в чем различие между кислотными аккумуляторами и щелочными?
Если Вас интересует какой вид аккумуляторов лучше, то нужно тут же задаться вопросом для какой цели они будут использоваться, по какому назначению. Кислотные аккумуляторы используют там, где нужно получать достаточно высокую силу тока в единицу времени (включать мощную нагрузку) . Например, в автомобилях, где для пуска двигателя стартер потребляет большую силу тока. Они позволяют это делать, но при этом живут относительно недолго, в среднем 4 года. Щелочные аккумуляторы используют там где нужна большая надёжность и долговечность, но нагрузки (по току) невысоки. Например, для питания радиоаппаратуры или на мотоциклах, на которых пуск двигателя осуществляется «вножную». Главное преимущество щелочных аккумуляторов — это их неприхотливость и долговечность. Я встречал щелочные аккумуляторы прослужившие 20-25 лет и работающие даже при отсутствии электролита в банках (только пластины были чуть влажные).
в наполнителе
В том числе и — разностью потенциалов пар полюсов !
Щелочной элемент — Википедия
Щелочной элемент питания — марганцево-цинковый гальванический элемент питания, в котором в качестве катода используется диоксид марганца, анода — порошкообразный цинк, а в качестве электролита — раствор щёлочи, обычно гидроксида калия.
Впервые использовать щелочной электролит в химических источниках тока предложили независимо друг от друга Вальдемар Джангнер (англ.) в 1899 году и Томас Эдисон в 1901 году
В марганцево-цинковых элементах питания щелочной электролит впервые применил канадский инженер Льюис Урри (англ.)русск. в середине 1950-х годов, работавший в Union Carbide (англ.), выпускавшей элементы питания под маркой «Eveready». Льюис Урри использовал наработки Томаса Эдисона[3]. В 1960 году Урри вместе с Карлом Кордешем и Полом Маршалом получил патент на конструкцию щелочного элемента[4].
Типичные характеристики щелочного элемента питания
- ЭДС элемента: 1,5 В;
- Удельная энергия: 65—90 Вт∙ч/кг;
- Удельная мощность: 100—150 кВт/м³;
- Рабочая температура: -30…+55 °С.
На аноде проходят реакции окисления цинка. Вначале образуется гидроксид цинка:
Zn + 2OH− → Zn(OH)2 + 2e−
Который затем разлагается на оксид цинка и воду.
Zn(OH)2 → ZnO + H2O
На катоде, в свою очередь, происходят реакции восстановления оксида марганца (IV) в оксид марганца (III):
2MnO2 + H2O + 2e− → Mn2O3 + 2OH−
В целом, химические процессы внутри элемента при использовании KOH в качестве электролита можно описать следующим уравнением:
Zn + 2KOH + 2MnO2 + 2e− → 2e− + ZnO + 2KOH + Mn2O3
В отличие от солевого элемента, в щелочном электролит в процессе разрядки батареи практически не расходуется, а значит, достаточно малого его количества. Поэтому в щелочном элементе в среднем в 1,5 раза больше диоксида марганца.
Основные части щелочного элементаПо конструкции щелочной элемент похож на солевой, но основные части в нём расположены в обратном порядке. Анодная паста (3) в виде цинкового порошка, пропитанного загущённым щелочным электролитом, располагается во внутренней части элемента и имеет отрицательный потенциал, который снимается латунным стержнем (2). От активной массы, диоксида марганца, смешанного с графитом или сажей (5), анодная паста отделена сепаратором (4), также пропитанным электролитом. Положительный вывод, в отличие от солевого элемента, выполнен в виде стального никелированного стакана (1), а отрицательный — в виде стальной тарелки (9). Оболочка (6) изолирована от стакана и предотвращает короткое замыкание, которое может возникнуть при установке нескольких элементов в батарейный отсек. Прокладка (8) воспринимает давление газов, образующихся при работе. Выделение газов в щелочном элементе значительно меньше, чем в солевом, поэтому объём камеры для их сбора тоже меньше. Для предотвращения взрыва батареи при неправильном использовании (например, коротком замыкании), в ней имеется предохранительная мембрана (7). При превышении давления газов происходит разрыв мембраны и разгерметизация элемента — результатом обычно становится течь электролита.
Для увеличения срока хранения в ранних конструкциях элементов производилось амальгамирование цинкового порошка, однако такой способ продления срока хранения элементов делает элементы опасными для использования в быту. Поэтому в современные элементы вводят специальные органические ингибиторы коррозии.
Срок хранения щелочного элемента больше, чем у солевого, за счёт герметичной конструкции, также он не столь требователен к условиям хранения.
В отличие от солевых элементов щелочные могут работать при большем разрядном токе. Кроме того, отсутствует эффект «усталости» элемента, когда после работы на большой нагрузке происходит значительное падение напряжения на выводах элемента, и для восстановления его работоспособности требуется определённое время «отдыха». Однако при коротком замыкании или установке в неверной полярности также возможна течь электролита.
