Классификация батареек по химическому составу

Батарейки - Основные первичные химические источники тока и их характеристики.

Солевые батарейки - Марганцево-цинковые источники тока с солевым электролитом Анодом служит цинк, являющийся корпусом источника тока, активным веществом катода - электролитический диоксид марганца или химический диоксид марганца, электролитом - хлорид аммония, хлорид цинка или хлорид аммония с хлоридом цинка. Электролит находится либо в загущенном состоянии, либо в порах микропористого сепаратора. Для снижения скорости или предотвращения коррозии в цинк и в электролит добавляют ингибиторы коррозии К достоинствам этих батареек относятся невысокая стоимость и большое количество выпускаемых типоразмеров Недостаток - падающая разрядная кривая, относительно невысокая удельная энергия, значительное ухудшение характеристик при повышенных нагрузках и низких температурах.

Щелочные батарейки или Алкалиновые батарейки - Марганцево-цинковые источники тока с щелочным электролитом Анодом служит порошкообразный цинк, а катодом - диоксид марганца. Электролитом является гелеобразный раствор КОН или КОН в матрице. В состав анода и электролита включают ингибиторы коррозии Достоинства в сравнении с марганцево-цинковым источником тока с солевым электролитом батарейки с щелочным электролитом имеют более высокие емкость и удельную энергию, в особенности при повышенных нагрузках и низкой температуре Недостаток - более дорогие.

Ртутно-цинковые батарейки - Ртутно-цинковые источники тока Анодом является порошкообразный цинк, катодом - оксид ртути, электролитом - раствор КОН Достоинства - характеризуется горизонтальной разрядной кривой, высокой удельной энергией, низким саморазрядом К недостаткам относятся плохие характеристики при пониженных температурах, высокая стоимость и, самое главное, высокая токсичность ртути Применялись в медицинских устройствах, точных приборах и других устройствах. В последние годы из-за токсичности ртути в некоторых странах выпуск прекращен, в других странах существенно сокращен.

Ртутно-кадмиевые батарейки - Ртутно-кадмиевые источники тока Анодом служит порошкообразный кадмий, катодом - оксид ртути, электролитом - раствор КОН Достоинства - рабочие температуры окружающей среды от -55 до 80 °С. Они имеет горизонтальную разрядную кривую, очень низкий саморазряд, что обеспечивает сохранность заряда до 10 лет. Даже при температуре 60 °С саморазряд не превышает 1% в месяц К недостаткам относятся токсичность и высокая цена компонентов. Изготавливаются в ограниченных масштабах в дисковой, цилиндрической и призматической формах Применяются в устройствах контроля бурения нефтяных и газовых скважин, телеметрии двигателей внутреннего сгорания, сигнальных устройствах тревоги, спасательном-оборудовании, устройствах мониторинга в отдаленных районах и т.д. Из-за токсичности производство этих источников тока сокращается.

Серебряно-цинковые батарейки - Серебряно-цинковые первичные источники тока В качестве анода применяется порошкообразный цинк, катода - оксиды серебра, электролита - раствор КОН или NaОН (загущенные или матричные) Достоинства - имеют гладкую разрядную кривую, высокую удельную энергию, низкий саморазряд, могут работать при больших токах Недостатки - довольно дороги Производятся в дисковой форме емкостью до 200 мА·ч. Применяются в часах, фотоаппаратах, слуховых аппаратах и других устройствах.

Медно-цинковые батарейки - Медно-цинковые источники тока Производство этих химических источников тока началось еще в 1889 г. В настоящее время они выпускаются в небольших масштабах в виде элементов емкостью от 250 до 1000 А·ч. Гладкие цинковые пластины и пластины из смеси оксида меди, меди и связующего помещают в стеклянный или металлический сосуд с 20%-ным раствором NaОН. Элементы имеют напряжение 0,6-0,7 В и удельную энергию 25-30 Вт·ч/кг К их достоинствам относится постоянство разрядного напряжения, очень малый саморазряд, безотказность в работе и невысокая цена Применялись в системах сигнализации и связи на железных дорогах.

