W codziennym życiu dzielimy baterie na dwie podstawowe kategorie technologiczne: akumulatory i baterie jednorazowe. Praktyczne zastosowanie zależy najczęściej od poboru prądu, który wpływa na to, jak szybko bateria się rozładuje. W artykule skupimy się na bateriach jednorazowych i ich technologicznej istocie.
Baterie cynkowo-węglowe
Baterie cynkowo-węglowe to najbardziej podstawowe ogniwa o napięciu 1,5 V. Ich konstrukcja zawiera kilka warstw. Zewnętrzna powłoka składa się z metalicznego cynku (Zn). Jest to również powłoka ochronna baterii, ale może być wzmocniona dodatkową warstwą. Bliżej środka jest nasączony elektrolit, chlorek amonu (NH₄Cl), który w reakcji elektrochemicznej baterii zapewnia funkcję przenoszenia jonów. Drugą aktywną częścią baterii jest tlenek manganu (MnO₂). W samym środku baterii znajduje się węglowy pręt, który łączy baterię z drugim końcem. Węgiel jest używany, ponieważ jest to jedyny materiał przewodzący, który w tych warunkach nie koroduje. Ten typ ogniwa był pierwszym komercyjnie produkowanym suchym typem baterii na świecie. Suche baterie charakteryzują się brakiem wolnych cieczy, takich jak kwas w bateriach samochodowych.
Baterie cynkowo-węglowe mają kilka kluczowych właściwości. Najważniejszą cechą jest niska cena. Są to najbardziej dostępne baterie na rynku. Niestety, baterie te mają gorsze niektóre parametry techniczne w porównaniu z innymi typami baterii. Zewnętrzna powłoka cynkowa z czasem koroduje i rozpada się. Bateria może z czasem zacząć przeciekać, barwić lub nawet wylewać. Ten problem mają jednak raczej baterie cynkowo-chloridowe. Całkowita żywotność baterii to około 3 lata, przy prawidłowym przechowywaniu. W baterii zachodzi samo-rozładowanie i stopniowa oksydacja. Ta technologia jest używana we wszystkich podstawowych rodzajach zwykłej elektroniki użytkowej, gdzie nie jest potrzebny wysoki prąd pobierania. Typowo baterie AAA, baterie AA, baterie C, baterie D, płaskie baterie i baterie 9V.
W naszym asortymencie już nie znajdziesz baterii cynkowo-węglowych. Technologicznie są już przestarzałe. Alternatywą są baterie alkaliczne lub baterie litowe.
Baterie cynkowo-chloridowe
Konstrukcja baterii cynkowo-chloridowych jest prawie taka sama, jak w bateriach cynkowo-węglowych. Jedyną różnicą jest zastosowanie elektrolitu na bazie chloridu cynku (ZnCl₂). Dzięki temu cena baterii jest nieco wyższa, ale również zwiększa się jej ogólny potencjał prądowy i wytrzymałość. Często określane są jako baterie do wysokich obciążeń. Całkowita wytrzymałość może być nawet 2x wyższa niż w bateriach cynkowo-węglowych. Niestety, elektrolit z czasem staje się płynny, więc dość często dochodzi do wycieku baterii.
Ani baterie cynkowo-chloridowe już nie znajdziesz u nas. Są również technologicznie przestarzałe i zamiast nich oferujemy alkaliczne oraz litowe baterie.
Baterie alkaliczne
Baterie alkaliczne są obecnie najlepszą technologią baterii pod względem stosunku ceny do wydajności o napięciu 1,5 V. Ich konstrukcja jest właściwie bardzo podobna do baterii cynkowo-węglowych. Główną różnicą jest warstwa separacyjna. Membrana nasączona wodorotlenkiem potasu (KOH), która oddziela warstwę z proszkowym cynkiem i tlenkiem manganu. Specyfika tej baterii jest dość odmienna.
