Литиевая или щелочная батарейка что лучше

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

Щелочные батареи по сравнению с литиевыми: какая батарея лучше?

Батареи также являются важным элементом одноразовых медицинских устройств с подсветкой, и тип используемой батареи также важен. Это может означать разницу между способностью провести гладкую успешную процедуру и процедурой, предполагающей непредвиденные задержки, связанные с проблемами освещения. Кроме того, существует проблема использования и утилизации аккумуляторных батарей, что влечет за собой экологические проблемы, которые также необходимо учитывать.

Большинство людей обычно покупают щелочные батареи. На их долю приходится 80% аккумуляторов, производимых в США. Они недорогие и очень распространены. Они не подлежат перезарядке. Щелочные батареи широко используются в пультах дистанционного управления для телевизоров, детских игрушках и слаботочных беспроводных устройствах, таких как компьютерные клавиатуры или дверные звонки.

Литиевые батареи отличаются от щелочных высокой плотностью заряда (что увеличивает срок службы и время работы). Они дороже щелочных и не подлежат перезарядке. Литиевые батареи широко используются в детекторах дыма, часах и портативной электронике, такой как цифровые фотоаппараты и калькуляторы. Ознакомьтесь с нашими щелочными и литиевыми батареями для продажи ниже.

Два типа батарей

Характеристики щелочных и литиевых батарей

★ Щелочные батареи не содержат тяжелых металлов, которые могут загрязнять почву и грунтовые воды. Кроме того, они не представляют опасности взрыва на свалках.

★ Щелочные батареи обычно дешевле литиевых и, следовательно, более рентабельны в использовании.

★ Щелочные батареи могут обеспечить высокий постоянный уровень энергии.

★ Щелочные батареи таблеточного типа соответствуют экологическим стандартам США и ЕС и признаны Агентством по охране окружающей среды нетоксичными.

★ Щелочные батареи не считаются опасными отходами и, как таковые, не регулируются Министерством транспорта США (только Калифорния запрещает их захоронение).

Литий

★ Они рассчитаны на более длительный срок службы, что делает их хорошим выбором для высокотехнологичных и интеллектуальных устройств, а также для той электроники, для которой замена батареи неудобна.

★ Они могут выдерживать экстремально низкие температуры. Литий может работать без сбоев в очень холодном климате, поэтому он идеально подходит для наружного применения.

★ Литиевые батареи легче щелочных, поэтому они дают преимущество при использовании с портативными устройствами, особенно с аккумуляторными электроинструментами.

★ Если вы решили заменить щелочную батарею на литиевую, важно убедиться, что заменяющая батарея соответствует как напряжению, так и типу / размеру. Литиевые батарейки Energizer e2 типа AA вырабатывают 1.5 вольт, поэтому в большинстве случаев их можно использовать для замены любых обычных щелочных батарей AA.

Батареи в условиях больницы

Медицинские батареи BSLBATT используются во многих устройствах в больницах, включая пейджеры, мониторы ЭКГ, насосы, слуховые аппараты и оборудование.

Некоторые батареи могут содержать вредные металлы, такие как кадмий, содержащийся в литиевых батареях. В своем «Руководстве по батареям, используемым в здравоохранении», практика Greenhealth заявила, что кадмий может быть угроза здоровью если аккумулятор контактирует с органическими веществами, такими как физиологические жидкости, или если он не утилизируется надлежащим образом.

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

Преимущества литиевых батареек

Как известно, наиболее массовые одноразовые элементы питания AA (пальчиковые) и AAA (мизинчиковые) с номинальным напряжением 1.5В представлены тремя основными группами (фото 1):

1. Солевые. Обозначаются буквой R (R6, R03 для AA и AAA соответственно) и обычно имеют надпись Heavy Duty.
2. Щелочные. Обозначаются буквами LR (LR6, LR03) и имеют надпись Alkaline.
3. Литиевые. Обозначаются как буквами FR (FR6, FR03) и имеют надпись Lithium.

Солевые элементы питания самые дешевые, но и наименее емкие. Сейчас их мало кто покупает, и применять их есть смысл разве что в устройствах с низким потребляемым током, например, в пультах ДУ домашней аудио- и видеоаппаратуры.

Щелочные элементы подороже, но и значительно более емкие, чем солевые. Сейчас это наиболее распространенные источники питания различных малогабаритных электронных устройств — часов, пультов, игрушек, медицинских приборов и т.д.

Однако бывают случаи, когда характеристик щелочных элементов питания недостаточно. Приведу два примера:

Пример 1. В брелке моей сигнализации StarLine A8 щелочной элемент AAA разряжается быстро, примерно за три месяца использования, но самое досадное, что всегда внезапно. Пять минут назад брелок работал, и вдруг отключился. Индикатор разряда начинает мигать буквально за минуту до отключения. Приходится носить с собой запасную батарейку.

Пример 2. У меня за окном установлен беспроводной датчик температуры, который передает данные на погодную станцию, расположенную в комнате. Датчик питается от двух элементов AAA. В зимний период, на морозе щелочные элементы быстро теряют емкость и датчик начинает «дурить», а вскоре и совсем отключается.

Если щелочные элементы питания служат недостаточно долго, или плохо работают на морозе, стоит обратить внимание на литиевые элементы. Они самые дорогие, но зато лишены указанных недостатков. Преимущества литиевых элементов питания:

Преимущество 1. Литиевые элементы имеют емкость в 5-8 раз больше, чем солевые, и в 1.5-2 раза больше, чем щелочные (рис. 2,3):

Преимущество 2. Литиевые элементы имеют более пологую кривую разряда. Это означает, что в процессе разряда, напряжение на выводах литиевого элемента падает значительно медленнее, чем у солевого или щелочного (рис. 4):

Преимущество 3. Литиевые элементы при отрицательных температурах значительно лучше сохраняют емкость и имеют более пологую кривую разряда. Это означает, что их можно применять в устройствах, работающих на морозе (рис. 5,6):

То, что емкость литиевых элементов существенно больше, чем у щелочных, очень заметно по сроку службы в пульте сигнализации. Как я упоминал выше, щелочной элемент служит примерно 3 месяца. Литиевый элемент в таких же условиях служит в два раза дольше — около полугода. Более высокая стоимость компенсируется более длительным сроком службы, а также удобством при эксплуатации, не нужно так часто менять элемент питания.

Обращаю внимание:
Как гласит народная мудрость, «на грош пятаков не купишь». В продаже встречаются литиевые элементы как известных брендов, так и неизвестных, как правило, китайских. По своему печальному опыту, не стоит рассчитывать на дешевые китайские литиевые батарейки, по факту они служат даже меньше, чем щелочные. Поэтому для ответственных применений, лучше пользоваться элементами известных брендов — Energizer, Varta, GP и др. (фото 8, 9):

Источник