Воздушно-цинковые батарейки - Воздушно-цинковые первичные источники тока Активным веществом катода служит кислород воздуха, поэтому катод является нерасходуемым, он содержит катализатор восстановления кислорода (активированный уголь или диоксид марганца). В качестве электролита применяется раствор КОН К достоинствам источника тока относятся очень высокая удельная энергия и относительно невысокая цена К недостаткам - влияние окружающей среды (влажности воздуха и диоксида углерода) на характеристики источника тока Производятся две разновидности: призматические с высокой емкостью (до 1000 А·ч) и дисковые с малой емкостью. Используются для питания средств связи, в слуховых аппаратах, медицинских и других устройствах.

Литиевые батарейки с твердыми катодами и апротонным электролитом - Литиевые первичные источники тока с твердыми катодами и апротонным электролитом Восстановителем является литий, окислителями - оксиды, сульфиды металлов или фтороуглерод. Электролитами служат растворы солей лития (LiClO4, LiBF4 или LiBr) в апротонных растворителях: пропиленкарбонате (ПК), диоксолане (ДОЛ), γ-бутиролактоне (БЛ), тетрагидрофуране (ТГФ), диметоксиэтане (ДМЭ) и др. В зависимости от типа используемого окислителя источник тока имеет разрядное напряжение около 1,5В (CuO, CuS, FeS, Bi2O3 или FeS2) или 2,5-3,2В (MnO2, (CF)n, Ag2V4O11, Ag2CrO4, Cu4O(PO4)2 и др.) Достоинства - источники тока имеют более высокую емкость и удельную энергию, более широкий интервал рабочих температур, лучшую работоспособность при пониженных температурах и меньшую скорость саморазряда по сравнению с этими же параметрами марганцево-цинковых источников тока. Недостатки - они дороже марганцево-цинковых элементов. Литиевые источники тока с напряжением 1,5В заменяют марганцево-цинковые батарейки одинакового типоразмера, источники тока с напряжением 2,5-3,2В заменяют батареи марганцево-цинковых элементов Они используются в медицинской, бытовой, промышленной и военной электронике.

Литиевые батарейки с жидким или растворенным окислителем - Литиевые источники тока с жидким или растворенным окислителем В этих источниках тока используются диоксид серы (SO2), растворяющийся в органическом растворителе, жидкие тионилхлорид (SOCl2) и сульфурилхлорид (SO2Cl2). Катоды в источнике тока нерастворимые и изготавливаются из углеродистых материалов, нанесенных на алюминиевую (для SO2), никелевую основу или нержавеющую сталь. Электролитом в элементе системы литий - диоксид серы является LiBr, растворенный в ацетонитриле, в элементах с тионилхлоридом и сульфурилхлоридом - LiAlCl4 в SOCl2 или в SO2Cl2 с добавками Достоинства - Эти источники тока имеют очень высокую удельную энергию, высокие скорости разряда и удельную мощность, горизонтальную разрядную кривую, способность функционировать при низких температурах (до -55 °С), длительный ресурс К недостаткам следует отнести сравнительно высокую стоимость, работу под давлением, потенциальную взрывоопасность, присутствие токсичных компонентов Используются в тех областях, где требуются высокие удельная энергия и мощность, длительная сохранность, способность работать при низких температурах (в космической и военной технике, системах сохранения памяти, и других устройствах).

Йодно-литиевые батарейки с твердым электролитом - Йодно-литиевые источники тока с твердым электролитом Окислителем является йод, растворенный в твердом поливинилпиридине (ПВП), электролитом - твердая соль LiI, толщина которой непрерывно возрастает в результате токообразующей реакции Достоинства - Эти источники тока могут храниться очень продолжительное время, имеют высокую удельную энергию, широкий диапазон рабочих температур Недостатки - очень низкие скорость разряда и удельную мощность.

Ипользуются в основном в кардиостимуляторах и производятся для этих целей в специальной D-образной форме.

http://7kilometr.com/rus/article/klassifikaciya-batareek-po-himicheskomy-sostavy-batareiki-odessa-batareiki