В наше время батарейки являются самыми распространёнными источниками питания для электроники и мелкой техники. Необходимость их замены возникает довольно часто. Для того чтобы сделать оптимальный выбор при покупке нового гальванического элемента, следует обращать внимание не только на размеры батареек и наименование производителя. В этой статье найдутся ответы на следующие вопросы: какой формы бывают эти источники питания? Какими бывают по размеру? Как маркируются гальванические элементы и на что нужно обратить внимание при покупке, чтобы источник питания прослужил долго?
Виды батареек
Классификация батареек осуществляется в зависимости от материалов, из которых изготовлены их активные компоненты: анод, катод и электролит.
Существует пять видов современных источников питания:
- солевые,
- щелочные,
- ртутные,
- серебряные,
- литиевые.
Типы батареек по размеру будут перечислены ниже. А сейчас подробно рассмотрим каждый из указанных классов гальванических элементов.
Солевые батарейки
Солевые батарейки были созданы во второй половине двадцатого столетия. Они пришли на смену существовавшим ранее марганцево-цинковым источникам питания. Размеры батареек не изменились, а вот технология изготовления этих гальванических элементов стала другой. В солевых источниках питания в качестве электролита используется раствор хлорида аммония. В нём размещены электроды, изготовленные из цинка и оксида марганца. Соединение между отдельными электролитами осуществляется при помощи солевого моста.
Основным достоинством таких батареек является их низкая стоимость. Эти гальванические элементы питания самые дешёвые среди всех существующих.
Недостатки солевых батареек:
- в период разряда существенно снижается напряжение;
- срок хранения мал и составляет всего 2 года;
- к концу гарантированного срока хранения ёмкость снижается на 30-40 процентов;
- при низкой температуре ёмкость уменьшается практически до нуля.
Щелочные батарейки
Такие батарейки были изобретены в 1964 году. Ещё одно название этих источников питания - алкалайновые (от английского слова alkaline, что в переводе означает именно «щелочной»).
Электроды такой батарейки изготовлены из цинка и двуокиси марганца. В качестве электролита выступает щёлочь гидроксид калия.
На сегодняшний день именно эти батарейки являются самыми распространёнными, ведь они отлично подходят большинству электронных устройств.
Достоинства алкалайновых источников питания:
- обладают большей ёмкостью в сравнении с солевыми и, как следствие, более длительным сроком службы;
- могут работать при низкой температуре окружающей среды;
- обладают улучшенной герметичностью, то есть вероятность протечки снижена;
- имеют более длительный срок хранения, который составляет 5 лет;
- обладают сниженной скоростью саморазряда по сравнению с солевыми батарейками.
Недостатки щелочных источников питания:
- период разряда характеризуется постепенным снижением выходного напряжения;
- размеры батареек алкалайновых аналогичны параметрам солевых, а вот стоимость и масса щелочных источников питания выше.
Ртутные батарейки
В такой батарейке анод изготавливается из цинка, катод - из оксида ртути. Электроды разделены при помощи сепаратора и диафрагмы, которая пропитана 40% раствором гидроксида калия. Щёлочь здесь используется как электролит. Благодаря именно такому составу этот источник питания может работать как аккумулятор. Но при цикличной работе гальванический элемент деградирует, ёмкость его снижается.
Достоинства ртутных батареек:
- стабильное напряжение;
- высокие показатели ёмкости и плотности энергии;
- возможность работы как при высокой, так и при низкой температуре окружающей среды;
- длительный срок хранения, который составляет 10 лет.
Недостатки ртутных источников питания:
- высокая цена;
- возможность опасного воздействия паров ртути в случае разгерметизации;
- необходимость налаживания процесса сбора и утилизации.
Серебряные батарейки
В серебряной батарейке для производства анода используется цинк, для катода - оксид серебра. Электролитом выступает гидроксид натрия или калия.
- стабильность напряжения;
- наличие высоких показателей ёмкости и плотности энергии;
- невосприимчивость к температуре окружающей среды;
- длительный срок службы и хранения.
Недостатком таких батареек является их высокая стоимость.
Литиевые батарейки
В такой батарейке катод изготовлен из лития. Он отделён от анода с помощью сепаратора и диафрагмы, которая пропитана органическим электролитом.
Достоинства литиевых батареек:
- постоянное напряжение;
- высокая ёмкость и плотность энергии;
- независимость энергоёмкости от тока нагрузки;
- небольшая масса;
- длительный срок хранения, который составляет до 12 лет;
- невосприимчивость к перепадам температур.
К недостаткам литиевых батареек можно отнести лишь их дороговизну.
Как указано выше, источники питания имеют разный химический состав. Также существенно отличаются друг от друга формы и размеры батареек. Гальванические элементы имеют разную высоту, диаметр и напряжение. Рассмотрим классификацию батареек в соответствии с этими параметрами.
