W ciągu ostatnich 10 lat technologia akumulatorów znacznie się poprawiła, zwiększając wartość aparatów słuchowych i poprawiając ich działanie. Odkąd procesory cyfrowe przejęły rynek CA, branża akumulatorów eksplodowała.

Liczba osób korzystających z baterii cynkowo-powietrznych jako źródła zasilania aparatów słuchowych rośnie z dnia na dzień. Baterie te są przyjazne dla środowiska, a dzięki zwiększonej pojemności działają znacznie dłużej niż inne typy baterii. Trudno jednak określić dokładną żywotność zastosowanego elementu, zależy to od wielu czynników. W niektórych momentach użytkownicy mają pytania i skargi.<Радуга Звуков>postaram się udzielić wyczerpującej odpowiedzi na bardzo ważne pytanie: od czego zależy żywotność baterii?

ZALETY...

Przez wiele lat głównym źródłem zasilania aparatów słuchowych były baterie rtęciowe. Jednak w połowie lat 90. stało się jasne, że są one całkowicie przestarzałe. Po pierwsze, zawierały rtęć – niezwykle szkodliwą substancję. Po drugie, powstały baterie cyfrowe, które zaczęły szybko podbijać rynek, stawiając zasadniczo inne wymagania dotyczące właściwości baterii.

Technologia tlenku rtęci została zastąpiona technologią cynkowo-powietrzną. Wyjątkowość polega na tym, że jako jeden ze składników (katoda) baterii chemicznej wykorzystuje się tlen z otaczającego powietrza, który wchodzi przez specjalne otwory. Dzięki usunięciu rtęci lub tlenku srebra z obudowy akumulatora, która do tej pory pełniła funkcję katody, udostępniono więcej miejsca na proszek cynkowy. Dlatego bateria cynkowo-powietrzna jest bardziej energochłonna przy porównywaniu różnych typów akumulatorów o tej samej pojemności. Dzięki temu pomysłowemu rozwiązaniu bateria cynkowo-powietrzna pozostanie bezkonkurencyjna, o ile jej pojemność ograniczona będzie niewielką objętością nowoczesnych baterii miniaturowych.

Po dodatniej stronie akumulatora znajduje się jeden lub więcej otworów (w zależności od jego wielkości), przez które dostaje się powietrze. Reakcja chemiczna, podczas której wytwarzany jest prąd, przebiega dość szybko i zostaje całkowicie zakończona w ciągu dwóch do trzech miesięcy, nawet bez obciążenia akumulatora. Dlatego w procesie produkcyjnym otwory te są zakrywane folią ochronną.

Aby przygotować się do pracy, należy usunąć naklejkę i dać substancji czynnej czas na nasycenie tlenem (3 do 5 minut). Jeśli zaczniesz używać baterii natychmiast po otwarciu, aktywacja nastąpi tylko w powierzchniowej warstwie substancji, co znacząco wpłynie na jej żywotność.

Rozmiar baterii odgrywa ważną rolę. Im jest większy, tym więcej zawiera rezerw substancji czynnej, a co za tym idzie, tym więcej zgromadzonej energii. Dlatego też akumulator o największej pojemności ma rozmiar 675, a najmniejszy – rozmiar 5. Pojemność akumulatorów zależy również od producenta. Na przykład dla akumulatorów o rozmiarze 675 może wynosić od 440 mAh do 460 mAh.

I FUNKCJE

Po pierwsze, napięcie dostarczane przez akumulator zależy od czasu jego pracy, a dokładniej od stopnia jego rozładowania. Nowa bateria cynkowo-powietrzna może zasilać napięciem do 1,4 V, ale tylko przez krótki czas. Następnie napięcie spada do 1,25 V i utrzymuje się przez dłuższy czas. A pod koniec żywotności akumulatora napięcie gwałtownie spada do poziomu poniżej 1 V.

