 50 циклов перезарядки.
Многоразовые батарейки имеют стандартные габариты, типоразмеры соответствуют форматам АА, ААА, С и D. Использовать их следует в технике с низким уровнем потребления тока, например, в пультах ДУ или фонариках.
Зарядка щелочных батареек зарядным устройством — почему лучше не рисковать
Большая часть современных приборов работает не от сети, а на батарейках. За все время своего существования они не раз изменяли свой облик, постоянным оставался лишь принцип работы. Алкалиновая батарейка называется еще щелочной.
Конструкция и принцип работы алкалиновой батарейки
Элементы подобной конструкции впервые появились на рынке в 60-х гг. Свое наименование они получили из-за надписи на корпусе. Щелочными их стали называть из-за электролита, который находится внутри.
В остальном батарейка не отличается устройством от других представителей этой группы элементов питания. Реакции, идущие внутри, похожи на те, что происходят в солевой батарее. Отрицательный электрод расположен в цинке, а положительный находится в оксиде марганца.
В отличие от нее, в щелочной не образуются газы, поэтому нет необходимости создавать камеру-сборник. Поэтому полезный объем щелочной батареи больше, чем у солевой.
Отрицательный электрод занимает в ней только 30%. У солевого электролита он составляет весь объем стакана.
Схема строения батареи
В центре батареи находится электрод. Он представляет собой смесь порошка цинка, загустителя состава и электролита. На батарейки идет только цинк повышенной чистоты с добавкой нескольких металлов. Данная схема исключает в их составе ртуть.
Плюс и минус разделены мембраной, которая пропитана цинком. Она не позволяет положительной и отрицательной составляющей перемешиваться.
Первый электрод представлен смесью марганцевого оксида и графита. Положительного вещества в щелочной батарее в 1,5 раза больше, чем в солевой.
Поскольку в ходе работы устройства газы не выделяются, корпус батарейки герметичен. У нее есть защитный клапан, предохраняющий ее от взрыва. Выпускаются щелочные батареи с разным напряжением — от 1,5 до 12 В.
Можно ли зарядить алкалиновую батарейку
Щелочное устройство теряет свой заряд при длительном хранении. За год исчезает около 10%. Вопрос, можно ли зарядить алкалиновую батарейку, утрачивает свою остроту.
Помимо щелочных, появились и другие типы изделий, которые служат еще дольше и эффективнее. Поэтому чаще всего намного выгоднее приобрести новую модель, которая стоит не так и дорого, чем пытаться зарядить старую.
Следует выяснить, можно ли заряжать алкалиновую батарейку. Способы обновить щелочное устройство есть, но сами производители предупреждают, что делать этого не стоит. Итог такой процедуры никто не сможет предсказать.
Производители пошли на встречу потребителям и разработали модели с возможностью повторной подзарядки.
Заряжаемые щелочные батареи
Впервые новый тип батареек появился в Канаде в конце 80-х гг. В отличие от простого аккумулятора, их нет необходимости заряжать. Они готовы к эксплуатации сразу. После того как элемент истощит свои резервы, его можно поставить на зарядку и использовать вторично.
Подобные алкалиновые устройства занимают переходное положение между простыми конструкциями и аккумуляторами. Напряжение данной модели равно 1,5 В и остается таким до конца ее работы.
Производители утверждают, что их батарейки можно заряжать в зарядном устройстве до 50 раз. Перезаряжать конструкцию полностью — только 20 раз.
Элементы с восстанавливаемым зарядом имеют стандартные размеры, по классификации их относят к группам AA, AAA, C, D. Их лучше применять в приборах с низким уровнем потребления тока и тех, которые работают периодически. К таким устройствам относятся пульт, фонарь. В некоторых государствах эти элементы используются чаще, чем простые щелочные.
Иногда приборы изначально продаются в комплекте с зарядкой к ним. Блоки питания для нее чаще всего ориентирован на элементы класса АА.