В зависимости от напряжения, высоты, диаметра и формы, источники питания можно определённым образом систематизировать. Одной из самых популярных систем классификации является американская. Она представлена на рисунке ниже. Такая стандартизация отличается удобством, её применяют во многих странах.
Согласно американской системе источники питания классифицируются следующим образом:
Название | Высота, мм | Диаметр, мм | Напряжение, В |
Кроме класса, указанного в таблице, источники питания имеют и обиходное название, которое используется в народе. К примеру, размер сопоставим с размером человеческого пальца, поэтому «народное» название этого гальванического элемента - «пальчиковая» батарейка, или «два А». А вот источник питания C именуется в обиходе «дюймовочкой». Гальванический элемент D называют «бочкой». А размеры которой схожи с параметрами самого маленького пальца человека, не зря именуется «мизинчиковой», или «три А». Источник получил название «крона».
Также в электронике широко используются миниатюрные круглые батарейки, размеры и названия которых отличаются многообразием. Более подробная информация о серебристых «пилюлях» и классификация таких источников питания приведена ниже.
Батарейки «таблетки»: размеры и названия
Ещё одно название миниатюрной круглой батарейки - сухой элемент. Такие источники питания состоят из анода, выполненного из оксида серебра, цинкового катода и электролита. В качестве последнего выступает смесь солей, которая имеет пастообразную консистенцию.
Разные производители нередко присваивают таким источникам питания обозначения, которые отличаются от стандартных. Ниже приведена классификационная таблица, в которой указаны альтернативные названия и размеры часовых батареек.
Именно эти миниатюрные серебристые «таблетки» заставляют работать механизмы современных наручных часов. Когда приходит время заменить батарейку, можно столкнуться с вопросом, какой же источник питания подойдёт в этой ситуации? К примеру, если в часах использовался элемент 399, можно вместо него ставить миниатюрную батарейку, которая в зависимости от производителя может иметь названия V399, D399, LR57, LR57SW, LR927, LR927SW или L927E. Под такими наименованиями будет производиться «таблетка», высота которой составляет 2,6 миллиметров, а диаметр - 9,5.
Размер батареек - это не единственный параметр, на который следует обращать внимание при покупке источников питания. Для того чтобы научиться расшифровывать информацию, которая располагается на гальванических элементах, нужно ознакомиться с основными принципами их маркировки.
Маркировка батареек
Международной электротехнической комиссией (IEC) создана определённая система обозначений, согласно которой следует маркировать все батарейки. На корпусе источника питания должна быть указана информация о его энергоёмкости, составе, размере, классе и величине напряжения. На примере батарейки, изображённой ниже, рассмотрим подробнее все элементы маркировки.
Информация, указанная на источнике питания, свидетельствует о следующем:
- электрический заряд гальванического элемента составляет 15 А*ч;
- класс источника питания - AA, то есть это «пальчиковая» батарейка;
- напряжение составляет 1,5 Вольта.
А что означает надпись "LR6"? Это, собственно, и есть маркировка, которая даёт информацию о химическом составе и классе источника питания. Виды батареек имеют следующие буквенные обозначения:
- солевая - R;
- щелочная - LR;
- серебряная - SR;
- литиевая - CR.
Классы батареек обозначаются такими цифрами:
- D - 20;
- C - 14;
- AA - 6;
- AAA - 03;
- PP3 - 6/22.
Теперь можно расшифровать маркировку LR6 на приведённом рисунке. Буквы здесь обозначают, что это щелочной гальванический элемент, а цифра указывает размер «пальчиковой» батарейки, то есть указывает принадлежность источника питания к классу AA.
Сфера применения и особенности выбора батареек
В первую очередь следует отметить, что все гальванические элементы отвечают требованиям унификации, то есть потребитель без проблем может заменить источник питания одного производителя аналогичной батарейкой другого. Есть лишь одно предостережение: не следует использовать в одном устройстве источники тока, изготовленные разными фирмами или тем более относящиеся к разным видам. Это существенно снизит срок службы батареек.
При выборе источников питания нужно обратить внимание на упаковку. Нередко производитель указывает на ней устройства, в которых рекомендуется использовать именно эти батарейки. Если такая информация не предоставлена, советы, размещённые ниже, помогут сделать правильный выбор.
Солевые батарейки обладают малой ёмкостью в 0,6-0,8 А*ч и используются в устройствах с малым энергопотреблением. Это могут быть пульты дистанционного управления, термометры электронные, тестеры, весы напольные или кухонные. Также солевые элементы могут быть использованы как Размеры таких источников тока аналогичны соответствующим параметрам алкалайновых, однако области их применения существенно разнятся. Ведь если использовать солевые батарейки в устройствах с электродвигателем, фонариках или фотоаппаратах, то срок их службы может составить всего 20-30 минут. Такие гальванические элементы не рассчитаны на большие нагрузки.
