Конструкция (устройство) щелочных батареек

Параметры корпуса щелочных батареек сопоставимы с размерами цилиндрических марганцево-цинковых элементов питания, заполненных солевым электролитом.

Тем не менее, начинка щелочных батареек имеет ряд особенностей, выделяющих данный тип из общей массы.

Конструкция (устройство) щелочных батареек

  1. Катод.
  2. Анод.
  3. Сепаратор, заполненный электролитом.
  4. Токоотвод.
  5. Футляр.
  6. Корпус.
  7. Дно.
  8. Защитная прокладка.

Цинк, представленный в виде порошковой массы, помещается в стальной никелированный корпус, выступающий в качестве токоотвода положительного заряда.

Рабочая масса положительного электрода, плотно спрессованная у внутренней стенки защитного корпуса, позволяет увеличить объем активного вещества, что неизбежно влияет на емкость заряда.

Ввиду применения стали, повышенной плотности активного вещества, масса щелочных батареек увеличивается на 25-50% по сравнению с солевыми аналогами.

Для сравнения:

  • щелочной элемент класса D вмещает 37-41 грамм активного вещества;
  • солевой элемент того же типоразмера – 22-28 грамм.

Во внутренней полости, созданной под положительный электрод щелочной батарейки, размещается сепаратор, который пропитан электролитом.

В качестве сепаратора применяют:

  • гидратцеллюлозная пленка (целлофан);
  • нетканый полимерный материал.

Отрицательный электрод щелочной батарейки выполняется в качестве латунного токоотвода, размещенного по оси элемента питания.

Оставшееся свободное пространство между сепаратором и токоотводом заполняется анодной пастой, которая состоит из:

  • цинкового порошка;
  • загущенного электролита.

Довольно часто конструкция (устройство) щелочных батареек включает щелочь (как электролит), насыщенную цинкатами, которые выполняют несколько функций:

  • замедляют скорость коррозии цинка;
  • предотвращают начальное расходование щелочи.

Щелочные батарейки: емкость и энергия

В отличие от солевых элементов снижение емкости щелочных батареек под действием высокого тока разряда и низких температур выражено менее заметным образом.

Говоря проще, данный тип химических источников тока более устойчив к внешним условиям.

Удельная емкость щелочных батарей при малых токах разряда в 1,5 раза выше, чем у схожих элементов, заполненных солевыми растворами.

Емкость источника тока, работающего под средними прерывистыми и большими нормированными токами разрядки, больше, чем, если бы использовался непрерывный разряд батарей.

При этом для невысоких нагрузок и малых токов разряда емкость щелочного источника ниже, чем в работе с непрерывными потребителями, что объясняется саморазрядом щелочных батареек.

Тенденции развития данного типа элементов питания сводятся к поиску более энергоемких щелочных элементов на основе марганца и цинка.

Использование токсичной ртути и кадмия в современном производстве щелочных батареек не встречается.