Po drugie, baterie cynkowo-powietrzne działają lepiej, im jest cieplej. W takim przypadku oczywiście nie należy przekraczać maksymalnej temperatury ustawionej dla tego typu akumulatora. Dotyczy to wszystkich akumulatorów. Ale cechą baterii cynkowo-powietrznych jest to, że ich wydajność zależy również od wilgotności powietrza. Zachodzące w nim procesy chemiczne zależą od obecności określonej ilości wilgoci. Krótko mówiąc: im cieplej i bardziej wilgotno, tym lepiej (dotyczy to tylko akumulatorów CA!). Ale fakt, że wilgoć ma negatywny wpływ na inne elementy narządu słuchowego, to inna sprawa.

Po trzecie, rezystancja wewnętrzna akumulatora zależy od szeregu czynników: temperatury, wilgotności, czasu pracy oraz technologii zastosowanej przez producenta. Im wyższa temperatura i wilgotność, tym niższa impedancja, co korzystnie wpływa na funkcjonowanie układu słuchowego. Nowa bateria 675 ma rezystancję wewnętrzną 1-2 omów. Jednak pod koniec okresu użytkowania wartość ta może wzrosnąć do 10 omów, a w przypadku 13. baterii - do 20 omów. W zależności od producenta wartość ta może się znacznie różnić, co stwarza problemy, gdy wymagana jest maksymalna moc zapisana w karcie technicznej.

Po przekroczeniu krytycznej wartości zużycia prądu końcowy stopień lub cały aparat słuchowy zostaje wyłączony, aby umożliwić regenerację akumulatora. Jeśli po<дыхательной паузы>akumulator ponownie zaczyna wytwarzać prąd wystarczający do działania, a SA włącza się ponownie. W wielu aparatach słuchowych ponownemu uruchomieniu towarzyszy sygnał dźwiękowy, ten sam, który informuje o spadku napięcia akumulatora. Oznacza to, że w sytuacji, gdy SA wyłączy się z powodu dużego poboru prądu, po ponownym włączeniu zabrzmi sygnał ostrzegawczy, chociaż bateria może być zupełnie nowa. Taka sytuacja zwykle ma miejsce, gdy aparat słuchowy odbiera bardzo wysoki poziom wejściowy SPL i jest ustawiony na pełną moc.

Czynniki wpływające na żywotność

Jednym z głównych wyzwań stojących przed akumulatorami jest zapewnienie stałego dopływu prądu przez cały okres użytkowania akumulatora.

Po pierwsze, żywotność baterii zależy od rodzaju użytego CA. Z reguły urządzenia analogowe zużywają więcej prądu niż urządzenia cyfrowe, a urządzenia o dużej mocy pobierają więcej prądu niż urządzenia o małej mocy. Typowe wartości poboru prądu dla urządzeń średniej mocy wahają się od 0,8 do 1,5 mA, a dla urządzeń dużej mocy i ultra-mocy - od 2 do 8 mA.

Cyfrowe urzędy certyfikacji są na ogół bardziej ekonomiczne niż analogowe urzędy certyfikacji o tej samej mocy. Mają jednak jedną wadę - przy przełączaniu programów lub automatycznym uruchamianiu złożonych funkcji przetwarzania sygnału (redukcja szumów, rozpoznawanie mowy itp.) urządzenia te pobierają znacznie więcej prądu niż w trybie normalnym. Zapotrzebowanie na energię może rosnąć i spadać w zależności od funkcji przetwarzania sygnału aktualnie realizowanej przez obwód cyfrowy, a nawet od tego, czy korekcja ubytku słuchu pacjenta wymaga innego wzmocnienia przy różnych wejściowych poziomach SPL.

Warunki akustyczne otoczenia również wpływają na żywotność baterii. W cichym otoczeniu poziom sygnału akustycznego jest zwykle niski - około 30-40 dB. W tym przypadku sygnał wchodzący do SA również jest niewielki. W hałaśliwym otoczeniu, na przykład w metrze, pociągu, fabryce lub hałaśliwej ulicy, poziom sygnału akustycznego może osiągnąć 90 dB lub więcej (młot pneumatyczny to około 110 dB). Prowadzi to do wzrostu poziomu sygnału wyjściowego CA i odpowiednio do zwiększonego zużycia prądu. Jednocześnie ustawienia urządzenia zaczynają działać - przy większym wzmocnieniu zwiększa się również pobór prądu. Zwykle hałas otoczenia koncentruje się w zakresie niskich częstotliwości, więc gdy kontrola tonów bardziej tłumi zakres niskich częstotliwości, zmniejsza się również pobór prądu.

