Виды батареек, их размеры и формы бывают совершенно разными, поэтому порой, попав в магазин, человек попросту не знает, что ему нужно. Без аккумуляторов трудно представить современную жизнь. Они находятся во всех окружающих нас бытовых приборах: часах, ноутбуках, фонариках, электрорамках для фото, детских игрушках и пультах.
Все батарейки имеют маркировку и отличаются по емкости, стоимости и внешнему виду. При покупке нужно на многое обращать внимание, чтобы не приобрести некачественный аккумулятор. Ведь такой элемент прослужит очень короткое время, а в некоторых случаях может нарушить функциональность прибора. Узнаем, какие бывают батарейки, а также разберемся в их особенностях и характеристиках.
У данных элементов питания есть своя история развития. Батарейка как гальванический элемент стала популярна в 1920-х годах. Но ее изобретателем считают Джорджеса Лекланше - именно он в 1867 году создал прообраз известного нам элемента питания. Конечно, в то время батарейка имела совершенно другой вид.
Массово выпускать их для потребителей стала компания Eveready. Сначала направленностью фирмы были владельцы радиоприемников, но вскоре новинку оценили рабочие шахт, предприятий, мореплаватели.
В 1920 году на рынке появилась всем известная компания Duracell и стала выпускать различные элементы питания, которые пользовались особенной популярностью. Они стали более компактными, легкими и главное – дешевыми. Состояли они из графитного стержня, оксида марганца и цинкового стаканчика. Принцип работы базировался на возникновении электрического импульса.
Марганцево-цинковые батарейки за счет наличия графитового стержня называли иногда угольно-цинковыми. За всю историю существования такие аккумуляторы усовершенствовались, претерпели множество изменений и новшеств. На данный момент их можно найти в любом магазине. А на смену угольным батарейкам пришли другие, о чем написано ниже.
Существует различная классификация батареек: в зависимости от типа, выдаваемого напряжения, размера, состава. Покупатель может купить все разновидности элементов питания.
Разберем классификацию, исходя из материалов, что входят в их состав (анода, катода, электролита).
Их легко отличить по цене, ведь они являются самыми дешевыми. На рынке представлены фирмами «Дюраселл», «Сони», «Тошиба». Являются усовершенствованными марганцево-цинковыми батарейками. Желательно применять в приборах с низким потреблением напряжения: часах, весах, пультах.
Быстро разряжаются, их нельзя зарядить обратно. При длительной эксплуатации гальванический элемент может протечь. При минусовых температурах солевые аккумуляторы перестают работать. Несмотря на многие недостатки, данный продукт востребован на рынке.
В современном разнообразии видов батареек и их названий можно потеряться. Все они имеют разную стоимость, которая зависит от бренда, состава аккумулятора, его вида и мощности выдаваемого напряжения.
При покупке обратите внимание на такие детали:
На некоторых элементах питания стоит пометка «rechargable»: значит, их можно подзарядить с помощью .
Многие производители техники конкретно пишут, какие марки батарей подходят для устройства. В таком случае возьмите с собой инструкцию и смело приобретайте нужный вам элемент питания.
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?
Классификация батареек осуществляется в зависимости от материалов, из которых изготовлены их активные компоненты: анод, катод и электролит.
Существует пять видов современных источников питания:
Типы батареек по размеру будут перечислены ниже. А сейчас подробно рассмотрим каждый из указанных классов гальванических элементов.
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:
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:
Недостатки щелочных источников питания:
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:
Недостатки ртутных источников питания:
В серебряной батарейке для производства анода используется цинк, для катода - оксид серебра. Электролитом выступает гидроксид натрия или калия.
Недостатком таких батареек является их высокая стоимость.
В такой батарейке катод изготовлен из лития. Он отделён от анода с помощью сепаратора и диафрагмы, которая пропитана органическим электролитом.
Достоинства литиевых батареек:
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.
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.
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:
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:
Классы батареек обозначаются такими цифрами:
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.
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.
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.
