Alkalické baterie

Alkalické baterie jsou baterie systému oxid manganičitý zinek (MnO₂-Zn) s alkalickým elektrolytem.

Jmenovité napětí — vhodná přibližná hodnota napětí používaná k označení nebo identifikaci článku, baterie nebo elektrochemického systémuJmenovité napětí — vhodná přibližná hodnota napětí používaná k označení nebo identifikaci článku, baterie nebo elektrochemického systémuJmenovité napětí je 1,5V.

Konstrukční uspořádání těchto baterií se liší od baterií s kyselým elektrolytem. Válcový článek je tvořen poniklovanou nádobkou, do níž je zalisována směs elektrolytického MnO₂ a grafitu tak, že v katodové hmotě je vytvořena dutina pro založení separátoru a nadávkování práškového zinku a elektrolytu. Aby zinek v tomto elektrolytu nesedimentoval, přidávají se různá zahušťovadla (gelovací látky), jako např. karboxymetylcelulóza, škrob, polyvinylalkohol apod. Jako proudový kolektor se používá mosazný nebo ocelový drát či plech spojený s víčkem, kterým je spolu plastovým těsněním článek uzavřen.

10.3 Zjednodušená konstrukce článku MnO₂-Zn s alkalickým elektrolytem

Na elektrodách článku probíhají složité následné reakce, které je možno velice zjednodušeně vyjádřit sumární reakcí:

Z porovnání rovnic 11, 12 a 13 vyplývá, že předností alkalických burelových článků je vyšší využití MnO₂, neboť redukce Mn⁴⁺ u nich probíhá až na Mn²⁺, kdežto u baterií s mírně kyselým elektrolytem se proces zastavuje na Mn³⁺.

Ocelová nádobka článku je kladným pólem, neslouží jako elektrochemicky aktivní materiál a nezúčastňuje se tedy elektrochemické reakce, což prakticky zamezuje možnosti vytékání elektrolytu způsobenému její korozí.

Oproti bateriím s chloridovým elektrolytem jsou alkalické baterie schopné poskytovat mnohem větší proudy při malém poklesu napětí, proto jsou vhodné pro aplikace, kde je vyžadována velká proudová zátěž. Samozřejmě jsou používány i v zařízeních s malými proudovými odběry, a to hlavně tam, kde je kladen důraz na ochranu zařízení před únikem elektrolytu.

Přehled označování nejběžnějších typů alkalických baterií různými výrobci je uveden v následující tabulce:

Vžité označení	Mikrotužka	Tužková baterie	Malý monočlánek	Velký monočlánek	9 V baterie	Plochá baterie
Značení dle IEC	LR03	LR6	LR14	LR20	6LR61	3LR12
Energizer	AAA	AA	C	D	9V	4,5V
Duracell	MN 2400	MN 1500	MN 1400	MN 1300	MN 1604	MN 1203
Kodak	K3A	KAA	KC	KD	K9V
Panasonic	LR03/S	LR6/M	LR14/L	LR20/XL	6LR61/9V
Philips	LR03	LR6	LR14	LR20	6LR61
Sony	AM-4	AM-3	AM-2	AM-1	6AM-6
Varta	4003	4006	4014	4020	4022	4012
Další značení	Micro/ AM4/ E92/ Mini Stilo	Mignon/ AM3/ E91/ L91/ 15A/	Baby/ AM2/ E93/ HP11/ Mezza Torcia	Mono/ AM1/ E95/ Torcia	E-Block/ 6AM6/ 522	Normal/ 1203

I když konstrukce alkalických baterií je u všech výrobců shodná (nebo velice podobná), nelze ovšem řící, že všechny alkalické baterie jsou stejné. I u jednoho výrobce se můžeme setkat s různými výrobními řadami alkalických baterií (podobně jako u NiCd nebo NiMH akumulátorů). Takže například u firmy Energizer se setkáváme s řadou "Economy", "Standard" a "Premium", u jiných výrobců jsou tyto řady označeny například barevnými etiketami (černá řada, stříbrná řada, zlatá řada) nebo jinými názvy "Super" , "Super Plus" a podobně. Proto při výběru alkalických baterií nelze hledět jen na cenu nebo na výrobce, ale podle piktogramů uvedených většinou na blistrech s bateriemi si vybrat, zda je baterie vhodná například pouze do hodin, nebo zda se dá použít i do blesků nebo fotoaparátů a podobně.

10.4 Závislost kapacity na vybíjecím proudu

Z grafu 10.4 je vidět, že jmenovitá kapacita (zaručená kapacita — hodnota kapacity baterie určená za stanovených podmínek a deklarovaná výrobcemzaručená kapacita) je velice závislá na vybíjecím proudu. Proto se u primárních článků musí uvádět u hodnoty kapacity též vybíjecí proud — elektrický proud dodávaný baterií během jejího vybíjenívybíjecí proud nebo hodnota odporu, při kterém je kapacita měřena. Pokud bychom chtěli srovnávat kapacitu NiCd nebo NiMH baterie s primární alkalickou baterií a použili bychom k tomu stanovení kapacity jako pro akumulátory - tedy proudem odpovídající 5-ti hodinovému vybíjení (0,2I_t), z předchozího grafu bychom mohli určit, že kapacita by byla kolem 1600 - 1700 mAh (při vybíjecím proudu 320- 340 mA).

10.5 Porovnání kapacity v režimu trvalého vybíjení a v režimu pulzního vybíjení

Z grafu 10.5 můžeme vyčíst takovou zajímavost jako, že když použijeme alkalickou baterii v režimu trvalého vybíjení a ještě velkým proudem, zůstává v baterii ještě spousta energie, která by se dala využít třeba ve spotřebičích s nizkým odběrovým proudem, jako jsou dálkové ovladače nebo hodiny a podobně.

10.6 Porovnání kapacit pro různé vybíjecí proudy v závislosti na teplotě okolí

Graf 10.6 nám ilustruje, že záporné teploty nejsou pro alkalické baterie hlavně pro velké proudové odběry vhodné, ale vysoké teploty jejich kapacitu ještě zvyšují. Podobné vyjádření najdete i v grafu 10.7.

10.7 Vliv teploty na vybíjení při proudu 250 mA
10.8 Vliv teploty skladování na samovybíjení

Naopak obrázek 10.8 ukazuje, že pro skladování alkalických baterií nejsou vysoké teploty nejvhodnější.