Batteries zinc-air pour appareils auditifs - qu'est-ce que c'est, comment en prendre soin, en quoi sont-elles meilleures ?

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La batterie est recouverte d'un autocollant dont le retrait active la batterie. L'autocollant protège contre le dessèchement de la batterie et, une fois retiré, la décharge se produit progressivement. L'autocollant recouvre les ouvertures qui permettent le passage de l'air à l'intérieur de la batterie. L'air joue un rôle essentiel dans la production de molécules à la surface de la cathode (membrane poreuse à l'intérieur de la batterie). Les molécules formées se déplacent vers l'anode sous forme de gel/poudre de zinc. À la suite de réactions successives, des électrons sont libérés, qui, mis en mouvement, deviennent de l'énergie électrique. Le courant ainsi généré peut alimenter un appareil.

A - séparateur, B - gel/poudre de zinc avec électrolyte, C - boîtier de l'anode, D - isolant, E - boîtier de la cathode, F - ouvertures pour l'air, G - catalyseur de la cathode, H - revêtement distribuant l'air, I - membrane semi-perméable

Puisque l'air est prélevé de l'environnement, il est devenu possible de réduire la taille de la batterie tout en maintenant une haute efficacité. Les appareils auditifs et les implants nécessitent une quantité relativement importante d'énergie (plus que, par exemple, les montres, qui utilisent des batteries de taille similaire), c'est donc là que les batteries zinc-air ont trouvé leur application. Si vous êtes intéressés par des aspects supplémentaires dans le domaine de l'électrochimie, nous sommes à votre disposition :)

Durée de vie des batteries auditives zinc-air

Il n'y a pas de réponse simple à la question de la durée de vie d'une batterie zinc-air. Ce qui est certain, c'est qu'elles sont beaucoup plus efficaces que les batteries dont la cathode est à l'intérieur d'un "bouton" (qui n'est pas alimenté par l'air), ce qui signifie qu'il y a beaucoup moins de zinc dans celles-ci. La durée de vie de la batterie dépend principalement de la nature et de l'intensité de son utilisation, y compris du niveau de perte auditive. Un renforcement du son à une valeur plus élevée nécessite une consommation d'énergie plus importante. La taille de la batterie a également son importance. Les grandes batteries (taille 675) fonctionneront plus longtemps que les plus petites (taille 10). Dans les études réalisées, des durées de vie pour des batteries de taille 10 allant jusqu'à 10 jours ont été obtenues. Pour les batteries 312, cela a été jusqu'à 12 jours. Pour les batteries 13, cela a été jusqu'à 14 jours. En revanche, pour les batteries 675, cela a été jusqu'à 20 jours (1). Les batteries ont une capacité de 90-105 mAh pour la taille 10 à 650 mAh pour la taille 675 (voir : Tableau des remplacements).

Important !

• Les batteries zinc-air sont sensibles aux conditions ambiantes. Une baisse de la température ambiante affectera la durée de vie de la batterie. Les personnes, par exemple, travaillant en hiver à l'extérieur des bâtiments, doivent en tenir compte.
• Une augmentation de l'altitude par rapport au niveau de la mer signifie également une diminution de la teneur en oxygène dans l'air. Par conséquent, si vous êtes en montagne, votre batterie peut fonctionner moins longtemps.

N'oubliez pas également :

• Après avoir retiré la membrane, laissez la batterie zinc-air s'aérer librement (attendez environ une minute avant de l'insérer dans l'appareil).
• Lors de la programmation de l'appareil, utilisez des batteries fraîches et efficaces, car ces processus consomment le plus d'énergie.
• Conservez les batteries à température ambiante.
• Conservez les batteries dans leurs emballages d'origine. Ne les laissez pas entrer en contact avec des objets métalliques.
• Ne laissez pas les enfants jouer avec les batteries.

D'autres faits concernant les batteries pour appareils auditifs :

• Anode : zinc en poudre
• Cathode : oxygène (O2)
• Électrolyte : hydroxyde de potassium (KOH)
• Applications : appareils auditifs, pagers, véhicules électriques

Les batteries zinc-air sont des batteries alcalines (en raison de l'électrolyte utilisé). C'est un type de batterie très intéressant, même si nous ne prenons pas en compte la question "comment pouvons-nous utiliser l'air comme électrode ?" (en réalité, l'oxygène est fourni à la cathode par un trou dans la batterie et est réduit à la surface du carbone).

De nombreux systèmes électrochimiques utilisent l'oxyde métallique et le zinc. L'oxyde métallique est réduit, le zinc est oxydé, une différence de potentiels se crée. C'est sur ce principe que fonctionnait l'ancien type de batterie utilisé dans les appareils auditifs - les batteries à base d'oxyde de mercure et de zinc (les batteries au mercure sont actuellement retirées de l'utilisation). Si nous nous débarrassons de l'oxyde métallique, nous pouvons doubler la capacité de la batterie - mais d'où obtenir l'oxygène ? Eh bien, de l'air !

L'électrolyte dans les batteries zinc-air est une solution d'hydroxyde alcalin dans l'eau à 20-40% (en poids). Un des inconvénients de cette solution est que ces hydroxydes sont hygroscopiques - ils absorbent ou libèrent de l'eau dans l'environnement, selon l'humidité. Tant une humidité trop élevée que trop faible affecte négativement la durée de vie de la batterie (des membranes sélectives sont une solution ici).

Puisque la batterie "ne contient pas" de cathode (en tout cas, le poids de la cathode ne compte pas dans la masse de la batterie), la densité d'énergie par unité de masse dans les batteries zinc-air peut atteindre des valeurs élevées - entre 400-500 Wh/kg (pour comparaison - 99-123 Wh/kg pour une cathode en HgO). Malheureusement, la densité d'énergie par unité de volume reste faible.

La durée de conservation des batteries zinc-carbone, avant d'être exposées à l'air, est d'environ 4-5 ans. Après activation, leur durée de fonctionnement n'est pas très longue, même si elles ne sont pas utilisées. Pour ces raisons (et aussi en raison de la grande densité d'énergie par unité de masse), les batteries zinc-air sont utilisées pour alimenter les appareils auditifs.

Une curiosité pour les petits chimistes ;-) Comment fabriquer soi-même une batterie zinc-air (en anglais). N'oubliez pas de prendre des précautions :):



(1) Rule, A., et Kouba, K. (2013, décembre). Batteries d'appareils auditifs Rayovac – choses importantes à savoir pour garantir la satisfaction des patients. AudiologyOnline, Article 12293.

Batteries auditives populaires sur le site hurt.com.pl

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