Что будет если обычные батарейки вставить в зарядное устройство
Почему обычные батарейки заряжать нельзя, а аккумуляторы можно — простой ответ
Пальчиковые или мизинчиковые батарейки кажутся так похожи на аккумулятор! Те же контакты и корпус, электролит внутри, жидкость, которая и служит источником заряда. В чём же разница? Почему обычные батарейки нельзя заряжать? Секрет в химическом составе.
Батарейка и аккумулятор — общее
Итак, общее устройство ясно: в контейнер заливается жидкость, на донышко помещается элемент, богатый отрицательными частицами, на противоположный конец — положительно заряженный элемент. Электроны жаждут занять «позитивные» места, но реакция течёт слабо — пока не подсоединены контакты. Как только цепь замыкается (т. е. батарейки / аккумулятор ставят на контакты в какое-либо устройство или просто подсоединяют проводами к лампочке), реакция становится интенсивной. Отрицательные частицы устремляются к аноду и прилипают на него. Реакция длится, в теории, пока весь запас отрицательных частиц не выработается.
К сведению
На практике, особенно в дешёвых батарейках, реакция прекращается гораздо раньше. Элементы покрываются слоем солей и окислов и изолируются.
Различия
Принцип действия одинаков и для батареек, и для аккумуляторов. Так в чём же отличия? В составе жидкости и материалах катода и анода.
Батарейки как правило щелочные, а их элементы питания нередко растворяются в процессе обмена электронами. Так что химический процесс в батарейках необратим. В аккумуляторах используют материалы, позволяющие восстановить катод и анод с помощью обратного тока, т. е. поменяв плюс и минус.
Откуда взялась идея заряжать батарейки
Эта идея не так абсурдна, как может показаться. Да, если цинковый катод растворился, пытаться его реанимировать глупо. Но! Дешёвые батарейки перестают работать из-за окислов, а химический ресурс остаётся не исчерпанным до конца. Так вот. Ещё советские учёные обнаружили, что если пробить заизолировавшуюся батарейку сильным током, то «корки» слетают, контакты очищаются, а реакция возобновляется.
Обратите внимание
Объём у пальчиковых / мизинчиковых батареек примерно одинаковый, независимо от стоимости. Почему же дешёвки быстрее садятся? Потому что их контакты и ионный раствор сделаны из более простых материалов.
Как подзарядить: два эксперимента
Зарядить батарейки невозможно — учёные бились над тем, чтобы счищать окислы с контактов, не разбирая элемент питания. Обратить реакцию вспять не получится. Но чтобы провести этот эксперимент, нужно специальное оборудование, и дома этим заниматься не стоит.
А что, если засунуть батарейку в зарядное устройство для аккумулятора? Журнал «Мисс Чистота» настоятельно не рекомендует этого делать: высока вероятность взрыва.
Почему взрывается
В основном, проблема в щёлочи. Если пропустить через неё обратный ток, она начнёт греться, выделяя газ. И БУМ! Щёлочь и продукты её реакции разлетятся по всей комнате, а осколки корпуса запросто обожгут и поранят руки и лицо.
Но на «Ютубе» же показывали!
Действительно, на YouTube есть ролики, в которых батарейки заряжают. По сути, это способ немного продлить работу батарейки, не более.
Такой «реанимации» хватает, чтобы элемент питания протянул ещё 5—10 минут. Гораздо проще и безопаснее дойти до магазина и купить новые батарейки.
Метод эффективен с дешёвыми элементами, а с дорогими – нет. Почему? Потому что в последних используются более качественные материалы, и электроны не блокируются окислами, а расходуются до конца, выдрать их обратно из анода не выйдет. Будь это возможно, элемент назывался бы аккумулятором.
Резюмируем. Заряжать батарейки, особенно дорогие, не имеет смысла — проще купить новые. И безопаснее. Если же вас беспокоят экология и экономия, разово затратьте энную сумму и приобретите два комплекта аккумуляторов и зарядное устройство. Этот набор прослужит вам не один год, так что вы забудете и думать о батарейках и их покупке, тем более, зарядке.