Щелочные батарейки обладают достаточно большой ёмкостью в 1,5-3,2 А*ч. Это позволяет успешно использовать их в устройствах, которые имеют повышенное энергопотребление. К таким приспособлениям относятся цифровые фотоаппараты со вспышкой, фонарики, детские игрушки, офисные телефоны, компьютерные мышки и т. п. Батарейки, разработанные специально для фотоаппаратов, быстрее отдают энергию. Это положительно отражается на скорости работы камер. Если использовать алкалайновый источник питания в устройствах с небольшим энергопотреблением, то батарейки покажут отличный результат, их срок службы составит несколько лет.
Двадцать - тридцать лет назад ртутные батарейки широко использовались в таких устройствах, как кардиостимуляторы, слуховые аппараты, приспособления военного назначения. На сегодняшний день использование этих источников питания является ограниченным. Во многих странах запрещено производить и эксплуатировать такие гальванические элементы из-за того, что ртуть является токсичным веществом. В случае использования этих источников тока необходима организация их отдельного сбора и утилизация согласно требованиям безопасности.
Серебряные батарейки не получили массового распространения из-за высокой стоимости металла. Однако миниатюрные источники питания этого вида широко используются в наручных часах, материнских платах ноутбуков и компьютеров, слуховых аппаратах, музыкальных открытках, брелоках и прочих устройствах, где невозможно использовать батарейки большего размера.
Литиевые батарейки имеют более длительный срок службы в сравнении даже с лучшими алкалайновыми. Поэтому такие источники питания применяются в устройствах, которые обладают высоким энергопотреблением. Это может быть компьютерная и фототехника, медицинская аппаратура.
Заключение
Батарейка - изделие, которое, несмотря на свои небольшие размеры, может быть опасным. Нельзя разбирать источник питания, бросать его в огонь и, конечно, пытаться перезарядить. В сети можно отыскать советы о том, как подарить батарейке вторую жизнь. Не пытайтесь проводить такие эксперименты, ведь это может быть опасно.
При покупке новых батареек следует обращать внимание не только на производителя и подходящие размеры, но и на химический состав источников питания. Для этого нужно уметь читать маркировку. Правильно подобранные батарейки будут служить долго и качественно.
Батарейка - в повседневной жизни мы так называем устройство способное обеспечить электричеством различные приборы, устройства. Батарейка может иметь различные химические составы, состоять из одного гальванического элемента или нескольких (для увеличения емкости, напряжения).
Суть элемента питания – преобразование накопленной химической энергии в электричество.
Ниже расскажем о основных составляющих батарейки, способах классификации батареек и непосредственно предоставим таблицу соответствий для этих элементов питания.
Конструктивно все современные батарейки состоят из следующих элементов:
- Катода
- Анода
- Электролита
Исходя из картинки мы видим, что у батарейки
имеется катод
(положительный электрод) и анод
(отрицательный электрод).
Электроды помещаются в электролит
(может состоять из жидких хим. элементов и из сухих).
2) Классификации элементов питания
Суть классификации батареек – группировка элементов питания по их свойствам.
Можно выделить следующие определяющие свойства элементов питания:
- Форм-фактор батарейки
- Химический состав (тип электролита)
- Типы химической реакции
1. Данный способ классификации к нам пришел из USA (ANSI).
В этом методе учитывались только физические размеры элемента без его состава.
Вот пример обозначений:
2. Группировку по второму свойству имеет место в международном обозначении (Международная Электротехническая Комиссия).
Этот метод на текущий момент является наиболее популярным, т.к. учитывает больше свойств элемента в своих обозначениях.
Вот пример обозначений:
- LR23
- LR12
Расшифровываются данные обозначения согласно установленным правилам.
Разберем обозначение на примере элемента LR23 :
2.A. Первая буква – указывает на химический состав элемента питания. В нашем случае это щелочный состав электролита.
* Возможны обозначения, где нет первой буквы. Это означает, что элемент питания имеет солевой химический состав электролита.
** Случается, что перед первой буквой имеет место быть числовое значение, оно указывает количество параллельных соединений в данном элементе питания.
2.B. Вторая буква указывает на форму элемента. В нашем примере элемент имеет цилиндрическую форму.
2.C. Последнее значение – число, которое указывает на габариты элементы питания в соответствии с предопределенной таблицей.
В нашем примере элемент питания имеет габариты 17×50 мм .