11.06.2014
Что такое аккумуляторная батарея
1. Классификация
Батареи можно разделить на три категории: литий-ионные, никель-металл-гидридные и щелочные.
①Литий-ионные батареи (называемые также Li-ion или LIB) относятся к семейству перезаряжаемых элементов питания, в которых ионы лития перемещаются от отрицательно заряженного электрода к положительно заряженному электроду при разрядке и обратно при зарядке. Химический состав, КПД, стоимость и безопасность различаются в зависимости от типа LIB. В отличие от первоначальных одноразовых литиевых батареек, в литий-ионных электрохимических элементах в качестве материала для электродов используются пластины из литиевого компаунда вместо чисто металлического лития.
Литий-ионные батареи наиболее распространены в бытовой электронике. Они являются одним из самых популярных типов перезаряжаемых батарей для портативной электроники, отличаются наибольшим количеством энергии на единицу веса, без эффекта памяти, с незначительной потерей энергии, когда они не используются. Помимо бытовой электроники, LIB также становятся все более популярными для использования на военных и электрических транспортных средствах, а также в авиационно-космической отрасли. Научные исследования непрерывно вносят улучшения в традиционные технологии производства LIB, особое внимание при этом уделяется количеству энергии, сроку службы, стоимости и искробезопасности.
②Щелочные батареи являются типом батарей первичных элементов, зависимых от реакции между цинком и диоксидом марганца (Zn/MnO2). Перезаряжаемые щелочные батареи позволяют повторно использовать специально разработанные элементы.
По сравнению с угольно-цинковой батареей или типами хлоридо-цинковых батарей, щелочные батареи имеют большее количество энергии на единицу веса и больший срок годности при том же напряжении. Дисковые серебряно-цинковые батареи имеют большее количество энергии и мощность, но также большую стоимость, чем щелочные батареи того же размера.
Щелочные батареи получили свое название благодаря щелочному электролиту гидроокиси калия вместо электролита кислотного хлорида аммония или хлорида цинка в угольно-цинковых батареях. Другие типы батареек также используют щелочной электролит, но другие активные материалы для электродов.
③Никель-металл-гидридные батареи 3A, сокращенно NiMH или Ni-MH, являются типом перезаряжаемых батареек. Они очень похожи на никелево-кадмиевые элементы (Ni-Cd). В NiMH используются положительные электроды из метагидроокиси никеля (Ni-OOH), как и Ni-Cd, но отрицательный электрод сделан из водородо-поглощающего сплава вместо кадмия. Батарея NiMH может иметь мощность в два или три раза большую, чем Ni-Cd аналогичного размера, и их количество энергии на единицу веса приближается к литий-ионным элементам.
Типичная удельная энергия для маленьких NiMH элементов составляет приблизительно 100 Вт/ч на кг, а для больших - около 75 Вт/ч на кг (270 кДж). Это значительно больше, чем обычные 40-60 Втч/кг для Ni-Cd, и аналогично 100-160 Втч/кг для Li-ion. NiMH имеют удельную энергию на единицу объема приблизительно в 300 Втч/л (1080 МДж/м 3), что существенно больше, чем никель-кадмиевые батареи в 50-150 Втч/л, и приблизительно аналогично Li-ion в 250-360 Втч/л.
Батареи NiMH заменили Ni-Cd по многим параметрам, особенно маленькие перезаряжаемые батареи. NiMH батареи имеют распространенный размер АА, с номинальной зарядной емкостью (С) от 1100 мАч до 3100 мАч при 1,2 В, измеряемой при скорости полной разрядки в пять часов. Полезная разрядная емкость является убывающей функцией скорости разрядки, но при скорости разрядки примерно в 1хС (полная разрядка в течение часа), она существенно не отличается от номинальной емкости. Батареи NiMH обычно работают при 1,2 В на элемент, что немного меньше, чем стандартные 1,5 В элементы, но большинство устройств работают при таком напряжении.
