Батарейки

01.09.2012  Элементы питания

Первый химический источник электрического тока был случайно изобретен итальянским ученым Луиджи Гальвани в конце 17 века. На самом деле Гальвани исследовал реакции подопытных животных на разные внешние воздействия, и при присоединении полосок из двух разных металлов к мышце лягушачьей лапки было обнаружено явление возникновения и протекания. Однако теоретическое объяснение наблюдаемому процессу Гальвани разработал неверное, и его опыты стали основой исследований другого итальянского ученого Алессандро Вольта, который собственно и сформулировал главную идею изобретения — причиной возникновения электрического тока является химическая реакция, в которой принимают участие пластинки металлов. Для подтверждения своей теории, Вольт создал нехитрое устройство: цинковая и медная пластинки, погруженные в емкость с раствором соляной кислоты. Именно это устройство стало первым в мире автономным элементом питания и прародителем современных батареек, которые в честь Луиджи Гальвани именуют гальваническими элементами. 

Батаре́йка — это обиходное название источника электричества для автономного питания разнообразных устройств. Может представлять собой одиночный гальванический элемент, аккумулятор или их соединение в батарею для увеличения напряжения или ёмкости.

Виды батареек:

1. По типу электролита все батарейки делятся на:

а) солевые:
— угольно-цинковые — самые дешёвые, массового производства
— хлорно-цинковые – немного дороже предыдущих, но при высоком токе и низких температурах они лучше
б) щелочные (алкалиновые): —  щёлочно-марганцевые — средней стоимости, при разряде сохраняют низкое значение полного сопротивления, широко выпускаются
в) ртутные – поддерживают постоянное напряжение, обладают высокой энергоёмкостью и энергоплотностью, но из-за высокой цены и вредности ртути уже почти не производятся
г) серебряные – обладают высокой  ёмкостью, хороши при высоких и низких температурах, длительно хранятся
д) литиевые – обладают наивысшей ёмкостью на единицу массы, превосходны при низких и высоких температурах, чрезвычайно длительно хранятся, поддерживают высокое напряжение на элемент (3В), лёгкие

Последние три вида редко используются из-за своей дороговизны.

2. По типу химической реакции:

а) первичные — гальванические элементы — реакции, происходящие в них, необратимы, поэтому их нельзя перезарядить. Обычно именно их и называют словом «батарейка». Попытка зарядить батарейку может привести к порче батарейки и утечке щёлочи или других веществ, находящихся в батарейке. Эти батарейки обладают большей емкостью и дешевле, но одноразовы в применении
б) вторичные — аккумуляторы — в отличие от первичных, реакции в них обратимы, поэтому они способны преобразовывать электрическую энергию в химическую, накапливая её (заряд), и выполнять обратное преобразование, отдавая электрическую энергию потребителю (разряд), для распространённых аккумуляторов число циклов заряд-разряд обычно равно примерно 1000 и заметно зависит от условий эксплуатации. Эти батарейки многократны в применении и перезаряжаемы, но обладают меньшей емкостью и дороже.

 

Рекомендации по эксплуатации батареек

Поскольку батарейки содержат вредные для человека и окружающей среды химические вещества, а так же для увеличения срока службы батареек необходимо соблюдать определенные правила при их эксплуатации и хранении.

Прежде чем использовать батарейку в своем приборе, необходимо подготовить батарейку:

удалить наклейку и дать время активному веществу насытиться кислородом (примерно 3-5 минут). Если начать эксплуатацию батарейки сразу после вскрытия, то активация произойдет только в поверхностном слое вещества, что существенно скажется на сроке службы.

Используйте в своем приборе батарейки типоразмера, указанного в паспорте или инструкции по эксплуатации к данному прибору.

Каждый раз, вставляя батарейку, обращайте внимание на плюсовую сторону. Плюсовая сторона отличается тем, что является плоской и обычно имеет на себе одно или несколько воздушных отверстий и небольшой крестик — плюс в центре.

При эксплуатации изделий проверьте отсутствие подтеков электролита на отрицательном выводе, при необходимости подожмите пружинные контакты батарейки и чернильным ластиком зачистите контакты элементов.

Используйте батарейку до тех пор, пока не пропадет заряд, после чего вставьте новую. Не храните уже использованные батарейки.

Не оставляйте элементы и батарейки в батарейном отсеке, если знаете, что аппарат вам долго не понадобится.

Новые батарейки храните в блистерах при комнатной температуре и нормальной влажности. Желание «сберечь» подольше батарейки в холодильнике обычно приводит к прямо противоположному результату

Запасные батарейки не должны храниться вместе с металлическими предметами (ключами, другими батарейками), которые могут закоротить контакты батарейки, и вызвать ее преждевременный разряд или порчу. Лучше поместить каждую запасную батарейку в индивидуальный изолирующий контейнер.