3. Можно выделить 2 типа химических реакций:
3) Таблица соответствий гальванических элементов
Цилиндрические элементы
| Вид | Обозначение | Типовая емкость мАч |
Размеры: диаметр x длина мм |
Примечание | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Основное | МЭК | ANSI/NEDA | ГОСТ,ТУ | Другие | ||||
| Солевая | A | R23 | 17 x 50 | |||||
| Щелочная | LR23 | |||||||
| Солевая | AA | R6 | 15D | 316 | Пальчиковая MN1500 MX1500 |
1100 | 14,5 x 50,5 | Элементы такого размера производятся с 1907 года и являются наиболее распространённым типом элементов питания. |
| Щелочная | LR6 | 15A | А316 | 2700-3000 | ||||
| (Li-FeS) | FR6 | 15LF | 3000-3500 | |||||
| (Ni-MH) | HR6 | 1.2H2 | 1700-2900 | |||||
| (NiCd) | KR157/51 | 10015 | 600-1000 | |||||
| (Ni-Zn) | ZR6 | 1800-2000 | ||||||
| Солевая | AAA | R03 | 24D | 286 | Мизинчиковая MN2400 MX2400 |
540 | 10,5 x 44,5 | Производятся с 1911 года. |
| Щелочная | LR03 | 24A | A286 | 1000-1100 | ||||
| (Li-FeS) | FR03 | 24LF | 1100-1300 | |||||
| Ni-MH | 800-1000 | |||||||
| (Ni-Zn) | ZR03 | 650-750 | ||||||
| Щелочная | AAAA | LR8D425 | 25A | MX2500 | 625 | 8,3 x 42,5 | Щелочные 9-вольтовые батареи обычно состоят из 6 элементов AAAA. Отдельные элементы изредка применяются в малогабаритных электроприборах. | |
| Щелочная | B | LR12 | А336 | 8350 | 21,5 x 60 | Из трех таких элементов состоит Батарея 3336. По отдельности практически не используются. | ||
| Солевая | C | R14 | 14D | 343 | Baby MN1400 MX1400 |
3800 | 26,2 x 50 | |
| Щелочная | LR14 | 14A | А343 | 8000 | ||||
| (NiMH) | 4500-6000 | |||||||
| Солевая | D | R20 | 13D | 373 | U2 (В Британии до 1970-х) MN1300 MX1300 1-КС-У-3 (СССР до начала 1960-х) |
8000 | 34,2 x 61,5 | Производятся с 1898 года. Этот элемент питания разрабатывался специально для электрических фонарей. Часто используется в энергонагруженных электроприборах, таких, как переносные магнитофоны. |
| Щелочная | LR20 | 13A | А373 | 19500 | ||||
| (NiMH) | 9000-11500 | |||||||
| Солевая | F | R25 | 33 x 91 | |||||
| Щелочная | LR25 | |||||||
| Щелочная | N | LR1 | 910A | 293 | MN9100 | 1000 | 12 x 30,2 | Обычно используются в лазерных указках, беспроводных дверных звонках и микрофонах. |
| Солевая | 1/2AA | R14250 | 312 | 250 | 14,5 x 25 | |||
| Солевая | 314 | 500 | 14,5 x 38 | |||||
| Солевая | R10 | R10 | 332 | 1800 | 21,5 x 37,3 | В СССР использовалась в измерительных приборах и некоторых детских игрушках. | ||
Элементы номинальным напряжением 3 В
| Обозначения | Емкость, мАч | Диаметр, мм | Длина, мм | Комментарий | |
|---|---|---|---|---|---|
| Основное | Другие | ||||
| 32600 | 3000-6000 | 34 | 61 | По размеру похож на элемент D | |
| 26650 | 2300-5000 | 26 | 65 | (2300 LiFePo4) | |
| 25500 | 2500-5000 | 25 | 50 | По размеру похож на элемент C | |
| 18650 | 168A | 2200-3400 | 18 | 65 | Из этих элементов собраны аккумуляторные батареи Tesla Roadster) |
| 10440 | ~250 | 10 | 44 | По размеру похож на элемент AAA | |
| 14500 | ~700 | 14 | 50 | По размеру похож на элемент AA | |
| 16340 | Tenergy 30200, R123, RCR123A | 750-1200 | 17 | 34.5 | Существует неперезаряжаемый литиевый элемент аналогичных размеров (CR 123) с напряжением 3 В и ёмкостью 1500 мАч. |
| 15270 | CR2 (CR17355, 5046LC) |
750-850 | 15,1 | 26.7 | Элемент существует в 2-х исполнениях: неперезаряжаемый литиевый элемент с напряжением 3 В и ёмкостью 750 мАч, перезаряжаемый элемент с напряжением 3 В с ёмкостью 280-850 мАч |
| 18500 | 1400 | 18 | 50 | ||
| 17670 | 1800 | 17 | 67 | По длине - как два элемента R123. | |
| 17500 | 1100 | 17 | 50 | По размеру похож на элемент A, в 1,5 раза длиннее R123. | |
| 14250 | ~250 | 14 | 25 | По размеру похож на половину элемента AA. | |
| 10280 | ~180 | 10 | 28 | ||
| 10180 | 90 | 10 | 18 | ||
Таблица источников питания состоящие из нескольких или более соединённых последовательно аккумуляторов или элементов питания.