Если только они не будут работать в маломощных приборах короткое время. Щелочные конструкции с восстанавливаемым зарядом занимают свою нишу. В торговых точках их можно встретить на полках и возле касс. Их стоимость выше, чем у простых батареек, но все расходы окупаются за счет более долгого срока использования.
Заряжаем обычные батарейки
Многие из вас удивятся, когда узнают, что обычные щелочные (alkaline) батарейки можно заряжать с помощью специального зарядного устройства. Я провёл эксперимент, чтобы выяснить, сколько энергии способны дать батарейки после перезарядки.
Мне известно только две модели зарядных устройств для батареек. Первое устройство продаётся на Aliexpress, стоит около 600 рулей, заряжает только батарейки и питается от USB.
Второе устройство — ROBITON Ecocharger AK02 стоит около 900 рублей, заряжает как батарейки, так и аккумуляторы, питается от сети.
Режим заряда переключается на боковой панели устройства.
Устройство заряжает аккумуляторы током 350 мА, батарейки заряжаются током 100-150 мА.
Можно заржать батарейки и аккумуляторы форматов АА и ААА, у устройства четыре независимых канала. Двухцветные светодиоды показывают состояние каждого канала, так что это заодно ещё и хорошая зарядка для аккумуляторов.
Для эксперимента я взял новые батарейки АА и ААА двух брендов — заведомо хорошие GP Super и одни из самых дешёвых FLARX из магазинов FixPrice. Каждого вида по три штуки, всего 12 штук.
Сначала все батарейки были разряжены в трёх режимах с замером ёмкости:
Далее я дал батарейкам «отдохнуть» в течение 12 часов, зарядил их, снова «дал отдохнуть» и разрядил в тех же режимах. И так пять раз (весь процесс занял почти месяц). Я не буду загромождать статью огромным количеством цифр и графиков, покажу лишь, как падала отдаваемая энергия в процентах от начальной.
Лучше всего заряжаются батарейки, которые были разряжены импульсами большого тока: после первой зарядки они дают 60-75% энергии при разряде в таком же режиме и даже после пятой зарядки они способны дать 39-43% начальной энергии. В этой и следующих таблицах указан процент от начальной энергии в ватт-часах после 1, 2, 3, 4 и 5 зарядки.
Хорошо заряжаются батарейки и после непрерывного разряда большим током: 50-60% после первой зарядки, 24-32% после пятой.
А вот после разряда небольшим током всё гораздо хуже. Батарейка FLARX AAA вообще не смогла зарядится ни разу, GP AAA один раз зарядилась и дала 36% начальной энергии, но больше зарядится не смогла. Батарейки АА дали 35-39% начальной энергии после первого заряда, а дальше FLARX AA продолжала заряжаться и давать 33-35% энергии каждый раз, а GP AA зарядиться почти не смогла.
Но энергия это ещё не всё. После заряда батарейки имеют изначально меньшее напряжение и некоторые устройства будут считать свежезаряженные батарейки наполовину разряженными. Я измерил напряжение через минуту после начала разряда.
Новые батарейки, разряжаемые малым током, изначально имеют напряжение выше 1.5В, но уже после первой зарядки их начальное напряжение оказалось около 1.2В и многие устройства справедливо будут считать заряженные батарейки «полудохлыми».
В этой и следующих таблицах указаны значения напряжения в вольтах для новой батарейки (0) и после 1-5 зарядки, измеренные через минуту от начала разряда указанным током.
При непрерывном разряде новых батареек большим током через минуту напряжение на батарейках АА составляет около 1.4В, а на батарейках ААА 1.3В. У заряженных батареек это напряжение на 0.2В меньше.
Похожая картина и у батареек, разряжавшихся импульсами большого тока.
В ходе эксперимента выяснено следующее:
Можно ли заряжать алкалиновые батарейки?
Фонари, детские игрушки, кухонные весы, электронные часы — для работы этих и многих других бытовых приборов нужен миниатюрный источник питания, которым является батарейка.