Pobór prądu urządzeń średniej mocy nie zależy zbytnio od poziomu sygnału wejściowego, jednak dla mocnych i ultramocnych CA różnica jest dość duża. Na przykład przy sygnale przychodzącym o natężeniu 60 dB (przy którym normalizowany jest pobór prądu SA) natężenie prądu wynosi 2-3 mA. Przy sygnale wejściowym 90 dB (i tych samych ustawieniach CA) prąd wzrasta do 15-20 mA.

Metodologia oceny żywotności baterii

Zazwyczaj żywotność baterii ocenia się biorąc pod uwagę jej pojemność nominalną oraz szacowany pobór prądu przez urządzenie, podany w danych technicznych (paszporcie) urządzenia. Weźmy typowy przypadek: baterię cynkowo-powietrzną o rozmiarze 675 i typowej pojemności 460 mAh.

W przypadku zastosowania w urządzeniu średniej mocy o poborze prądu 1,4 mA teoretyczna żywotność wyniesie 460/1,4 = 328 godzin. Noszenie urządzenia przez 10 godzin dziennie oznacza ponad miesiąc pracy urządzenia (328/10=32,8).

Podczas zasilania wydajnego urządzenia w cichym otoczeniu (pobór prądu 2 mA) żywotność wyniesie 230 godzin, czyli około trzech tygodni przy 10-godzinnym zużyciu. Ale jeśli otoczenie jest hałaśliwe, pobór prądu może osiągnąć 15-20 mA (w zależności od rodzaju urządzenia). W tym trybie żywotność wyniesie 460/20=23 godziny, tj. mniej niż 3 dni. Oczywiście nikt nie chodzi w takim środowisku przez 10 godzin i tryb prawdziwy będzie mieszany w bieżącym zużyciu. Zatem ten przykład po prostu ilustruje metodologię obliczeń, podając ekstremalne wartości żywotności. Zazwyczaj żywotność baterii w wydajnym urządzeniu wynosi od dwóch do trzech tygodni.

Używaj baterii zaprojektowanych specjalnie do aparatów słuchowych (oznaczonych lub oznakowanych jako takie) renomowanych producentów źródeł zasilania (GP, Renata, Energizer, Varta, Panasonic, Duracell Activair, Rayovac).

Nie przerywaj folii ochronnej baterii (nie otwieraj jej), dopóki nie zostanie ona zainstalowana w aparacie słuchowym.

Przechowuj baterie w blistrach w temperaturze pokojowej i normalnej wilgotności. Życzenie<сберечь>dłuższe pozostawienie baterii w lodówce może spowodować dokładnie odwrotny skutek – urządzenie z nową baterią w ogóle nie będzie działać.

Przed włożeniem baterii do urządzenia należy pozostawić ją bez folii na 3-5 minut.

Wyłącz urząd certyfikacji, gdy nie jest używany. Na noc odłącz źródła zasilania od urządzenia i pozostaw komorę baterii otwartą.

Nowy produkt obiecuje trzykrotnie przewyższyć akumulatory litowo-jonowe pod względem energochłonności, a jednocześnie kosztować o połowę mniej.

Należy pamiętać, że obecnie akumulatory cynkowo-powietrzne produkowane są wyłącznie w postaci ogniw jednorazowych lub „ładowalnych” ręcznie, czyli poprzez wymianę wkładu. Nawiasem mówiąc, ten typ baterii jest bezpieczniejszy niż akumulatory litowo-jonowe, ponieważ nie zawiera substancji lotnych i dlatego nie może się zapalić.

Główną przeszkodą w tworzeniu opcji wielokrotnego ładowania, czyli akumulatorów, jest szybka degradacja urządzenia: elektrolit ulega dezaktywacji, reakcje utleniania i redukcji zwalniają i całkowicie zatrzymują się już po kilku cyklach ładowania.