| Обозначение | Типовая емкость мАч |
Номинальное напряжение В |
Форма | Контакты | Размеры, мм |
Примечание | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| МЭК | ANSI/NEDA | Другие | ||||||
| 3R12 (угольно-цинковая) 3LR12 (Щелочная) |
MN1203 (угольно-цинковая) | Pocketable Battery; 1203; BD 4,5; КБС (КБС-Л-0,5, КБС-Х-0,7); 3,7-ФМЦ-0,50, 4Д-ФМЦ-0,7; 3336Л, 3336Х; «Рубин», «Планета» и др. |
6100 (Щелочная) 1200 (угольно-цинковая) |
4.5 | Плоская квадратная с закруглёнными боками | + короткий вывод − длинный вывод |
65×61×21 | Внутри - 3 элемента типа B |
| 6LR61 (Щелочная) 6F22 (угольно-цинковая) 6KR61 (NiCd) |
1604A (Щелочная) 1604D (угольно-цинковая) 1604LC (Литиевая) 7.2H5 (NiMH) 11604 (NiCd) |
PP3 9 вольт «Крона» (угольно-марганцевая) «Крона ВЦ» (воздушно-цинковая) «Корунд» (щелочная) MN1604 |
565 (Щелочная) 400 (угольно-цинковая) 1200 (Литиевая) 175 (NiMH) 120 (NiCd) 500 (Литий полимер, перезаряж.) |
9 7.2 (NiMH и NiCd) 8.4 (некоторые NiMH и NiCd) |
Параллелепипед | + штекер − гнездо |
48.5×26.5×17.5 | Щелочные батареи обычно состоят из шести элементов AAAA, а солевые - чаще всего из нестандартных галетных элементов. |
| 3LR50 (Щелочная) | 1181A (Щелочная) | A23 3LR50 MN21K23A LRV08 (LRV8) |
40 (Щелочная) | 12 | Цилиндр (Или блок таблеток) |
+ конец с выступом − плоский конец |
⌀10×29 | Используется в миниатюрных радиочастотных устройствах, таких как брелок автосигнализации, бесконтактный ключ и т. д. |
| 2R10 | Duplex | 3 | Цилиндр | + конец с выступом − плоский конец |
⌀ 21.8×74.6 мм | Внутри содержат два элемента R10, отсюда и название ‘Duplex’ | ||
| 2CR5 | 5032LC | EL2CR5, DL245, RL2CR5 | 1500 | 6 | два цилиндра | Оба контакта на одном конце | 34 x 45 x 17 | Состоит из двух литиевых или литий-ионных элементов |
| 4LR61 (Щелочная) | 1412A (Щелочная) | 7K67, J | 625 (Щелочная) | 6 | Параллелепипед с обрезанным углом | Плоские контакты − верхняя сторона + обрезанный угол |
48.5 × 35.6 × 9.18 | Обычно используются в устройствах, которые должны быть плоскими или чтобы было невозможным подключить батарею, перепутав полярность, например в глюкометрах или измерителях давления. Удобны пожилым людям благодаря большому размеру. |
| 4R25Y (Щелочная) 4R25 (угольно-цинковая) |
908A (Щелочная) 908D (угольно-цинковая) |
Lantern 6 Volt Spring Top MN908 |
26000 (Щелочная) 10500 (угольно-цинковая) |
6 | Параллелепипед | Пружины
+ с краю − в центре |
115 × 68.2 × 68.2 | Пружины обычно делают так, чтобы можно было присоединить к ним контакты, предназначенные для батарей с гайками. |
| 4R25Y (Щелочная) 4R25 (угольно-цинковая) |
915A (Щелочная) 908 (угольно-цинковая) |
Lantern 6 Volt Screw Top |
26000 (Щелочная) 10500 (угольно-цинковая) |
6 | Параллелепипед | Резьбовые контакты
+ с краю − в центре |
115 × 68.2 × 68.2 | Используются, когда требуется более надёжное соединение. |
| 4LR25-24 (Щелочная) 4R25-2 (carbon-zinc) 8R25 (carbon-zinc) |
918A (Щелочная) 918D (carbon-zinc) |
918 R25-2 Big Lantern Double Lantern MN918 |
52000 (Щелочная) 22000 (carbon-zinc) |
6 | Параллелепипед | Резьбовые контакты на верхней крышке | 127 × 136.5 × 73 | По размеру - как две батареи предыдущего типа |
| 6F100 | 1603 | Panasonic PP9, Eveready 276, Exell Battery 276 и др. | 5000 (щелочная) | 9 | Параллелепипед | 51 × 64,5 × 80 | Применялась в транзисторных приемниках | |
| 15F20 | 215 | 412, B122, BA 261/U, BLR-122, M122, PX72, U15, UG015, V72PX, VS084 и др. | 140 | 22,5 | Параллелепипед | Круглые контакты на торцевых крышках | 26,2 × 16 × 51 | Применялась в измерительных приборах, маломощныхRegency TR-1) |
Сегодня батарейки это такой же продукт первой необходимости, как и зубная паста или салфетки, без них не будет работать пульт, ночник, фонарик, калькулятор, часы и многое другое. Если вы сейчас сядете и посчитаете, сколько же приборов питается от этих маленьких элементов, то возможно удивитесь, практически половине устройств необходимо покупать батарейки. Как часто придется менять, зависит от грамотного подхода к выбору батареек. Почему элементы питания одной фирмы работают месяц, а другой пол года? Дело даже не в цене. Как правило, в магазине покупатель первым делом смотрит на форму и размер, может еще и на производителя. Лишь единицы подбирают батарейки по химическому составу, напряжению, емкости, проверяют сроки годности.