Храните батарейки в местах, недоступных для детей. Дети могут проглотить батарейки и этим причинить вред здоровью.

Конструкция сильно влияет на эксплуатационную надежность. При разъедании корпуса солевой батарейки, электролит вытекает и может испортить не только батарейный отсек аппарата, но и сам аппарат.

Алкалайновые элементы могут вызвать замыкание с металлическим корпусом аппарата или другого конструктивного элемента. А это может привести к быстрому разряду элемента, вытеканию вредных химических веществ, а при неправильном включении — к взрыву.

 

Как выбрать хорошие батарейки

Первое, на что необходимо обратить внимание при выборе батареек – это упаковка

Обычно, высоким качеством отличаются батарейки в блистерной упаковке. Блистер — это прозрачная пластмассовая коробочка, в которой лежит от одной до четырех батареек. Коробочка приклеена к цветной картонной открытке, на которой указываются.

Кроме блистеров используют еще два вида упаковок — прозрачная пленочная или в виде мешочка (для 9-вольтовых батареек) и коробки — обычно на 24 штуки. В такой картонной коробке батарейки могут размещаться в блистерах, в пленке или без индивидуальной упаковки.

На любой упаковке обязательно должна быть указана следующая информация:
— производитель («СПУТНИК»);
— обозначение типоразмера по разным стандартам (АА, ААА, С, D, 9V и др);
— срок годности (INSTALL BY JAN 2012, BEST BEFORE MAR 2013).Важно обращать внимание, что именно за дата указана: последняя дата использования или дата изготовления, после которой в течение года гарантируется нормальная работа – это часто приводит к неопределенности и путанице;
— информация о типе батареек EXTRA POWER, NOTHING LASTS LONGER, HEAVY DUTY;
— сведения о гарантиях, режиме работы, типоразмерах, штрих-код (который можно вырезать и отправить изготовителю с претензией по качеству) и название страны, в которой изготовлены батарейки все это должна быть представлено на нескольких языках (включая русский);

При покупке обязательно проверяйте срок годности и реальность гарантии, а так же внимательно осмотрите элементы и батарейки и убедитесь, что на них и на упаковке нет никаких дефектов.

 

Утилизация батареек

При  попадании в почву одной стандартной пальчиковой батарейки загрязняется  около 20 квадратных метров земли. Это происходит вследствие коррозии металлического покрытия батареек и выхода всех тяжелых металлов (цинк, марганец, кадмий, никель, ртуть и др.) в  окружающую среду. Из почвы и грунтовых вод тяжелые металлы могут попасть в реки и озера или в артезианские воды, используемые для питьевого водоснабжения. А затем, по пищевым цепочкам, и в организм человека, при употреблении воды либо продуктов накопивших эти металлы в процессе своего метаболизма.

Ситуация с утилизацией батареек на данный момент:

На каждой упаковке батареек обязательно должен быть значок в виде перечеркнутого контейнера, это означает, что данные предмет после его использования нельзя выбрасывать в обычный мусорный бак. Но и рекомендаций куда их девать после использования тоже нету.

Вообще батарейки нужно перерабатывать на специальных заводах. Проблема в том, что переработка стоит дороже, чем последующая продажа полученного сырья. В России таких заводов пока нет.

В качестве промежуточной меры у нас есть только несколько полигонов, куда свозятся эти самые отработанные аккумуляторы и там производят их захоронение, то есть хотя бы изолируются.

 

Можно ли перезаряжать батарейки?

Необходимо помнить что перезаряжать можно только те батарейки, на которых указано «аккумуляторы» или «rechargeable» (пер. с англ. — перезаряжаемый). Любые попытки перезарядки остальных батареек приведут к их протечке и возможной порче устройства, в котором они будут использоваться.

Новые идеи для старых батареек

В настоящее время, наряду с развитием законодательной базы и экономических основ в области вопросов утилизации  использованных батареек, безостановочно происходит процесс усовершенствования и самих батареек.

Среди новых изобретений есть немало оригинальных: пальчиковые батарейки, заряжающиеся от USB, или батарейки, обернутые гибким фотоэлементом, способные самостоятельно заряжаться от солнечного света. Особый интерес представляет устройство, способное при помощи запатентованной импульсной системы заряжать обыкновенные неперезаряжаемые батарейки до 10 раз, изобретено также зарядное устройство, работающее за счет механического ручного вращения.

Недавно были представлены батарейки, на 92 % изготовлены из переработанных материалов, которые безопасны для окружающей среды. Корпус такой батарейки сделан из вторичного пластика, а не из более привычного для нас железа. Ни ртуть, ни кадмий в батарейках не содержатся.