Dużym atutem jest pojemność do 3000 mAh. Tę pojemność można jednak osiągnąć tylko przy niskim poborze prądu. Czyli w urządzeniach, takich jak piloty, detektory, zegary itp. Gdy pobór prądu wzrasta, pojemność szybko spada i może nie osiągnąć nawet 800 mAh, na przykład w aparacie fotograficznym z poborem 1 ampera. Ogólnie jednak są to baterie o najwyższym potencjale energetycznym. Całkowita żywotność baterii może wynosić nawet 5 lat przy prawidłowym przechowywaniu. Samorozładowanie baterii wynosi około 0,3% pojemności miesięcznie.
W przypadku baterii alkalicznych bardzo ważna jest prawidłowy recykling. Te baterie zawierają wodorotlenek potasu, który jest silną substancją żrącą. Istotniejszym zagrożeniem jest jednak proszkowy cynk i tlenek manganu. Proszkowy cynk jest silnie toksyczny dla organizmów wodnych z długotrwałymi efektami. Jest to neurotoksyna, która uszkadza układ nerwowy. Baterie alkaliczne obecnie stanowią zdecydowaną większość produkowanych baterii i ich rozkład w naturze może być długoterminowym problemem. Zgodnie z przepisami państwowymi, w każdym sklepie musi być możliwość zwrotu niesprawnych baterii, dlatego proszę, postępujcie odpowiedzialnie z używanymi bateriami.
W naszej ofercie znajdziesz baterie alkaliczne, które przechodzą najbardziej rygorystyczne testy w naszym laboratorium. Zarówno pod względem bezpieczeństwa, jak i parametrów oraz wytrzymałości. W ofercie mamy rozmiary AA, AAA, C, D i 9V oraz wiele innych.
Baterie litowe (jednorazowe)
Baterie litowe należą zarówno do grupy jednorazowych ogniw, jak i do grupy akumulatorów. Skupimy się teraz na bateriach jednorazowych. Czyli baterii litowo-metalowych. Ogniwa litowe mogą generować to samo napięcie, co baterie alkaliczne (1,5 V), a nawet wyższe napięcie 3,7 V. Te baterie, w przeciwieństwie do akumulatorów litowych, zawierają pierwiastkowe lit w postaci metalowego arkusza, który jest zwinięty wewnątrz baterii. Druga część aktywnych materiałów również składa się z tlenku manganu, a jako elektrolit używana jest sól litowa w organicznym rozpuszczalniku. Organiczny rozpuszczalnik jest zwykle łatwopalny. W tym przypadku jest to jednak jedyna użyteczna wersja, ponieważ metalowy lit w kontakcie z wodą zaczyna samoczynnie palić się osiągając temperaturę kilku tysięcy stopni Celsjusza. Dlatego bezpieczeństwo tych baterii jest bardzo ważne i przed kontaktem litu z wodą bateria jest dokładnie testowana i ma kilka warstw ochronnych. W przeciwieństwie od innych rodzajów baterii nie zawiera proszkowego cynku. W przyrodzie więc nie pozostawia wielkich szkód.
Kilka ciekawostek o licie
Lit jest bardzo ciekawym elementem. Jest pięciokrotnie lżejszy niż aluminium, ma ogromny potencjał elektrochemiczny i jest bardzo rzadki. Jest to bardzo reaktywny metal, dzięki czemu możemy wykorzystać jego potencjał chemiczny do produkcji baterii. Jest także bardzo lekki, dlatego nadaje się do urządzeń, które potrzebują niskiego obciążenia wagowego, takich jak drony.
W naszej ofercie znajdziesz kilka rodzajów jednorazowych baterii litowych. Zarówno klasyczne AA, AAA, jak i baterie guzikowe oraz specjalistyczne baterie.
Jednorazowe baterie i ich zastosowanie
Jednorazowe baterie są prostą technologią. Dlatego będą popularne jeszcze długo. Są lepszą opcją dla wielu urządzeń, niż akumulatorki. Tam, gdzie w urządzeniu bateria zostaje dłużej niż kilka dni, ma to sens. Czyli piloty, detektory, zegary, budziki, niektóre latarki itp. Natomiast tam, gdzie kilka razy w roku baterie musiałyby być wymienione, lepsze są akumulatory.
O autorze: Petr Brůžek - "Jestem entuzjastą technologii, nauki, techniki, environmentalistyki i mechaniki. W Emosie odpowiadam za marketing i w wolnym czasie najchętniej przebywam w warsztacie."