Что такое батарейка и когда она появилась?
Батарейка (она же гальванический элемент) – это источник электроэнергии, который действует на основе химических взаимодействий определенных веществ между собой. Первый химический элемент питания был изобретен Луиджи Гальвани. Точнее Гальвани первооткрыватель процесса, причем совершенно случайный. Ученый проводил опыты над лягушкой и когда он подсоединил к ее лапке две полоски разных металлов, то обнаружил протекание тока между ними.
Открытие Гальвани послужило толчком для другого ученого - Алессандро Вольта, который докопался до истины и дал развитие научной находке. В дальнейшем инициативу по усовершенствованию элементов питания подхватили компании, первой из которых была Eveready. Реализуемая компанией продукция лишь отдаленно напоминала современные виды элементов питания, основными действующими веществами были марганец и цинк. Предназначались первые батарейки для радиоприемников, в дальнейшем электропитание на основе химического взаимодействия распространилось в машиностроительной отрасли.
В 1920 годах на рынок выходит всем известная компания Duracell. Приборы с питанием от батареек распространялись все шире, производство росло в геометрической прогрессии. Первая батарейка Duracell изготавливалась из цинкового корпуса с графитным электродом и латунным колпачком. Заполнена она была оксидом марганца, стенки цинкового корпуса изнутри покрывали электролитом. Латунный колпачек был положительным, а донышко цинкового корпуса отрицательным полюсом. Такие батарейки выпускались вплоть до развала СССР. Но ввиду своих недостатков: малого срока службы, не безопасной конструкции они быстро ушли в прошлое. На смену старому образцу пришли современные элементы питания с долгим сроком жизни, безопасной конструкцией и высокой емкостью.
Современные виды батареек
В зависимости от состава и активных компонентов батарейки можно разделить на группы. У каждой группы есть плюсы и минусы.
- Солевые батарейки. Самый бюджетный вид элементов питания, характеризуются низкой отдачей тока, коротким сроком службы и хранения. При низких температурах емкость уменьшается намного быстрее. Устройство солевых батареек не далеко ушло от первых образцов компании Duracell. Электроды выполнены из оксида марганца, цинка и соединены между собой солевым мостом. Но несмотря на все недостатки потребители по-прежнему покупают солевые батарейки в больших количествах. Лучший способ применения для солевых гальванических элементов это приборы с низким потреблением: часы, пульты дистанционного управления, весы. Если солевую батарейку оставить в приборе и долго не использовать велика вероятность что она потечет. Связанно это с протеканием химических реакции, на последней стадии разряда характерно повышение активной массы положительного электрода, из-за чего увеличивается давление на электролит. Параллельно протекают процессы разложения диоксида марганца и коррозии цинка, что влечет за собой выделение кислорода и водорода, объем и давление внутри батарейки повышаются.
- Щелочные (алкалайновые) батарейки. Универсальные как по цене, так и по сроку службы батарейки, занимающие большую долю рынка. В качестве электролита используется гидроксид калия, от чего у батареек такое название. Щелочные батарейки хранятся до пяти лет, имеют большую емкость, чем предшественники. У данного вида снижены риски протечки, долгая работоспособность при низких температурах и минимальная скорость саморазряда. Маркируются щелочные элементы питания надписью ALKALINE, что в переводе с английского значит щелочные. Рекомендуются для использования в приборах с умеренной нагрузкой, таких как: детские игрушки, ночники, радио, пульты ДУ и т.п.
- Литиевые батарейки. Появились сравнительно недавно, находятся выше по ценовой категории. С развитием всевозможных гаджетов и портативных устройств начал расти спрос на элементы питания, выдерживающие интенсивное потребление тока в длительный промежуток времени. Литиевые батарейки отвечают всем требованиям потребителя: долгий срок хранения и службы, устойчивость к температурам (высоким и низким), легкие по весу, не протекают. Следует отметить, литиевые батарейки обладают постоянным напряжением и высокой энергоплотностью, которую не обеспечит ни один предшественник. Подходят для оборудования с высоким энергопотреблением: фонари, вспышки, фотоаппараты, портативные колонки. Маркируются надписью на корпусе «Lithium».