Aby zrozumieć, dlaczego tak się dzieje, musimy najpierw opisać zasadę działania ogniw cynkowo-powietrznych. Akumulator składa się z elektrod powietrznych i cynkowych oraz elektrolitu. Podczas rozładowywania powietrze napływające z zewnątrz za pomocą katalizatorów tworzy jony hydroksylowe (OH -) w wodnym roztworze elektrolitu.

Utleniają elektrodę cynkową. Podczas tej reakcji uwalniane są elektrony, tworząc prąd. Podczas ładowania akumulatora proces przebiega w odwrotnym kierunku: na elektrodzie powietrznej wytwarzany jest tlen.

Wcześniej podczas pracy akumulatora wodny roztwór elektrolitu często po prostu wysychał lub wnikał zbyt głęboko w pory elektrody powietrznej. Dodatkowo osadzony cynk rozkładał się nierównomiernie, tworząc rozgałęzioną strukturę, co powodowało występowanie zwarć pomiędzy elektrodami.

Nowy produkt jest pozbawiony tych wad. Specjalne dodatki żelujące i ściągające kontrolują wilgotność i kształt elektrody cynkowej. Ponadto naukowcy zaproponowali nowe katalizatory, które również znacząco poprawiły wydajność pierwiastków.

Jak na razie najlepsza wydajność prototypów nie przekracza setek cykli ładowania (fot. ReVolt).

Dyrektor naczelny ReVolt, James McDougall, uważa, że ​​pierwsze produkty, w przeciwieństwie do obecnych prototypów, będą mogły ładować nawet 200 razy, a wkrótce będą w stanie osiągnąć 300–500 cykli. Wskaźnik ten pozwoli na wykorzystanie elementu np telefony komórkowe lub laptopy.

Prototyp nowej baterii opracowała norweska fundacja badawcza SINTEF, a firma ReVolt wprowadza produkt na rynek (ilustracja: ReVolt).

ReVolt opracowuje również akumulatory cynkowo-powietrzne do pojazdów elektrycznych pojazdy. Takie produkty przypominają ogniwa paliwowe. Zawarta w nich zawiesina cynku pełni rolę elektrody ciekłej, natomiast elektroda powietrzna składa się z układu rurek.

Energia elektryczna jest wytwarzana poprzez pompowanie zawiesiny przez rurki. Powstały tlenek cynku jest następnie przechowywany w innej komorze. Po naładowaniu kontynuuje tę samą ścieżkę, a tlenek zamienia się z powrotem w cynk.

Takie akumulatory mogą wytwarzać więcej energii elektrycznej, ponieważ objętość elektrody ciekłej może być znacznie większa niż objętość elektrody powietrznej. McDougall uważa, że ​​tego typu ogniwa będą w stanie naładować się od dwóch do dziesięciu tysięcy razy.

W piątym numerze naszego magazynu informowaliśmy o tym, jak samodzielnie wykonać akumulator gazowy, a w szóstym ołowiowo-potasowym. Oferujemy czytelnikom inny rodzaj źródła prądu - element cynkowo-powietrzny. Element ten nie wymaga ładowania w trakcie pracy, co jest bardzo istotną zaletą w stosunku do akumulatorów.

Element cynkowo-powietrzny jest obecnie najbardziej zaawansowanym źródłem prądu, ponieważ ma stosunkowo wysoką energię właściwą (110-180 Wh/kg), jest łatwy w produkcji i obsłudze oraz jest najbardziej obiecujący pod względem zwiększenia swoich specyficznych właściwości. Teoretycznie obliczona moc właściwa ogniwa cynkowo-powietrznego może osiągnąć 880 Wh/kg. Jeżeli uda się osiągnąć choć połowę tej mocy, element stanie się bardzo poważnym rywalem dla silnika spalinowego.

Bardzo ważną zaletą cynkowego elementu powietrznego jest

niewielka zmiana napięcia pod obciążeniem podczas jego rozładowania. Ponadto taki element ma znaczną wytrzymałość, ponieważ jego naczynie może być wykonane ze stali.

