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 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.

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

Rovnice č. 13: Zn + MnO₂ + 2 H₂O  →  2 Mn(OH)₂ +  2 Zn(OH)₂

Z porovnání rovnic rovnice č. 11, rovnice č. 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:

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.

Z grafu 10.4 je vidět, že jmenovitá kapacita (Zaručená kapacita) je velice závislá na vybíjecím proudu. Proto se u primárních článků musí uvádět u hodnoty kapacity též Vybíjecí 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).

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.

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.

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