Довольно редко встречаются ртутные и серебряные элементы питания, хотя по своим свойствам они схожи и мало чем уступают литиевым.
Недостатками ртутных элементов питания считается небезопасность использования при повреждении целостности конструкции, сложности с утилизацией.
Типоразмеры батареек
Батарейки отличаются не только размерами, но формой, одни распространены и широко известны (АА, ААА), другие приходится долго искать по магазинам. Несмотря на изобилие форм, все батарейки имеют классификацию согласно стандартам. Привычные на слух названия размеров АА, ААА, С, D принадлежат американскому стандарту.
Существуют и другие системы классификаций элементов питания: международные, национальные. В России размеры батареек регламентированы согласно ГОСТу, но данный вид маркировки не на слуху и мало кто из молодежи им пользуется.
АА (пальчиковые или R6/LR6) – цилиндрические тонкие батарейки, используются в пультах ДУ, часах, игрушках, фонарях и другой мелкой технике. Обозначение R6 говорит о размерности батарейки, а приставка L вносит ясность, что элемент щелочной.
ААА (мизинчиковые или R03/LR03) – цилиндрические батарейки, тоньше элементов АА, но могут применяться в тех же приборах.
С (R14/LR14) и D (R20/LR20) – похожие по форме и размеру элементы, по сравнению с АА и ААА очень громоздкие и тяжелые. Сегодня производители редко прибегают к установке данных элементов питания, так как размеры гаджетов становятся все меньше и компактнее, батарейки соответственно тоже.
Крона (6F22 / 6LR61) – данный элемент питания отличается от предыдущих размерами, формой и самым высоким напряжением 9V. Контакты батарейки находятся с одной стороны. Применяется в современных приборах крайне редко.
К отдельной категории следует отнести миниатюрные элементы питания, выполненные в виде «таблетки». Они имеют собственную обширную маркировку и классификацию, отличаются по диаметру, высоте, емкости, химическому составу.
Важные особенности
- Саморазряд. Это потеря емкости батареи за период хранения, поэтому у каждого элемента питания есть срок годности. За время хранения (без использования) батарейки емкость может сократиться до 30%, так же многое зависит от температуры хранения. Происходит это из-за медленного протекания химических процессов внутри батарейки, т.е. процесс протекает все время, просто в рабочем режиме химические реакции проходят быстрее, а в состояние покоя медленнее. Когда покупаете батарейки, обязательно смотрите на дату производства, чем она свежее, тем больше емкость соответствует заявленной.
- Напряжение. В зависимости от вида и типа батарейки варьируется напряжение, которое она обеспечивает. Стандартное напряжение бюджетных элементов питания 1,5V, литиевые батарейки обеспечивают напряжение в 3V. Самым мощным элементом питания следует считать Крону, напряжение составляет 9V.
- Емкость. Показатель, определяющий количество «электричества» с батарейке, срок службы элемента питания напрямую зависит от емкости. Как рассчитать время выработки батарейки?
Для расчета важно знать два параметра: заряд и потребляемый ток. Допустим заряд батарейки 3 Ач и установлена она в устройство с потреблением тока 250 мАч (0,25Ач), рассчитываем сколько часов проработает батарейка: 3 Ач / 0,25 Ач = 12 часов.
Фактический срок службы может не совпадать с рассчетным по ряду причин:
Температура внешней среды
Саморазряд
Режимы использования
Ток отсечки
Подводим итоги
Многие производители указывают на упаковке для каких устройств подходит элемент питания. Но что делать, если область применения не указана? Подбираем батарейку в зависимости от целей использования:
Солевые элементы питания нет смысла устанавливать в приборы, выдающие высокую мощность: профессиональные фонари, вспышки фотоаппаратов. В приборах со средними нагрузками солевые элементы питания тоже прослужат недолго. Все дело в маленькой емкости, всего 600-700 мАч.
Щелочные батарейки так же не подойдут для мощных осветительных приборов, но долго прослужат во всех остальных гаджетах, начиная от музыкальной колонки и заканчивая детским паровозиком.
Литиевые элементы питания подойдут абсолютно для любого устройства, но не всегда имеет смысл покупать дорогостоящий элемент. Оптимальный выбор для приборов частого использования.
Важно: просто выбросить отработанную батарейку в мусорное ведро не правильно!
На упаковке или корпусе всегда присутствует обозначение -не выбрасывать вместе с бытовым мусором. Если в вашем городе есть пункт приема, то не поленитесь сделать мир чуточку чище.