Около 22% портативных перезаряжаемых батареек, продаваемых в Японии в 2010 году, относились к типу Ni-MH. В Швейцарии в 2009 году аналогичные цифры составили приблизительно 60%. Этот процент падает с каждым годом из-за роста производства Li-ion батареек: в 2000 году почти половина всех портативных перезаряжаемых батареек, продаваемых в Японии, были NiMH.
Одним существенным недостатком батареек Ni-MH является большая скорость саморазряда; батарея Ni-MH теряет 3% своего заряда за неделю хранения. В 2005 году были разработаны батареи с низкой скоростью саморазряда (LSD). Батареи LSD Ni-MH значительно медленнее саморазряжаются, но это происходит за счет уменьшения их емкости примерно на 20%.
2. Типы батареек
Таблица стандартных размеров батареек
Наименование |
Другие наименования |
Форма |
Напряжение |
R6, R06, MN1500, MX1500, PC1500, AM3, UM3, UM-3, HP7, 15AC, 15A, E91, EN91, 815, AL-AA, ALAA, 7524, HR6, HR06, LR06, LR6, X91, PC1501, Mignon, Penlight, Double A, 2AA |
Цилиндрическая, длина 50 мм, диаметр 14,2 мм |
1,5 В |
|
LR03, LR3, LR03X, R03, R3, MN2400, MX2400, PC2400, AM4, UM4, UM-4, HP16, 24AC, 24A, 24G, EN92, E92, 824, ALAAA, AL-AAA, 7526, 4003, K3A, Micro, Microlight, Potlood, Penlight, Triple A, 3AAA |
Цилиндрическая, длина 44,5 мм, диаметр 10,5 мм |
1,5 В |
|
AAAA |
LR61, 25A , MN2500, MX2500, E96, EN96, GP25A, LR8D425, 4061, K4A, Quadruple A, Quad A, 4AAAA |
Цилиндрическая, длина 42 мм, диаметр 8 мм |
1,5 В |
LR14, R14, UM2, UM-2, MN1400, MX1400, PC1400, 14AC, 14A, E93, EN93, 814, ALC, AL-C, 7522, AM2, HP11, Baby, Mignon |
Цилиндрическая, длина 46 мм, диаметр 26 мм |
1,5 В |
|
LR20, R20, R20MA, R20P, MN1300, MX1300, PC1300, UM1, UM-1, SUM-1, AM1, 13AC, 13A, E95, EN95, 813, AL-D, 1250, 7520, HP2, HR20, Mono, Goliath |
Цилиндрическая, длина 58 мм, диаметр 33 мм |
1,5 В |
|
PP3, 1604AC, 1604A, 1604AC, 522, EN22, A1604, AL9V, AL-9V, 9-Volt, Radio Battery, 6AM6, 6UM6, 006P, 6LR61, PC1604, PL1604, L522, 1604LC, U9VL-FP, K9V, S006, S-006, 6F22, Nine Volt |
Прямоугольная, высота 48,5 мм, длина 26,5 мм, ширина 17,5 мм |
9 В |
|
CR17354, 5018LC,CameraBattery, CR123, LR123, VL123, 123A, CR123A, EL123A, EL123AP, EL123AP-2, RL123, RL123A-1, RL123A-2, DL123A-1, DL123A-2, SF123A, SF12-BB, K123A, RCR-123A, 23-155, CR-123APA |
Цилиндрическая, длина 34,5 мм, диаметр 17 мм |
3 В |
|
DLCR2, DLCR2B, RLCR2, KCR2, EL1CR2, RLCR2-L, CR-2, 5046LC |
Цилиндрическая, длина 27,5 мм, диаметр 16 мм |
3 В |
|
LR1, LR01, 910A , MN9100, 4001, E90, KN, 810, 23-023, AM5, UM5,UM-5, SUM5, Lady Battery |
Цилиндрическая, длина 30,2 мм, диаметр 12 мм |
1,5 В |
|
4LR61, 7K67, 4018, 539, KJ, 4AM6, 4UM6, 4UM-6, 1412A, 1412AP, 867 |
Квадратная со скошенным углом, высота 48,5 мм, длина 35,6 мм, ширина 9,18 мм |
6 В |
3. Примечания
①Напряжение всех перезаряжаемых батарей составляет 3,7 В - 4,2 В. Если батареи соединены последовательно, общее напряжение остается 3,7 В - 4,2 В. (Примечание: TM11 включает в себя 4 18650 батарей и ее общее напряжение составляет 4.2V. Если она включает в себя 8 CR123 батарей, общее напряжение составляет 6 В. (Из-за расчетных пределов ТМ11 не может задействовать батареи RCR123)
②Напряжение всех перезаряжаемых батарей составляет 3В.