Все элементы питания имеют довольно простую конструкцию — корпус, электролит и два электрода. Однако вне зависимости от того, какие их виды используются, рано или поздно они начинают садиться. Так как это может произойти в самый неподходящий момент, многие задаются вопросом, можно ли подзарядить алкалиновую батарейку.
Особенности конструкции и принцип работы алкалиновой батарейки
Выбор подходящего элемента питания зависит от прибора, в котором вы его будете использовать. Одним из самых популярных вариантов являются алкалиновые или, как ещё их называют, — щелочные батарейки. Они подходят к большинству приборов, долго служат, при этом имеют доступную стоимость.
Внешне они не отличаются от прочих разновидностей, например, солевых источников тока и представляют собой «бочонок» разного диаметра. Но между солевыми и щелочными элементами питания есть одно конструктивное отличие: алкалиновые имеют «вывернутую» конструкцию.
Внутри устройства располагается цинк, находящийся в порошкообразном состоянии. Поэтому стаканчик из цинка, который используется в солевых моделях, здесь заменяют на никелированный корпус. Он не только удерживает цинковый порошок, но и выступает в роли положительного контакта.
Во время работы положительный электрод примыкает к стенкам металлического корпуса. Кроме того, конструкция изделия позволяет разместить больше диоксида марганца, чем используется в солевых источниках питания. Поэтому они отличаются более длительным сроком эксплуатации.
Внутри корпуса располагается сепаратор, пропитанный электролитом. Чаще его изготавливают из гидроцеллюлозной плёнки.
В центральной части изделия находится токоотвод катода. Между ним и сепаратором помещают анодное вещество, роль которого играет порошок из цинка. Главное, чтобы порошок был пропитан специальным загустителем.
Справка. Щелочной электролит значительно увеличивает срок работы элементов питания — во время эксплуатации он расходуется экономнее, чем это происходит в солевых батарейках.
Принцип работы устройства впервые был описан итальянским физиком Вольтом в 1782 году. Он смастерил гальванический элемент, в котором анод из цинка и катод из меди были помещены в кислотную среду. В результате химической реакции образовался электрический ток.
К достоинствам устройства можно отнести:
Можно ли зарядить щелочную батарейку в домашних условиях
Рано или поздно все мы сталкиваемся с тем, что алкалиновый источник тока начинает садиться. В это время наши пульты дистанционного управления, фонарики и другие приборы теряют функциональность. Но пока изделие полностью не вышло из строя, можно попробовать его чуть-чуть реанимировать, немного подзарядив.
Что не нужно делать:
Однако производители настоятельно не рекомендуют повторно заряжать изделие. Ведь итог подобных манипуляций может быть непредсказуем. Например, может разгерметизироваться корпус устройства, что приведёт к утечке электролита.
Поэтому производители учли наши пожелания и начали выпускать модели, которые можно заряжать несколько раз.
Заряжаемые алкалиновые батарейки
Существует единственный вариант щелочных батареек, которые можно заряжать несколько раз — это устройства аккумуляторного типа. Вы их можете отличить от прочих устройств по соответствующей маркировке на корпусе изделия — Rechargeable Battery.
Появился новый вид элементов питания в 80-х годах ХХ столетия. В отличие от привычных аккумуляторов, подобные устройства не нужно предварительно заряжать, поскольку их можно сразу устанавливать в технику. После того как батарейка использует свой резерв, можно поместить её в специальное устройство и зарядить повторно.
Такие устройства являются переходным вариантом между обычными элементами питания и стандартными аккумуляторами.
Справка. Алкалиновые аккумуляторы имеют напряжение 1,5 вольт. Они способны сохранять этот заряд в течение длительного срока. Их главное преимущество — безопасность. А если не заряжать изделие, сохраняя 25% заряда, вы сможете использовать устройство несколько лет.
Если верить словам производителей, «подпитывать» наполовину севшую батарейку в зарядном устройстве можно около 50 раз. Перезаряжать полностью севшее устройство можно 20 раз.
Такие источники питания имеют стандартные размеры: АА, ААА, D и другие. Поэтому их можно использовать во всех бытовых приборах.