Zasada działania elementów cynkowo-powietrznych opiera się na zastosowaniu układu elektrochemicznego: cynk – żrący roztwór potasu – węgiel aktywny, który adsorbuje tlen z powietrza. Dobierając skład elektrolitu, masę czynną elektrod oraz dobierając optymalną konstrukcję elementu, można znacząco zwiększyć jego moc właściwą.

Wypuszczenie na rynek masowy kompaktowych baterii cynkowo-powietrznych może znacząco zmienić sytuację w segmencie rynku małych autonomicznych zasilaczy do laptopów i urządzeń cyfrowych.

Problem energii

a w ostatnich latach znacznie powiększyła się flota laptopów i różnych urządzeń cyfrowych, z których wiele dopiero niedawno pojawiło się na rynku. Proces ten zauważalnie przyspieszył ze względu na wzrost popularności telefony komórkowe. Z kolei szybki wzrost liczby urządzeń przenośnych urządzenia elektroniczne spowodował poważny wzrost zapotrzebowania na autonomiczne źródła energii elektrycznej, w szczególności na różne typy

baterie i akumulatory.

Jednak konieczność zaopatrzenia ogromnej liczby urządzeń przenośnych w baterie to tylko jedna strona problemu. Zatem wraz z rozwojem przenośnych urządzeń elektronicznych wzrasta gęstość elementów i moc zastosowanych w nich mikroprocesorów; w ciągu zaledwie trzech lat częstotliwość taktowania stosowanych procesorów PDA wzrosła o rząd wielkości. Małe monochromatyczne ekrany są zastępowane kolorowymi wyświetlaczami o wysokiej rozdzielczości i większych rozmiarach. Wszystko to prowadzi do wzrostu zużycia energii. Ponadto widać wyraźną tendencję w kierunku dalszej miniaturyzacji w dziedzinie elektroniki przenośnej. Biorąc pod uwagę wymienione czynniki staje się oczywiste, że zwiększenie energochłonności, mocy, trwałości i niezawodności stosowanych akumulatorów jest jednym z najważniejszych warunków zapewnienia dalszego rozwoju przenośnych urządzeń elektronicznych. pozwalają tworzyć laptopy, które pod względem funkcjonalności i wydajności praktycznie nie ustępują pełnoprawnym systemom stacjonarnym. Jednak brak wystarczająco wydajnych autonomicznych źródeł zasilania pozbawia użytkowników laptopów jednej z głównych zalet tego typu komputerów – mobilności. Dobrym wskaźnikiem nowoczesnego laptopa wyposażonego w akumulator litowo-jonowy jest czas pracy na baterii około 4 godzin 1, ale do pełnej pracy w warunki mobilne to wyraźnie nie wystarczy (na przykład lot z Moskwy do Tokio trwa około 10 godzin, a z Moskwy do Los Angeles prawie 15).

Jedna z opcji rozwiązania problemu rosnącego czasu żywotność baterii komputerów przenośnych oznacza odejście od powszechnie stosowanych obecnie akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych i litowo-jonowych na rzecz chemicznych ogniw paliwowych 2 . Najbardziej obiecującymi ogniwami paliwowymi z punktu widzenia zastosowań w przenośnych urządzeniach elektronicznych i komputerach PC są ogniwa paliwowe o niskich temperaturach pracy, takie jak PEM (Proton Exchange Membrane) i DMCF (Direct Metanol Fuel Cells). Jako paliwo do tych pierwiastków stosuje się wodny roztwór alkoholu metylowego (metanolu) 3.