③Напряжение щелочных батарей - 1,5 В, батарей Ni-MH - 1,2 В.
④Яркость фонаря зависит от напряжения батареи.
⑤Конверсия типов батарей: AA=14500, CR123A=16340, CR123A*2=18650。 (Примечание: 14500 Li-ion батареи неприменимы для наших изделий, которые используются с двумя батареями типа АА).
4. Изменения типов батарей: AA=14500, CR123A=16340, CR123A*2=18650.
(Примечание: 14500 Li-ion батареи не подходят для наших изделий, которые используются с двумя батареями типа АА).
Для многих устройств недостаточно напряжения обычной пальчиковой батарейки, а последовательное соединение нескольких элементов не представляется возможным по причине небольшого размера электрического прибора. Выходом из такой ситуации является использование источников питания, напряжение которых значительно выше. Наиболее часто для питания таких устройств используется батарейка «Крона», но если необходим источник с напряжением 6 вольт, то следует установить Lithium 2CR5.
Содрежание
Все батареи 2CR5 имеют следующие характеристики:
Она обладает довольно продолжительным сроком эксплуатации и минимальным показателем саморазряда. Также изделие способно работать при отрицательной температуре до минус 20 градусов. Благодаря этим качествам источник питания идеально подходит для установки в устройства небольшой мощности, эксплуатация которых может осуществляться в различных режимах.
У этого типа батареи аналогов немного. Полным соответствием обладают:
Кроме этого можно заменить аккумулятором EN-EL1. Изделие немного длиннее и напряжение на клеммах составляет около 7 В, но если такие превышения не критичны, то его можно многократно использовать вместо стандартной батареи.
Также некоторые домашние умельцы собирают из двух элементов CR123A соединённых последовательно элемент питания, который по электрическим параметрам и по размеру практически идентичен устройству подлежащему замене.
Литиевая батарейка 2CR5 используется в профессиональной фототехнике. Высокая мощность изделия позволяет использовать его и в других устройствах с высоким электропотреблением. Также этот источник может применяться в современных сенсорных смесителях и мощных источниках света. Изделие может использоваться и при самостоятельном конструировании различных устройства, для питания которых необходимо напряжение 6 вольт.
Если 2CR5 является аккумулятором, то её можно заряжать. Определить такой элемент питания можно по маркировке. На аккумуляторе обычно имеется обозначение ёмкости, которая выражается в mAh. Для того чтобы восстановить ёмкость такого изделия достаточно подать на его контакты постоянное напряжение необходимого вольтажа.
С «реанимацией» севших аккумуляторов 2CR5 хорошо справляются специальные зарядные устройства, работающие от сети 220 В. Подбирать зарядку следует таким образом, чтобы на её корпусе имелся слот, в который можно установить батарейку такой необычной формы.
Стандартные батарейки заряжать нельзя, поэтому если в приборе установлен солевой или щелочной элемент питания, то после того, как он разрядиться, его следует заменить на такое же изделие.
Приобрести исчтоник питания можно как отечественного, так и импортного производства. На сегодняшний день наибольшей популярностью пользуются элементы питания следующих брендов:
Если была приобретена оригинальная продукция, то элементы любого из перечисленных брендов прослужат длительное время.
При приобретении изделия в первую очередь следует обратить внимание на тип элемента питания. Только в том случае если будет приобретено изделие с обозначением 2CR5 на корпусе изделия, можно будет безопасно заменить батарейку. Таким образом следует поступить и при выборе аналога.