Несмотря на высокую стоимость, аккумуляторные батарейки нашли сферу применения и пользуются стабильным спросом.
Чтобы продлить срок эксплуатации элементов питания, старайтесь не использовать их на сильном морозе: так они быстрее разряжаются. Кроме того, перед покупкой обратите внимание на дату выпуска: все источники тока имеют склонность к саморазряду.
Специалисты не рекомендуют в один прибор устанавливать разные модели, например, щелочные с солевыми. Это сокращает срок службы изделий. А если вам нужны «долгоиграющие» элементы питания, советуем приобрести батарейки аккумуляторного типа.
Как зарядить батарейки в домашних условиях?
Огромное количество бытовых приборов используют в качестве источника питания пальчиковые батарейки. Большинство из них выполняют вспомогательные функции, поэтому отсутствие питания в детских игрушках или пультах управления приносит лишь временное неудобство до приобретения новых батареек. Но, существуют ситуации, когда разрядившийся элемент питания заменить нечем, но сделать это необходимо прямо сейчас. В такие моменты, каждый из нас задумывался, как зарядить батарейку в домашних условиях.
Способ №1. Использование зарядного устройства
Многие из обывателей помимо обычных батареек используют аккумуляторы, для зарядки которых применяются специальные устройства. Если у вас имеются такие приспособления в домашнем обиходе, можно использовать их, чтобы зарядить севшую батарейку.
Рис. 1: использование зарядного устройства
Обратите внимание, что для такой подзарядки от сети можно использовать только щелочные или, как их еще называют, алкалиновые батарейки, а вот солевые способны запросто разрушиться и протечь, поэтому их не стоит даже пробовать заряжать.
Чтобы зарядить:
Обратите внимание, передерживать батарейки при таком способе после того, как оно подаст сигнал о завершении процесса, нельзя.
Рис. 2: показатель уровня заряда
Если ваше зарядное устройство имеет такой же тип сигнализации, как показано на рисунке, то после появления на сигнализаторе значка, свидетельствующего о том, что батарейка заряжена, его сразу необходимо отключать. Иначе батарейка надуется или потечет, а такие разрушения могут сделать невозможной ее дальнейшую эксплуатацию и засорить подзарядное устройство. Также следует заметить, если вы будете заряжать таким образом, емкость батарейки снизится на треть, из-за чего, спустя три заряда, она окончательно выйдет из строя. Поэтому бесконечно заряжать ее таким способом не получится.
Способ №2. Подключение к блоку питания.
Еще одним вариантом, при помощи которого можно зарядить батарейку, является использование блока питания. Такие устройства повсеместно используются для зарядки тех же мобильных телефонов, mp3 плееров, роутеров и прочего оборудования, питающегося напряжением от 1,5 до 3 В. Для этого вам понадобиться либо подключиться к существующим выводам блока питания, либо обрезать разъем (если блок питания больше не используется по назначению) для получения «+» и «–» выводов.
Рис. 3: Подготовка блока питания для зарядки
Чтобы зарядить батарею:
Заметьте, что этот способ сможет помочь 1 – 2 раза, после чего вам потребуется приобрести новую батарейку. Для такого способа также подходят только щелочные (алкалиновые) модели.
Способ №3. Принудительное нагревание.
Восстановить работоспособное состояние может помочь воздействие высоких температур. Этот способ не самый простой и относительно опасный, так как в случае перегрева элемента питания, его разорвет. Наиболее оптимальным вариантом нагревания в домашних условиях является воздействие горячей воды.
Если у вас под краном можно отрегулировать достаточно большую температуру, подержите элемент питания под струей горячей воды. Предварительно обхватив его пинцетом или пассатижами, чтобы не обжечь руки. При этом важно обеспечивать попадание всей площади поверхности под воду.