Jednak na tym etapie zbyt optymistyczne byłoby opisywanie przyszłości chemicznych ogniw paliwowych wyłącznie w różowych tonach. Faktem jest, że istnieją co najmniej dwie przeszkody w rozkładzie masy ogniw paliwowych w przenośnych urządzeniach elektronicznych. Po pierwsze, metanol jest substancją raczej toksyczną, co implikuje zwiększone wymagania dotyczące szczelności i niezawodności wkładów paliwowych. Po drugie, aby zapewnić akceptowalne szybkości reakcji chemicznych w ogniwach paliwowych o niskich temperaturach pracy, konieczne jest stosowanie katalizatorów. Obecnie w ogniwach PEM i DMCF stosuje się katalizatory z platyny i jej stopów, jednak naturalne zasoby tej substancji są niewielkie, a jej koszt wysoki. Teoretycznie możliwe jest zastąpienie platyny innymi katalizatorami, jednak jak dotąd żadnemu z zespołów zajmujących się badaniami w tym kierunku nie udało się znaleźć akceptowalnej alternatywy. Obecnie tak zwany problem platyny jest być może najpoważniejszą przeszkodą w powszechnym zastosowaniu ogniw paliwowych w przenośnych komputerach stacjonarnych i urządzeniach elektronicznych.

1 Odnosi się to do czasu pracy na standardowym akumulatorze.

2 Więcej informacji na temat ogniw paliwowych można znaleźć w artykule „Ogniwa paliwowe: rok nadziei”, opublikowanym w nr 1’2005.

3 Ogniwa PEM pracujące na gazowym wodorze posiadają wbudowany konwerter umożliwiający produkcję wodoru z metanolu.

Cynkowe elementy powietrzne

Choć autorzy szeregu publikacji uznają baterie i akumulatory cynkowo-powietrzne za jeden z podtypów ogniw paliwowych, nie jest to do końca prawdą. Po zapoznaniu się z konstrukcją i zasadą działania elementów cynkowo-powietrznych, nawet ogólnie, możemy wyciągnąć całkowicie jednoznaczny wniosek, że bardziej słuszne jest uznanie ich za odrębną klasę autonomicznych źródeł zasilania.

Konstrukcja ogniwa cynkowo-powietrznego obejmuje katodę i anodę oddzielone elektrolitem alkalicznym oraz separatory mechaniczne. Jako katodę stosuje się elektrodę dyfuzyjną gazu (GDE), której przepuszczalna dla wody membrana umożliwia uzyskanie tlenu z krążącego przez nią powietrza atmosferycznego. „Paliwem” jest anoda cynkowa, która w trakcie pracy ogniwa ulega utlenieniu, a utleniaczem jest tlen uzyskiwany z powietrza atmosferycznego dostającego się przez „otwory oddechowe”.

Na katodzie zachodzi reakcja elektroredukcji tlenu, której produktami są ujemnie naładowane jony wodorotlenkowe:

O 2 + 2H 2 O +4e 4OH – .

Jony wodorotlenkowe przemieszczają się w elektrolicie do anody cynkowej, gdzie zachodzi reakcja utleniania cynku, uwalniając elektrony, które powracają do katody poprzez obwód zewnętrzny:

Zn + 4OH – Zn(OH) 4 2– + 2e.

Zn(OH) 4 2– ZnO + 2OH – + H 2 O.

Jest rzeczą oczywistą, że ogniwa cynkowo-powietrzne nie mieszczą się w klasyfikacji chemicznych ogniw paliwowych: po pierwsze wykorzystują elektrodę eksploatacyjną (anodę), a po drugie paliwo jest początkowo umieszczane wewnątrz ogniwa i nie jest dostarczane z zewnątrz podczas pracy.

Napięcie między elektrodami jednego ogniwa ogniwa cynkowo-powietrznego wynosi 1,45 V i jest bardzo zbliżone do napięcia w przypadku baterii alkalicznych.

W razie potrzeby, aby uzyskać wyższe napięcie zasilania, można połączyć w akumulator kilka ogniw połączonych szeregowo.

Ważne jest również, aby elementy cynkowo-powietrzne były produktami bardzo przyjaznymi dla środowiska. Materiały użyte do ich produkcji nie zatruwają środowiska i po recyklingu nadają się do ponownego wykorzystania. Produkty reakcji pierwiastków cynkowo-powietrznych (woda i tlenek cynku) są również całkowicie bezpieczne dla ludzi i środowiska; tlenek cynku jest nawet stosowany jako główny składnik pudru dla dzieci.

Wśród właściwości eksploatacyjnych elementów cynkowo-powietrznych warto zwrócić uwagę na takie zalety, jak niski stopień samorozładowania w stanie nieaktywnym oraz niewielka zmiana napięcia podczas rozładowania (płaska krzywa rozładowania).