Заряжаем обычные батарейки
Многие из вас удивятся, когда узнают, что обычные щелочные (alkaline) батарейки можно заряжать с помощью специального зарядного устройства. Я провёл эксперимент, чтобы выяснить, сколько энергии способны дать батарейки после перезарядки.
Мне известно только две модели зарядных устройств для батареек. Первое устройство продаётся на Aliexpress, стоит около 600 рулей, заряжает только батарейки и питается от USB.
Второе устройство — ROBITON Ecocharger AK02 стоит около 900 рублей, заряжает как батарейки, так и аккумуляторы, питается от сети.
Режим заряда переключается на боковой панели устройства.
Устройство заряжает аккумуляторы током 350 мА, батарейки заряжаются током 100-150 мА.
Можно заржать батарейки и аккумуляторы форматов АА и ААА, у устройства четыре независимых канала. Двухцветные светодиоды показывают состояние каждого канала, так что это заодно ещё и хорошая зарядка для аккумуляторов.
Для эксперимента я взял новые батарейки АА и ААА двух брендов — заведомо хорошие GP Super и одни из самых дешёвых FLARX из магазинов FixPrice. Каждого вида по три штуки, всего 12 штук.
Сначала все батарейки были разряжены в трёх режимах с замером ёмкости:
Далее я дал батарейкам «отдохнуть» в течение 12 часов, зарядил их, снова «дал отдохнуть» и разрядил в тех же режимах. И так пять раз (весь процесс занял почти месяц). Я не буду загромождать статью огромным количеством цифр и графиков, покажу лишь, как падала отдаваемая энергия в процентах от начальной.
Лучше всего заряжаются батарейки, которые были разряжены импульсами большого тока: после первой зарядки они дают 60-75% энергии при разряде в таком же режиме и даже после пятой зарядки они способны дать 39-43% начальной энергии. В этой и следующих таблицах указан процент от начальной энергии в ватт-часах после 1, 2, 3, 4 и 5 зарядки.
Хорошо заряжаются батарейки и после непрерывного разряда большим током: 50-60% после первой зарядки, 24-32% после пятой.
А вот после разряда небольшим током всё гораздо хуже. Батарейка FLARX AAA вообще не смогла зарядится ни разу, GP AAA один раз зарядилась и дала 36% начальной энергии, но больше зарядится не смогла. Батарейки АА дали 35-39% начальной энергии после первого заряда, а дальше FLARX AA продолжала заряжаться и давать 33-35% энергии каждый раз, а GP AA зарядиться почти не смогла.
Но энергия это ещё не всё. После заряда батарейки имеют изначально меньшее напряжение и некоторые устройства будут считать свежезаряженные батарейки наполовину разряженными. Я измерил напряжение через минуту после начала разряда.
Новые батарейки, разряжаемые малым током, изначально имеют напряжение выше 1.5В, но уже после первой зарядки их начальное напряжение оказалось около 1.2В и многие устройства справедливо будут считать заряженные батарейки «полудохлыми».
В этой и следующих таблицах указаны значения напряжения в вольтах для новой батарейки (0) и после 1-5 зарядки, измеренные через минуту от начала разряда указанным током.
При непрерывном разряде новых батареек большим током через минуту напряжение на батарейках АА составляет около 1.4В, а на батарейках ААА 1.3В. У заряженных батареек это напряжение на 0.2В меньше.
Похожая картина и у батареек, разряжавшихся импульсами большого тока.
В ходе эксперимента выяснено следующее:
Можно ли зарядить батарейку и как это сделать
Сегодня человек окружен электронными устройствами, большинство из которых – беспроводные, работающие от источников питания. Промышленностью выпускается множество гальванических элементов (батареек) и аккумуляторов. Нередко они совпадают размером и внешним видом. Но гальванический элемент – одноразовый, а АКБ допускает зарядку. Какие различия между обычными батарейками и аккумуляторами, и как подзаряжать последние – об этом в статье.
Существуют элементы питания, допускающие возможность многократной подзарядки.