Если у вас отсутствует проточная вода или воду в кране подогреть невозможно, вскипятите небольшую кастрюлю или кружку. Вам понадобиться такой объем жидкости, чтобы в нее можно было полностью погрузить батарейку. Следует отметить, чтобы зарядить этим методом, варить ее не нужно, а только поместить в горячую воду, поэтому после закипания дайте воде несколько минут для остывания, прежде чем помещать в нее батарейку.
Рис. 4: поместите батарейку в горячую воду
Следует отметить, что заряжать предложенным выше способом допускается не более 20 секунд. Выждав этот промежуток, достаньте питающий элемент из воды, дайте ему остыть и высохнуть. Когда он достигнет уровня температуры окружающей среды, его можно повторно использовать.
Способ №4. Уменьшить объем.
Довольно часто можно встретить варварское отношение к севшей батарейке – люди кусают их или бьют об стол. Самое невероятное, что это действительно рабочий способ, позволяющий зарядить батарейку. Единственное, на что стоит обратить ваше внимание, это метод уменьшения объема. Основная задача – это сжать внешнюю оболочку до меньшего размера.
Если вы будете кусать корпус или бить об асфальт, очень высока вероятность повредить оболочку, что сделает дальнейшую эксплуатацию невозможной. То же относиться и к другим методам приложения чрезмерного усилия, так как не любая деформация обеспечивает уменьшение объема в достаточной мере. Куда выгоднее пользоваться пассатижами или молотком, которыми равномерно прижимают всю поверхность корпуса по кругу. В некоторых ситуациях удается зарядить батарейку за счет механического воздействия до 80 — 100% от заводского уровня.
Рис. 5: уменьшение объема пассатижами
Такой метод можно использовать только один раз, так как при повторной деформации оболочки она приходит в негодность, а заряд практически не восстанавливается.
Способ №5. Кипячение.
Одним из вариантов, позволяющих зарядить батарейку, является кипячение в солевом растворе. В сравнении с предыдущими вариантами, это достаточно трудоемкий способ, так как вам понадобится разобрать батарейку. Для этого:
Данную процедуру обязательно выполняйте крайне аккуратно, чтобы не повредить внутреннюю начинку, прокладки и другие составляющие.
Восстанавливая герметичность, не лишним будет заклеить оболочку клеем или залепить пластилином. При герметизации следите за тем, чтобы клей не покрывал контактную поверхность.
Способ №6. Заправка батареи.
Еще один способ – внедрение химически активных реагентов в порошковый слой. Для этого при помощи тонкого острого предмета проделайте хотя бы пару отверстий в крышке, чтобы они проходили вдоль графитового стержня.
Рис. 7: принцип проделывания отверстий
Глубину этих отверстий лучше предварительно замерить и отметить на шиле таким образом, чтобы она не превышала 3/4 от общей глубины батарейки. В проделанные отверстия необходимо залить активную жидкость. В качестве таких реагентов может выступать тот же уксус или 8 – 10% соляная кислота.
После заливки кислоты или уксуса в отверстия необходимо подождать несколько минут для ее впитывания в порошок. После этого повторите процедуру хотя бы 2 – 3 раза, с такими же промежутками времени для впитывания жидкости. В результате вы получите заряженную батарейку с восстановлением уровня заряда до 70 – 80% от заводской величины.
Следует отметить, что для закрепления полученного результата герметизируйте отверстия при помощи того же пластилина, воска или других бытовых герметиков. Выбор конкретного варианта должен зависеть от ваших потребностей, если вы хотите, чтобы батарейка продержалась, хотя бы до утра, вам хватит и пластилина. Если же она должна продержаться до конца похода, возьмите смолу или клей.
Из предложенных вам способов, которые позволяют зарядить батарейку, выбирайте тот, который является наиболее подходящим в вашей ситуации. Но, применяя любой из них, помните, что бесконечно продлять работоспособность не получится, а некоторые модели могут вообще не зарядиться. Поэтому рано или поздно вам придется приобрести новые батарейки. А если вам понравился процесс зарядки элемента питания, лучше приобретите аккумуляторы, они куда более эффективны при частой подзарядке.