Также следует обратить внимание при покупке на тот факт, является батарейка аккумулятором или нет. Перепутать довольно сложно, ведь цена изделий отличается в разы.
Следует отказаться от приобретения изделия в случае, если на его корпусе имеются вмятины потёртости или иные повреждение.
Батарейки признаны необходимым атрибутом быта. Источники питания присутствуют в каждом доме, заставляя работать электротехнику: калькулятор, часы, фонарик, пульт, медицинские и косметические приборы, детские игрушки и так далее. Для их длительной и исправной эксплуатации важно соблюдать рекомендации по выбору батареек, использованию и утилизации.
Первый источник постоянного тока представлен в 1800 году Алессандро Вольтом. Гальванический элемент, или батарейка, состоял из кружочков, выполненных из 2 разных металлов (электродов), и проложенных между ними тканевых кусочков, смоченных в солевом растворе-электролите.
Это строение батарейки называется «Вольтов столб», а единица напряжения соответственно Вольт. В состав элемента питания входят медь и цинк, раствором выступает серная кислота.
Однако есть значительный минус данной конструкции. При растворении цинковой пластины на медной формировались пузырьки водорода, создавая барьер между ее границей и раствором. Это явление поляризации отрицательно влияло на функционирование батареи.
Для его устранения использовали элемент, изобретенный Лекланше. В емкость с нашатырным раствором помещали графитовый и цинковый стержни. Первый за счет слоя двуокиси марганца поглощал водород. При этом работа угольно-цинковой батареи улучшилась.
Современные гальванические элементы имеют описанную конструкцию, на полках магазинов представлен широкий спектр их разновидностей. Однако отличаются они только тем, из чего сделаны их составляющие, что влияет на производительность, срок службы устройства.
Схема, как работает конструкция, у разных видов батарей идентична и основана на формировании электроэнергии в ходе химических реакций. Она представлена на картинке.
Источником электронов выступает анод. В результате воздействия электролита и окислительной реакции элементарные частицы перемещаются по проводнику по направлению к катоду, выполняя работу (зажигают лампочку, вращают электродвигатель). Достигнув его, электроны участвуют в обратной восстановительной реакции. Электролит выступает средой для переноса ионов. Круг является замкнутым.
Все реакции в гальваническом элементе необратимы, что позволяет его отличить от аккумуляторов. Поэтому батарейку не заряжают, электроды со временем разрушаются, и она «садится».
Первым коммерческим производителем гальванических элементов стала компания Эвереди (Eveready) в США, далее на рынок вышла фирма Дюрасел (Duracell).
Со времени возникновения батарейки пережили много усовершенствований, что отразилось на их производительности и сроке службы.
Классификацию элементов питания производят, в зависимости от материала, из которого делают составляющие: анод, катод, электролит. Присутствует разница в размерах, форме, выдаваемом напряжении батареек.
Самыми популярными считаются солевые и щелочные (алкалиновые) источники питания. Остальные виды менее распространены по причине высокой цены, токсичности, специфики применения.
Характеристики батареек включают низкую отдачу тока, небольшой срок эксплуатации и годности. Электроды внутри источника питания сделаны из оксида марганца, цинка, соединены солевым мостом, что определяет идентичность конструкции с начальными образцами компании Дюрасел.
Однако усовершенствованные марганцево-цинковые батарейки пользуются спросом по причине невысокой цены. Сколько стоит упаковка, зависит от количества элементов питания в ней, средняя цена составляет 100 рублей за 4 штуки. Срок хранения устройства - 2 года, к его окончанию характерно снижение емкости до 30-40%. При низкой температуре батарейки часто перестают работать.
На рынке представлены изделия фирм Сони (Sony), Тошиба (Toshiba), Дюрасел (Duracell) и так далее.
Их целесообразно использовать для устройств с низким потреблением: часов, пультов, весов.