Разновидности аккумуляторов
Многократная перезарядка доступна только аккумуляторным батареям, на корпусе которых крупным шрифтом указаны 3 – 4 цифры – энергоемкость.
В зависимости от примененной «химии» и способа отдачи заряда выделяют такие разновидности аккумуляторов:
Рассмотрим особенности наиболее востребованных:
Как определить – батарейка или аккумулятор
Визуально обычный гальванический элемент от АКБ отличить не получится. Надо смотреть на наклейку на корпусе. Если написан параметр напряжения 1.5 или 1.55 В, в 90% случаев это батарейка, не предполагающая подзарядки. Типоразмер при этом может быть любым, вплоть до «таблетки». Нередко встречаются источники тока на основе лития, напряжение которых – 1.5 или 3 В. Это одноразовые изделия, и их часто путают с Li-Ion АКБ на 3.7 В.
Как определить по значению напряжения:
В продаже можно найти АКБ с напряжением 1.5 В. Это обычная литиевая аккумуляторная батарея в корпусе стандартной батарейки, куда дополнительно встроена схема, преобразующая напряжение в 1.5 В.
Опознать изделие можно по гнезду зарядки, так как для пополнения заряда требуется напряжение 5 В. В одних моделях это разъем, расположенный на виду (microUSB), других – прикрыт колпачком, одновременно работающий как положительный вывод 1.5 В.
Обычные батарейки делятся на солевые и щелочные (с надписью на корпусе «alkaline»). Также на гальванических элементах производитель всегда оставляет предупреждение – «не заряжать» («do not recharge»).
На аккумуляторах на корпусе в первую очередь указана энергоемкость. Там же присутствует надпись «rechargeable», то есть «перезаряжаемый». В дополнение написано, по какой технологии элемент сделан.
Легче всего отличить обычную батарейку от АКБ – по обязательной маркировке, но ее надо уметь «читать».
Основные правила подзарядки
Правильная зарядка продлит срок службы аккумуляторной батареи. В первую очередь надо подобрать подходящее зарядное устройство, и желательно, чтобы оно возобновляло емкость неторопливо (что даст полноценный заряд).
ЗУ для аккумуляторных батареек.
Современные литиевые источники питания не имеют так называемого «эффекта памяти», поэтому специально подготавливать их не нужно. А вот Ni-Cd и Ni-MH АКБ надо «гонять» – полностью разряжать и полностью заряжать. Если этого не делать, энергоемкость заметно упадет.
Чтобы не путаться с продолжительностью зарядки, покупают ЗУ с индикатором – он показывает, сколько заряда в подсоединенной батарее. Такие устройства по окончании зарядки отключаются сами, продлевая тем самым срок службы АКБ.
В среднем на подзарядку аккумулятора емкостью 1800 мАч уходит около 17 часов. Если в течение суток аккумулятор не зарядился, значит, он «отжил свое», и остается только утилизировать.
Можно ли заряжать обычные батарейки
Многие утверждают, и даже доказывают, что батарейки можно заряжать в зарядном устройстве. На деле – нельзя. АКБ перезаряжаемы по той причине, что когда в корпусе появляется ток, электролит выделяет ионы кислорода и водорода, которые возобновляют энергию.
Устройство обычных батареек иное. Как правило, это солевые элементы, где от электролита к электродам движутся ионы, и их запас ограничен. Кроме того, одноразовым батарейкам, преимущественно дешевым, свойственно окисление – они даже не утрачивают и половины энергоемкости. Дорогие батарейки (Duracell, Energizer) способны продержаться дольше – их потенциал раскрывается на 90%.
И если потребитель вставит обычную батарейку в ЗУ, из-за действия тока разрушится солевая корка. Заряжаться источник питания просто не будет. Долго (даже 10 минут) держать его не стоит, иначе:
Цинковые гальванические элементы (с буквами Zn в маркировке) категорически запрещается заряжать. При подключении к ЗУ их электроды полностью разрушаются.
Чтобы определить, к какой категории относится элемент питания, достаточно взглянуть на маркировку. Если кто-то говорит, что обычные батарейки можно заряжать – это ошибка. Перезарядка доступна только аккумуляторам, и то, для каждого типа требуются свои параметры зарядки. Поэтому наиболее удобны в пользовании универсальные ЗУ.
Заряжаем АА, ААА и другое цилиндрическое и аккумуляторное
На ныне покойном Geektimes есть (или был) блог Gearbest и он был (или есть) уныл. Их маркетологи зачем-то раз за разом втюхивают одни и те же телефоны и планшеты, тогда как на сайте (впрочем, как и на Ali) есть куча других отличных товаров для гиков. Поэтому, можно я поделюсь своими маленькими китайскими открытиями?
У меня есть дети. Дети = выброшенные батарейки. Т.е. там есть еще промежуточные звенья типа больших роботов, мечей, орущих робокошек, которые катаются по дому и мерцают как мечта эпилептика и так далее. Но все приводит к одному — выброшенным батарейкам.
Благодаря Алексею Надежину мы уже знаем, что лучшими по соотношению цена/емкость являются либо батарейки Ikea и Ашан, либо GP Super. Тем, собственно и жили.
UPD: в комментариях указали, что Алексей провел новое исследование. С учетом обновления цен до текущих, получается, что лучше выглядят батарейки Pairdeer и Lexman из Леруа Мерлен. Ну и опять же Ашан.
Однако, вывалив в специальный контейнер очередную порцию дохлых батареек и испытав на себе полуночный плач ярославны о том, что любимая кукла не работает, пришел к простому выводу — пора переходить на аккумуляторы. Причем, если будут аккумуляторы, неплохо бы их как-то еще и заряжать. Полез гуглить простые зарядки и тут мне открылся “о дивный новый мир”.
Часть первая, аккумуляторы
Поскольку производители игрушек используют стандартные форматы (и, судя по ценам на батарейки в детских магазинах — им за это еще и приплачивают, потому лучше такую маржу еще поискать, а наркотики запретили), рассмотрим пока АА и ААА.
Одними из лучших аккумуляторов в мире считаются японские Eneloop. Они имеют большую емкость, высокие токи заряда/разряда и, что самое главное — низкий саморазряд. Т.е. за три года хранения они теряют около 15-25% заряда. Интересно, что появлению таких аккумуляторов в массовом сегменте мы обязаны в какой-то степени Фукусиме. LSD аккумуляторы (аббревиатура, обозначающая низкий саморазряд) стали добавлять в “аварийные комплекты” и способность долго сохранять энергию стала одним из важнейших факторов. Поэтому, как правило, eneloop продаются уже заряженными, причем производитель особо напирает на то, что заряжены они “очень зеленой энергией”.
Так вот, Eneloop хороши во всем, за исключение цены. Наиболее доступный вариант к покупке — фирменный магазин на Ali, где за 4 аккумулятора формата АА придется заплатить 1000 рублей. А за версию Eneloop Pro (отличающихся большей емкостью, но в 4 раза меньшим циклом заряда: 500 против 2100 раз) — 1700 рублей. Можно найти дешевле, но это все равно чертовски дорого.
Однако, если зайти в ту же Икею, на прилавках обнаружатся подозрительные похожие аккумуляторы Ladda обладающие характеристиками один-в-один с Eneloop Pro. При этом цена у них будет всего 500 рублей за комплект их 4-х АА и 400 рублей за комплект из 4 ААА. И создается такое ощущение, что делаются они на том же заводе, что и Eneloop.
Поэтому, если вы только закупаетесь аккумуляторами — искать что-то еще попросту не имеет смысла. На мой скромный взгляд, это лучшее предложение по цена/емкость из всех, что есть на рынке. Конечно, смущает низкое количество циклов заряда, однако, если вы используете их как и я — в детских игрушках, то вы их быстрее потеряете, чем они деградируют.
Еще момент, покупать аккумуляторы лучше одной марки. Потому как разные аккумуляторы могут отличаться как по емкости, так и по характеристике снижения напряжения. Кто-то лучше работает в одном диапазоне напряжений, кто-то в другом. В результате это может плохо отразится на всех аккумуляторах в связке и привести к их более ранней деградации. Поэтому простое правило — покупайте комплектами и ставьте в приборы одинаковые аккумуляторы.
Часть вторая (интересная). Про зарядки
Недавно мои дети температурили, сидели дома и батарейки уходили с особенной скоростью, а я читал и читал про аккумуляторы и зарядки. Эти изыскания и привели к написанию текста — потому как, блин, это же интересно и хочется поделиться накопанным материалом.
Скажу сразу, что я ненастоящий сварщик и даже немного блондинка в токах и электрике. Но, я начитался и теперь, как и большинство людей в интернете, могу с умным видом размышлять о вещах, в которых мало смыслю. Поэтому, согласно мне, зарядки делятся на обычные, хорошие и замороченные.
Обычные (читай, плохие)
Такие зарядки как правило продаются под брендом производителя аккумулятора и умеют только заряжать аккумуляторы. Причем фиг пойми какими токами, обычно пАрами и без всякой индикации состояния аккумулятора.
Почему это плохо: во-первых, при зарядке парами зарядник ориентируется по самому слабому/деградировавшему аккумулятору и в результате у вас будет не один деградировавший аккумулятор, а пара. без контроля состояния вы не будете знать — кто из них полутруп и выбросите оба.
Во-вторых, аккумуляторы формата АА и ААА — как правило, NiMh. Это значит, что данные аккумуляторы обладают эффектом памяти. Регулярно заряжая недоразряженный аккумулятор в обычной зарядке вы гробите как его самого, так и его пару. Таким образом, обычные зарядки — зло.
Хорошие зарядки
Хорошие зарядки уже умеют заряжать каждый из слотов индивидуально, показывать вольтаж каждого аккумулятора, автоматически вырубать зарядку по достижению 100% (о том, как это делается мы поговорим чуть дальше). И, самое важное для NiMh — умеют делать цикл разряд-заряд для полной зарядки или цикл заряд-разряд-заряд для убирания эффекта памяти. Замороченные дополнительно умеют еще и делать 3 цикла заряда-разряда для тренировки вновь купленных аккумуляторов и восстановления емкости частично деградировавших.
Для чего нужны такие пляски. Полностью заряженные аккумуляторы имеют напряжение 1,5 В…
Вот тут, кстати, моя персональная непонятка, потому как всегда и везде говорится, что батарейки имеют вольтаж 1,5; а аккумуляторы — 1,2. Как я понимаю, 1,2 — это среднее рабочее напряжение, и в батарейках оно, это среднее, выше. Буду признателен за ликбез в комментариях.
При достижении напряжения 1,1..1В техника обычно начинает орать о севших батарейках. Однако нижнее значение для таких аккумуляторов — 0,9 В. Поскольку мы помним об эффекте памяти (справедливости ради, надо сказать, что NiMh ему менее подвержен, чем NiCd, но он есть), для достижения полной емкости неплохо бы аккумуляторы с определенной периодичностью разряжать, а потом заряжать.
Еще один момент связанный с детьми — выковыривая аккумуляторы из очередной заброшенной игрушки я чаще всего понятия не имею, насколько они разряжены. Поэтому в моем случае самый оптимальный вариант — разрядить “в ноль” и потом уже зарядить. Хорошие зарядки умеют это делать автоматически.
Ну и последнее — если аккумулятор разрядился ниже 0,9 В (например, в невыключенном фонарике), обычная зарядка его может вообще не увидеть. А вот хорошая зарядка, и уж тем более замороченная, сумеет его потихоньку дозарядять до 0,9 В, а потом уже заряжать как обычный.
И тут мы переходим к конкретным моделям.
Если вам нужно заряжать только никель (т.е. только аккумуляторы формата АА и ААА, технология NiMH и NiCd), то оптимальной считается Opus BT-C700 (ссылки не привожу, однако зарядка легко ищется как на Али так и на Gearbest’е). Зарядка, насколько я понял, в свое время была успешно слизана с Lacrosse, однако стоит в три раза дешевле.
Замороченные зарядки
Поскольку кроме никеля (NiMh) и лития (Li-ion 4,2 В) существуют другие форматы, давайте кратко остановимся на них. Прежде всего ограничимся размером 22650 (включая плату защиты). Аккумуляторы толще и выше в массовые зарядки, увы, уже не лезут (впрочем, и 22650 — это уже много). Если вам нужна зарядка другого формата, существует отличный вариант в виде SKYRC IMAX B6. По-моему он вообще заряжает все что движется, а что не движется, расшевелит и зарядит. Однако это такое решение инженерам от инженеров и с наскока там не разобраться. Поэтому, повторюсь, пока ограничимся массовыми зарядками и размером не больше 22650. А лучше реально народным 18650.
Так вот, Помимо Li-ion 4.2В существует еще Li-ion 4,35В и такой экзотический вариант как LiFePO4 c напряжением 3,7. Все это хозяйство тоже надо как-то заряжать.
Для обычных аккумуляторов лидером по цена/качество считается Opus BT-3100 (v 2.2).
Способности практически такие же, как и у BT-C700
Фото одного из магазинов
У Opus не так много недостатков
Немного помучавшись с опусом (а у меня в хозяйстве завелись несколько аккумуляторов с нестандартным напряжением, ради которых каждый раз лезть под корпус не хотелось) и продав его с дисконтом коллеге, было принято решение поискать что-то еще. Кстати, насколько я понял, режимом LiFePO4 с напряжением 3,7 народ успешно пользуются для перевода Li-Ion в режим долгого хранения (т.е. 2/3 заряда). Не совсем понятно, как зарядка при этом ловит дельту, но на граничном напряжении она, как правило, отрубается.
Как показали форумы, в 2017 году появился новый игрок, именуемый Miboxer. Первая 4-х слотовая модель Miboxer C4 вышла немного комом, т.к. имела проблемы с высокими токами поддержки заряда после окончания зарядки, что плохо для LSD. Затем вышла обновленная версия, стоимостью 1500 рублей, вылеченная от детских недостатков.
Это были субъективные плюсы. При этом, черт возьми, у нее весьма запутанное меню, требующее присутствия рядом инструкции.
Но, не успокоившись на достигнутом, я нашел еще и старшую модель Miboxer C4-12 за 3500 рублей. Несмотря на похожее название, это вообще другая зарядка. Вот вообще. Она рассчитана преимущественно на Li-ion и цифра 12 в ее названии намекает, что она может заряжать сразу 4 аккумулятора токами до 3А (никель — до одного апмера). С ней даже блок питания идет как для ноутбука.
В отличие от простого Miboxer C4, зарядка лишилась функции разряда (мол, да кому нужен разряд, когда у нас 3А на слот!). Убрали поддержку Li-ion 4,32 и LiFePO4 (у нас же три ампера. ) Убрали отдельную планку под ААА, и из двух управляющих кнопок оставили только одну (Три-и-и-и!). Как вы понимаете, логика управления стала еще более “удобной”. Зато на дисплее появился плюс один показатель — температура, что очень приятно. Забавно, что показатель тока и напряжения одновременно уже не уместился и теперь они сменяют друг-друга мигая.
Пара замечаний реалиста
Для полноты впечатлений, надо вставить пару ложек дегтя. Во-первых, простейшие расчеты показывают, что аккумуляторы окупаются после 7-8 цикла. Если говорить про мой детский случай — есть вероятность, что аккумуляторы потеряются быстрее, чем окупятся. Но греет мысль, что я меньше врежу экологии.
Во-вторых, понятно, что подобные зарядки окупатся преимущественно при профессиональном использовании (особенно Miboxer C4-12). Т.е. фотографы, вейперы, владельцы радиоуправляемых моделей, туристы с фонариками (и все это один человек). Однако, наличие такой вот зарядки дарит приятное чувство контроля за процессом. Т.е. ты не просто зарядил, а сделал это по умному. И это, черт возьми, греет тоже.