Иногда возникает необходимость понять, что перед вами – обычная батарейка или аккумуляторная перезаряжаемая. По внешнему виду, по цвету, размерам они почти идентичны и если не знать небольших нюансов, можно по незнанию выкинуть более дорогостоящую аккумуляторную в мусор или же воткнуть в зарядное устройство обычную батарейку и в лучшем случаем ничего не произойдет, а в худшем может и пожар возникнуть.
По внешнему виду
Если на проверяемых батарейках сохранилась этикетка, то узнать, что перед вами проще простого:
- Смотрим наличие надписи – rechargeable или – do not recharge. В первом случае это перезаряжаемые аккумуляторы, во втором — обычные батарейки, надпись гласит – не перезаряжайте. Иногда можно найти надпись – Alkaline, так маркируют обычные батарейки с повышенной емкостью.
- Наличие цифр и на конце надпись mAh – означает, что перед вами аккумулятор, а цифры это емкость. Для батареек емкость не указывается.
Обычная батарейка. Обратите внимание на надпись.
Обозначение на аккумуляторных батарейках: Ni-Cd – никель-кадмиевый, Ni-Mh – никель-металлогидридный, Li-Ion – литий-ионный аккумулятор.
Обычно этих отличительных признаков достаточно для определения типа батареи. Аккумуляторные батареи в несколько раз дороже обычных.
А что делать, если нет этикетки и каких либо надписей? Тут поможет мультиметр. Померьте напряжение батарейки: обычная батарейка покажет 1,6 V, аккумуляторная обычно не выше 1,2 V.
В продаже, все чаще, начали встречаться аккумуляторные батареи с повышенным напряжением – 1,6 V.
Отличия между типами аккумуляторных батарей
Ni-Cd – никель-кадмиевый: имеет выраженную память заряда, такие батареи желательно разряжать полностью, быстро разряжаются на холоде, самые дешевые.
Ni-Mh – никель-металлогидридный: чуть дороже, менее меньший эффект памяти и более емкие нежели у Ni-Cd, хорошо переносят минусовые температуры.
Li-Ion – литий-ионный аккумулятор: главный плюс – их можно заряжать в любое удобное время, эффекта памяти практически нет, самые дорогие из аккумуляторов.
Отличить литиевую батарейку от других типов аккумуляторной батареи можно по внешнему виду, маркировке. Обозначение на батарее Li-Ion соответствует литиевой батарее.
Отличие батарейки от аккумулятора
В электронное устройство, предназначенное для питания от аккумулятора можно поставить батарейку с таким же размером и формой. Однако в скором времени она разрядится, так как емкость заряда в батарейке значительно меньше чем у аккумулятора.
Как отличить батарейку от аккумулятора
И наоборот если вместо батарейки в прибор поставить аккумулятор, тогда это электронное устройство будет работать не на полную мощность, потому что напряжение батарейки 1,6V, а аккумулятора 1,2 V, что существенно будет влиять на технические характеристики прибора.
Основное отличие батарейки от аккумулятора — это их номинальное напряжение. Напряжение заряженной батарейки составляет 1,5 – 1,6V, а пальчиковых аккумуляторов 1,2 — 1,25V. Пальчиковые батарейки не заряжаемые. Они предназначены для разового использования.
А аккумуляторы можно использовать многократно, каждый раз заряжая зарядным устройством. Также их различают по маркировке. Например, возьмем пальчиковые батарейки “Duracell” с маркировкой alkaline, что означает повышенную емкость элемента на основе щелочного электролита и номинальным напряжением 1,5V.
Также на корпусе элемента присутствует надпись «Do not recharge», что переводится как — “Не заряжается”. На пальчиковом аккумуляторе указывается его тип — это Ni-Cd элемент изготовленный по никель — кадмиевой технологии, а обозначение Ni-Mh указывает на никель — металлогидридный аккумулятор.
Также на заряжаемых аккумуляторах указывается его емкость заряда, например 900 mAh. Эта маркировка заряда показывает, что аккумулятор может отдавать ток 900 mA в нагрузку в течении одного часа. Таким образом, аккумуляторы рассчитаны на длительную работу в электронных устройствах, что не характерно для пальчиковых батареек.
На корпусе аккумулятора нанесено обозначение AAA и его номинальное напряжение 1, 2V. На аккумуляторе может быть указана надпись “Rechargeable” — перезаряжаемый. По стоимости эти элементы также различаются, аккумуляторы стоят в несколько раз дороже батареек.
Хотя сейчас можно встретить батарейки с повышенной емкостью по стоимости близкой к аккумуляторам. В этом случае нужно ориентироваться по маркировке элементов и их номинальному напряжению.
Для небольшого продления срока службы батареи их слегка обжимают по кругу, пассатижами.
Если батарейка перестала работать, ее можно использовать в устройстве с более низким потреблением заряда, так как батарейка до конца не разряжается и еще сохраняет часть емкости.