К недостаткам относится риск, что батарейка потечет, если ее надолго оставить в неиспользуемом приборе. Это связано с ростом активной массы катода, повышением давления на электролитный раствор. Такие процессы, наряду с разложением диоксида марганца и коррозией цинка, увеличивают объем и давление в батарейке.
Универсальные изделия представлены на рынке фирмами Duracell, FinePower, Energizer, Трофи и другими.
Название обусловлено составляющим электролитом - гидроксидом калия. Электродами выступают цинк и двуокись марганца. Строение алкалинового изделия изображено на рисунке.
В сравнении с солевыми батарейками, щелочным характерна более длительный срок хранения (5 лет) и большая емкость, мощность.
К достоинствам изделия относятся работоспособность при воздействии низких температур, сниженная скорость саморазряда. Из-за улучшенной герметичности отмечается невысокий риск протекания батарейки.
Целесообразно применять щелочные изделия в приборах с умеренной нагрузкой: радио, ночниках, игрушках и так далее.
К недостатку батареек этого вида относятся постепенное уменьшение выходного напряжения. Цена таких изделий выше, чем у солевых.
Конструкция батарейки содержит катод из лития, отделенный от анода с помощью сепаратора и диафрагмы, смоченной электролитом.
Изделия выдерживают интенсивное потребление тока на протяжении длительного времени. Мощные батарейки обладают отличными характеристиками: постоянным напряжением, высокой энергоплотностью, продолжительным сроком годности (до 12 лет) и эксплуатации, устойчивостью к температурному воздействию. Литиевые изделия легкие по весу, не протекают, их можно заряжать.
Целесообразно применение таких батареек для приборов с повышенным энергопотреблением: фотоаппаратов, фонарей, портативных колонок.
Литиевые изделия признаны самыми лучшими, но стоят значительно дороже предыдущих видов источников питания.
Внутри батарейки находится анод из цинка и катод из оксида ртути, отделенные с помощью сепаратора и диафрагмы, смоченной щелочным раствором гидроксида калия.
Источник питания способен функционировать как аккумулятор, но при циклической деятельности его емкость уменьшается. Это происходит по причине стекания ртути и формирования капель внутри изделия.
К плюсам батарейки относят стабильность напряжения, высокие энергоплотность и емкость, устойчивость к перепаду температур, продолжительный срок годности (10 лет).
Однако изделие имеет ряд существенных недостатков: дорогую цену, небезопасность при использовании (риск вдыхания паров ртути при разгерметизации), сложности с утилизацией. По этим причинам батарейки такого вида не пользуются популярностью.
В источнике питания анодом выступает цинк, катодом - оксид серебра, электролитом - гидроксид калия или натрия.
Батарейки обладают хорошими характеристиками и длительным периодом хранения и эксплуатации. Отмечают высокие показатели энергоплотности и емкости (на 30-50% выше, чем у литиевых), стабильность напряжения, температурную устойчивость.
К недостаткам источника питания относят дорогую цену.
Батарейки такого вида выпускают компании Power one, Rayovac, Duracell и другие.
Анодом в источнике питания выступает цинк, электролитом - раствор гидроксида калия или хлорида цинка, катодом - газовый электрод.
Для батарейки характерна высокая энергоемкость. Однако недостатком считается короткий период службы по причине высыхания электролитного раствора.
Целесообразно применение батареек для слуховых аппаратов. Для запуска химической реакции перед тем, как вставить гальванический элемент, важно удалить защитную пленку с его поверхности и подождать минуту.
Классификация батареек основана на американских стандартах с учетом их размера, типа, модели. Источники питания обозначаются АА, ААА, C, D, РР3, 3336, А23 и так далее. Они схематично изображены на рисунке с указанием размеров.
Батарейки в обиходе называют, в зависимости от внешних особенностей: пальчиковыми (величиной с палец), мизинчиковыми, «дюймовочкой» (тип С), «бочкой» (D), таблетками (дисковые).
Следует учесть, что размеры изделий могут варьироваться на 1-2 миллиметра. Причиной выступает плотная пленка, защищающая элемент питания от повреждений, внешних воздействий.