Pewną wadą elementów cynkowo-powietrznych jest wpływ wilgotności względnej napływającego powietrza na właściwości elementu. Na przykład dla cynkowego elementu powietrznego przeznaczonego do pracy w warunkach względnej wilgotności powietrza 60%, gdy wilgotność wzrasta do 90%, żywotność zmniejsza się o około 15%.

Od baterii do baterii

Najłatwiejszą do wdrożenia opcją dla ogniw cynkowo-powietrznych są baterie jednorazowe. Przy tworzeniu elementów cynkowo-powietrznych o dużych rozmiarach i mocy (na przykład przeznaczonych do zasilania elektrowni samochodowych) kasety anod cynkowych mogą być wymienne. W tym przypadku, aby odnowić zapas energii, wystarczy wyjąć kasetę ze zużytymi elektrodami i w jej miejsce zamontować nową. Zużyte elektrody można przywrócić do ponownego użycia metodą elektrochemiczną w wyspecjalizowanych przedsiębiorstwach.

Jeśli mówimy o bateriach kompaktowych nadających się do stosowania w komputerach przenośnych i urządzeniach elektronicznych, to praktyczna realizacja opcji z wymiennymi kasetami z anodą cynkową jest niemożliwa ze względu na małe rozmiary akumulatorów. Dlatego większość kompaktowych ogniw cynkowo-powietrznych dostępnych obecnie na rynku jest jednorazowych. Jednorazowe małe baterie cynkowo-powietrzne produkowane są przez firmy Duracell, Eveready, Varta, Matsushita, GP, a także krajowe przedsiębiorstwo Energia. Głównymi obszarami zastosowań takich źródeł zasilania są aparaty słuchowe, przenośne radia, sprzęt fotograficzny itp.

Obecnie wiele firm produkuje jednorazowe baterie cynkowo-powietrzne

Kilka lat temu firma AER wyprodukowała baterie cynkowo-powietrzne Power Slice przeznaczone do laptopów. Elementy te zostały zaprojektowane dla laptopów z serii Omnibook 600 i Omnibook 800 firmy Hewlett-Packard;

ich żywotność baterii wahała się od 8 do 12 godzin. W zasadzie istnieje także możliwość tworzenia ogniw cynkowo-powietrznych (akumulatorów), w których po podłączeniuźródło zewnętrzne prądu na anodzie nastąpi reakcja redukcji cynku. Jednak przez długi czas uniemożliwiano praktyczną realizację takich projektów poważne problemy

ze względu na właściwości chemiczne cynku. Tlenek cynku dobrze rozpuszcza się w elektrolicie zasadowym i w postaci rozpuszczonej rozprowadza się w całej objętości elektrolitu, oddalając się od anody. Z tego powodu podczas ładowania z zewnętrznego źródła prądu geometria anody ulega znaczącym zmianom: cynk odzyskany z tlenku cynku osadza się na powierzchni anody w postaci kryształów wstęgowych (dendrytów) w kształcie długich kolców. Dendryty przebijają się przez separatory, powodując zwarcie wewnątrz akumulatora.

Problem ten pogłębia fakt, że w celu zwiększenia mocy anody ogniw cynkowo-powietrznych wykonuje się z kruszonego sproszkowanego cynku (pozwala to na znaczne zwiększenie powierzchni elektrody). Zatem wraz ze wzrostem liczby cykli ładowania i rozładowania powierzchnia anody będzie stopniowo się zmniejszać, co będzie miało negatywny wpływ na wydajność ogniwa.

Zaletami akumulatorów cynkowo-powietrznych jest długi czas pracy i wysoka energochłonność właściwa, co najmniej dwukrotnie większa niż w przypadku najlepszych akumulatorów litowo-jonowych. Energochłonność właściwa baterii cynkowo-powietrznych sięga 240 Wh na 1 kg masy, a moc maksymalna wynosi 5000 W/kg.