Щелочной элемент имеет то же рабочее напряжение, что и обычный марганцево-цинковый при большей ёмкости, разрядном токе, сроке хранения и рабочем диапазоне температур. Щелочные элементы выпускаются в тех же типоразмерах, что и солевые, и потому могут применяться в тех же приборах, например, в фонарях, электронных игрушках, переносных магнитофонах и т.д. Однако за счёт лучших разрядных характеристик возможно применение их как в устройствах, потребляющих значительный ток (фотовспышки, радиоуправляемые модели), так и в устройствах, потребляющих относительно небольшой ток в течение длительного времени (электронные часы).
Сравнение солевых и щелочных элементов[править | править код]
Благодаря такой конструкции, у щелочного элемента есть следующие особенности:
- Отсутствие расхода электролита, а значит меньшее его количество, необходимое для работы
- Анодом является порошкообразный цинк, а не цинковый стакан, поэтому реакция идёт на значительно большей поверхности.
- Меньше газовыделение, благодаря чему элемент можно делать полностью герметичным.
Отсюда можно выделить следующие преимущества и недостатки:
Преимущества[править | править код]
- Ёмкость — в 1,5–10 раз больше, чем у солевых элементов, в зависимости от режима работы, при том же типоразмере элемента
- Меньший саморазряд, длительный срок хранения
- Лучшая работа при низких температурах
- Лучшая работа при больших токах нагрузки
- Меньше падение напряжения по мере разряда
Недостатки[править | править код]
- Более высокая цена
- Большая масса
- Неприемлемы способы восстановления работоспособности, применимые для солевых элементов. Однако существуют особые конструкции щелочных элементов, допускающие определённое количество (обычно, до 25) перезарядок. Такие элементы называют «Rechargeable Alkaline Manganese» (RAM, перезаряжаемые щелочные марганцевые).
- Вересов Г.П. Электропитание бытовой радиоэлектронной аппаратуры. — М.: Радио и связь, 1983. — С. 85—95. — 128 с.
- В.В. Китаев, Бокуняев А.А. Колканов М.Ф. Электропитание устройств связи. — М.: Связь, 1975. — С. 225—235. — 328 с. — 24 000 экз.
- Костиков В.Г. Парфенов Е.М. Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование: Учебник для ВУЗов. — 2. — М.: Горячая линия — Телеком, 2001. — 344 с. — 3000 экз. — ISBN 5-93517-052-3.
ru.wikipedia.org
Разница между щелочной и кислотной тяговой батареей. Статьи компании «ООО «Энерджи ГМБХ»
Отечественные погрузчики и другой цеховой электротранспорт традиционно проектировался с возможностью использования тяговых щелочных аккумуляторных батарей. С 90-х годов в стране появились доступные зарубежные электропогрузчики, в которой тяговые щелочные аккумуляторы не используются. Все чаще при выборе электропогрузчика возникал вопрос о том, какой аккумулятор лучше — щелочной или кислотный ? При ответе на этот вопрос надо иметь в виду не только энергетические характеристики и стоимость аккумуляторов, но и предполагаемый характер эксплуатации погрузчика.
КПД
КПД щелочного аккумулятора составляет 0,5-0,6
КПД кислотного аккумулятора составляет 0,75-0,8
Ресурс работы
Ресурс работы никель-железных батарей составляет от 500 до 1000 циклов заряд-разряд.
Для современных кислотных аккумуляторных батарей этот показатель составляет до 1500 циклов.
Экономия электроэнергии при зарядке батарей
Кислотные аккумуляторы имеют низкое внутреннее сопротивлении и, следовательно, более высокий КПД. Поэтому для ее зарядки требуется затрачивать меньше электроэнергии.
Стоимость электролита
Стоимость щелочного эдектролита примерно в 8-9 раз выше, чем кислотного. Кроме того, щелочной электролит подлежит полной замене раз в год, поскольку он теряет свои электролитические свойства в процессе эксплуатации.
Устойчивость к аварийным ситуациям
Высокое внутреннее сопротивление щелочных аккумуляторов делает их более устойчивыми к коротким замыканиям.
Продолжительность работы погрузочной техники
В объеме аккумуляторного ящика, предусмотренного для установки щелочной батареи, можно установить кислотную батарею большей емкости и тем самым увеличичить продолжительность работы погрузочной техники на одной зарядке.
Вес щелочных аккумуляторов намного больше веса кислотных аккумуляторов. Это означает, что заметная часть накопленной энергии тратится на перевозку самого тягового аккумулятора. В случае эксплуатации электротележки это означает возможность увеличения полезной нагрузки при комплектации её кислотным тяговым аккумулятором.
ВЫВОД
Кислотные тяговые батареи дешевле и имеют более высокую энергоотдачу, но они более требовательны к качеству обслуживания, более чувствительны к перезарядам и глубоким разрядам. При переводе техники с щелочных тяговых батарей на кислотные следует учитывать, что совместная зарядка двух типов батарей категорически запрещена по условиям взрывобезопасности. Поэтому при одновременной эксплуатациии щелочных и кислотных аккумуляторов потребуется оборудовать дополнительное зарядное помещение.
При регулярной эксплуатации и грамотном обслуживании тягового аккумулятора кислотная батарея имеет неоспоримые преимущества перед щелочной батареей. Но если погрузчики эксплуатируется нерегулярно, с большими перерывам в работе, без возможности регулярного обслуживания аккумулятора, то щелочной аккумулятор может дать большую гарантию сохранения своей работоспособности.
energy-gmbh.com.ua