Как работает батарейка
Цинк, диоксид марганца и щёлочь: что происходит внутри пальчиковой батарейки и почему она течёт
Внутри обычной щелочной (алкалиновой) батарейки — цинк, диоксид марганца и щелочной электролит. При работе цинк окисляется, отдавая электроны, которые бегут по внешней цепи к диоксиду марганца — это и есть ток. Напряжение новой батарейки — 1,5 вольта, разряженной считают батарейку при 0,9 В. Ёмкость сильно зависит от нагрузки: пальчиковая батарейка отдаёт около 3000 мА·ч при слабом токе и всего около 700 при сильном. Перезаряжать обычные батарейки опасно.
Что внутри
В щелочной (алкалиновой) батарейке три главных вещества[1]:
- цинк — отрицательный электрод (минус);
- диоксид марганца — положительный электрод (плюс);
- гидроксид калия — щелочной электролит, по нему движутся ионы.
Откуда берётся ток
При работе батарейки идёт химическая реакция: цинк окисляется и отдаёт электроны, а диоксид марганца их принимает. Внутри батарейки этим электронам пройти нельзя, поэтому они бегут снаружи — через провода и ваше устройство. Этот поток и есть электрический ток.
Расходуются при этом только цинк и диоксид марганца, электролит не тратится. Когда они израсходованы — батарейка села.
Напряжение и ёмкость
- Номинальное напряжение — 1,5 вольта. У новой батарейки без нагрузки бывает 1,5–1,65 В.
- Под нагрузкой и по мере разрядки напряжение падает. Полностью разряженной батарейку считают при 0,9 В.
Пальчиковая батарейка (AA) при слабом токе может отдать около 3000 мА·ч, а при токе 1 ампер — всего около 700. Поэтому в мощных устройствах — фотовспышках, игрушках с моторами — щелочные батарейки садятся особенно быстро.
Почему нельзя заряжать
Обычные щелочные батарейки не рассчитаны на зарядку. При попытке они могут разорваться или потечь едкой жидкостью. Даже если зарядка удаётся, ёмкость каждый раз резко падает. Для многократного использования есть аккумуляторы.
Почему батарейки текут
При разрядке внутри выделяется водород, давление растёт и может разорвать уплотнения. Вытекает гидроксид калия. На воздухе он поглощает углекислый газ и образует кристаллы, которые расползаются по контактам и разъедают медные дорожки на платах.
Вынимайте батарейки из приборов, которыми долго не пользуетесь, и не смешивайте в одном устройстве старые и новые — так меньше риск, что батарейки потекут и испортят прибор.
История
Батареи со щелочным электролитом впервые сделали Вальдемар Юнгнер (1899) и независимо от него Томас Эдисон (1901). Современную щелочную батарейку с цинком и диоксидом марганца создал в 1950-х инженер Льюис Урри — его первый собранный вручную прототип сейчас хранится в Смитсоновском музее американской истории[2]; патент он вместе с коллегами подал в 1957 году, его выдали в 1960-м и передали компании Union Carbide.
Частые вопросы
Можно ли заряжать обычные батарейки?
Не стоит. Обычные щелочные батарейки не рассчитаны на зарядку: при попытке они могут разорваться или потечь едкой жидкостью. Для многократного использования есть аккумуляторы.
Почему батарейки текут?
При разрядке внутри выделяется водород и растёт давление — оно может разорвать уплотнения. Вытекает гидроксид калия, который со временем образует кристаллы и разъедает контакты и платы.
Почему батарейка быстрее садится в мощных устройствах?
Ёмкость щелочной батарейки сильно зависит от тока: пальчиковая отдаёт около 3000 мА·ч при слабой нагрузке и всего около 700 мА·ч при токе в 1 ампер.
Источники
- Alkaline battery, Wikipedia. en.wikipedia.org
- Battery history, Energizer. energizer.com
Обсуждение
Комментариев пока нет — начните обсуждение первым.
Чтобы написать комментарий или ответить, войдите на сайт: