Покрытые коркой протекающие ячейки убивают вашу технику. Что происходит?

Jun 03, 2023

Опытные читатели Hackaday, возможно, за прошедшие годы заметили, что некоторые из нас, трудящихся под знаком Веселого гаечного ключа, имеют склонность к старым технологиям. В конце концов, что может не нравиться в очень дешевой бытовой электронике прошлых десятилетий, которая просто требует небольшого взлома оборудования? Для меня на данный момент это проявляется в выборе 8-миллиметровых кинокамер, поскольку я работаю над проектом, который в конечном итоге позволит создать цифровой пленочный картридж достойного качества.

Проблема с поиском технологии, устаревшей четыре десятилетия назад, в магазинах старья заключается в том, что камеры, которые я нахожу, в большинстве случаев лежат в ящике с начала 1980-х годов. Когда-то они были ценным предметом, поэтому, конечно, за ними привязывались, затем о них забыли, пока однажды взрослые, которые когда-то были детьми, показанными в домашних фильмах, убирают дом и отправляются в путь. на мою скамейку.

Проблема в том, что очень немногие владельцы 8-миллиметровых камер имели здравый смысл вынимать батареи перед тем, как убрать их, поэтому я неизбежно получаю батарейный отсек, полный покрытых коркой Duracell 1980-х годов и ржавых контактов. Это вызвало у меня любопытство: что здесь произошло и как я могу это исправить?

Неперезаряжаемые элементы бывают разного химического состава, но коммерческие элементы, с которыми мы наиболее знакомы, — это цинк-углеродные «сухие элементы» и «щелочные» элементы из диоксида цинка и марганца. В 2022 году цинк-углеродные элементы становятся здесь менее распространенными и имеют кислый электролит из хлорида цинка или хлорида аммония, в то время как щелочные элементы имеют более высокую емкость и основной электролит из гидроксида калия. У них обоих есть разные режимы отказа, которые приводят к появлению негерметичных ячеек, поэтому стоит взглянуть на каждый из них.

Неисправность углеродно-цинкового элемента является химической: кислотный электролит вступает в реакцию с анодом цинковой банки и в конечном итоге разъедает его. Затем вытекший электролит воздействует на окружающие схемы и зажимы аккумулятора. Это вряд ли концентрированная кислота, но ее достаточно, чтобы на протяжении многих лет причинять большой вред.

Между тем, в щелочной ячейке по мере разложения накапливается водород. Он имеет вентиляционное отверстие, которое позволяет водороду выходить, однако вместо этого давление водорода может вытеснить электролит через это вентиляционное отверстие. Электролит разъедает клеммы аккумулятора и любую другую электронику, к которой он прикасается. Особенностью утечки щелочных элементов является белая корка, это карбонат калия, образующийся в результате реакции между электролитом гидроксида калия и углекислым газом воздуха.

Размер нанесенного ущерба обычно зависит от того, как долго протекшие батареи находились в устройстве. Иногда везет и контакты аккумулятора можно спасти, иначе они отошли слишком далеко и приходится искать замену. Раньше я пробовал всевозможные самодельные решения с использованием жесткой медной проволоки и других материалов, но сегодня, благодаря чуду международной торговли, обычно можно найти контакт, такой же или очень похожий на старый. Быстрый поиск на AliExpress по таким запросам, как «пружина для батареи типа АА», выдаст множество вариантов, и вам просто нужно пролистать страницы, чтобы найти тот, который вам нужен, по интересующим вас условиям.

Так что те из вас, кто любит ретро-технологии, найдут в последних нескольких абзацах что-то знакомое, но есть и урок, который можно извлечь из обращения со древними батареями. Здесь, в 2022 году, в наших потребительских устройствах с большей вероятностью будут использоваться литий-полимерные элементы, и поэтому необходимость держать под рукой кучу Duracells уменьшится. Но мысль о сегодняшнем эквиваленте камеры Super 8, десятилетиями лежащей в ящике стола с дешевым литиевым аккумулятором внутри, гораздо более пугает, чем что-то с какими-то хрустящими марганцевыми аккумуляторами. Неужели мы только что нашли причину пожаров в домах в 2040-х годах?