Zdaniem twórców ZMP, dziś możliwe jest stworzenie baterii cynkowo-powietrznych do przenośnych urządzeń elektronicznych (telefony komórkowe, odtwarzacze cyfrowe itp.) o pojemności energetycznej około 20 Wh. Minimalna możliwa grubość takich zasilaczy to tylko 3 mm. Eksperymentalne prototypy baterii cynkowo-powietrznych do laptopów mają pojemność energetyczną od 100 do 200 Wh.

Prototyp baterii cynkowo-powietrznej stworzony przez specjalistów Zinc Matrix Power

Kolejną ważną zaletą akumulatorów cynkowo-powietrznych jest całkowity brak tzw. efektu pamięci. W przeciwieństwie do innych typów akumulatorów, ogniwa cynkowo-powietrzne można ładować na dowolnym poziomie naładowania bez utraty ich pojemności energetycznej. Co więcej, w przeciwieństwie baterie litowe Ogniwa cynkowo-powietrzne są znacznie bezpieczniejsze.

Podsumowując, nie sposób nie wspomnieć o jednym ważnym wydarzeniu, które stało się symbolicznym punktem wyjścia na drodze do komercjalizacji ogniw cynkowo-powietrznych: 9 czerwca ubiegłego roku firma Zinc Matrix Power oficjalnie ogłosiła podpisanie strategicznej umowy z firmą Intel Korporacja. Zgodnie z warunkami tej umowy ZMP i Intel połączą siły w celu opracowania nowej technologii akumulatorów do komputerów przenośnych. Jednym z głównych celów tej pracy jest zwiększenie żywotności baterii laptopów do 10 godzin. Zgodnie z obecnym planem pierwsze modele laptopów wyposażonych w baterie cynkowo-powietrzne powinny pojawić się w sprzedaży w 2006 roku.

Pierwiastek manganowo-cynkowy. (1) nasadka metalowa, (2) elektroda grafitowa („+”), (3) miseczka cynkowa („”), (4) tlenek manganu, (5) elektrolit, (6) styk metalowy. Pierwiastek manganowo-cynkowy, ... ... Wikipedia

RC 53M (1989) Ogniwo rtęciowo-cynkowe („typ RC”) Ogniwo galwaniczne, w którym cynk jest anodą… Wikipedia

Bateria Oxyride Baterie Oxyride™ to marka jednorazowych (nieładowalnych) baterii opracowanych przez firmę Panasonic. Zostały zaprojektowane specjalnie dla urządzeń o dużym poborze mocy... Wikipedia

Zwykły element Westona, pierwiastek rtęciowo-kadmowy, jest elementem galwanicznym, którego siła elektromotoryczna jest bardzo stabilna w czasie i powtarzalna w poszczególnych przypadkach. Używane jako referencyjne źródło napięcia (VR) lub standard napięcia... ... Wikipedia

Bateria srebrno-cynkowa SC 25 to wtórne źródło prądu chemicznego, akumulator w którym anodą jest tlenek srebra, w postaci sprasowanego proszku, katoda jest mieszaniną... Wikipedia

Miniaturowe baterie różnych rozmiarów Miniaturowa bateria, bateria wielkości guzika, została po raz pierwszy szeroko zastosowana w elektronice zegarek na rękę, dlatego zwana także… Wikipedią

Ogniwo rtęciowo-cynkowe („typ RC”) to ogniwo galwaniczne, w którym anodą jest cynk, katodą jest tlenek rtęci, a elektrolitem jest roztwór wodorotlenku potasu. Zalety: stałe napięcie oraz ogromna energochłonność i gęstość energii. Wady: ... ... Wikipedia

Ogniwo galwaniczne manganowo-cynkowe, w którym jako katodę stosuje się dwutlenek manganu, jako anodę sproszkowany cynk, a jako elektrolit stosuje się roztwór alkaliczny, zwykle wodorotlenku potasu. Spis treści 1 Historia wynalazku… Wikipedia

Bateria niklowo-cynkowa jest chemicznym źródłem prądu, w którym cynk jest anodą, wodorotlenek potasu z dodatkiem wodorotlenku litu jest elektrolitem, a tlenek niklu jest katodą. Często w skrócie NiZn. Zalety: ... ... Wikipedia