Такой тип батарейки считается наиболее распространенным, выглядит как цилиндр диаметром 13,5-14,5 миллиметров и длиной 50,5 миллиметров. В обиходе может называться 2А, 2АА.
Номинальное напряжение - 1,5V. Вес варьируется и составляет 14-30 грамм. Для усиления производительности используют аккумуляторы, например, литиево-ионный (Li-Ion) формата 14500. В данном случае вольтаж составляет 3,6 В, емкость 900 mAh.
Целесообразно использование гальванических пальчиковых элементов такого типа в мелкой технике: пультах дистанционного управления, игрушках, часах, фонарях и так далее.
Цилиндрические гальванические элементы. Толщина мизинчиковых батареек меньше, чем пальчиковых. В обиходе могут называться 3А.
Длина цилиндрического участка составляет 44,5 миллиметров, диаметр - 10,5 миллиметров, вес около 12 граммов, напряжение - 1,5 В. Емкость солевого изделия - 500 мАч, щелочного - 1250 мАч, аккумулятора - 300-1250 мАч.
Похожие технические параметры характерны источникам питания 24А, MN2400, UM 4, HP 16, Micro и так далее.
Применяются батарейки в электронике, потребляющей небольшой ток: пультах дистанционного управления, фотоаппаратах, радиоприемниках и так далее.
Применяется редко в небольших приборах: световых указках, стилусах для цифровых планшетов, глюкометрах и так далее.
Напряжение составляет 1,5 В, длина батарейки мини - 42,5 миллиметров, диаметр - 8,3 миллиметра, емкость - 625 мАч. Весит гальванический элемент А4 всего 6,5 грамм.
Источник питания отличается громоздкостью и тяжестью, по сравнению с предыдущими типоразмерами батареек.
Длина Р14 составляет 50 миллиметров, диаметр 26,2 миллиметров, масса - 37 граммов. Напряжение батарейки - 1,5 В, емкость солевого элемента - 1750 мАч, щелочного - 3000-8200 мАч.
Применяется редко по причине компактности и уменьшения размеров современных приборов. Батарейки С типа обслуживают энергоемкую электротехнику: портативные колонки и плееры, радиоприемники, ручные прожекторы.
Толстая и длинная батарейка имеет высоту 61, 5 миллиметров, диаметр цилиндрической части - 34,2 миллиметра. Вес изделия типа Д составляет 66-141 грамм, напряжение - 1,5 В. Емкость солевого элемента - 4 тыс. мАч, щелочного - 5500-16000 мАч.
Такой формат батарейки целесообразно использовать в приборах, какие отличаются электронагруженностью: рациях, переносных магнитолах, вольтметрах, ручных фонарях и так далее.
Прямоугольный гальванический элемент отличается от других высоким напряжением, которое составляет 9В. Длина батарейки - 48,5 миллиметров, емкость щелочного изделия- 625 мАч. Контакты находятся с одной стороны, весит источник питания 53 грамма.
Квадратный гальванический элемент применяется для приборов, которым нужно большое потребление энергии: тестерах, пультах управления устройствами, игрушках, шокерах и так далее.
Гальванический элемент применяется для питания лазерных указок, диктофонов, беспроводных дверных звонков, микрофонов и так далее.
Отличается длительным сроком хранения (7 лет), устойчив к температурному воздействию.
Высота изделия 29, 7 миллиметров, диаметр - 11,5 миллиметров. Весит батарейка 25 грамм.
Круглый мини-элемент питания внешне напоминает таблетку. Они бывают разных размеров и форм: маленькие, побольше, плоские, выпуклые.
Их еще называют «сухой» элемент: в таких батарейках анодом выступает оксид серебра, катодом - цинк, электролитом - пастообразный солевой раствор.
Напряжение в источниках питания может варьироваться, исходя из их вида;
Преимущественно таблетки сделаны из лития с напряжением 3 Вольта (CR2016, CR2450). Гальванические элементы типоразмера CR2032 используют для питания энергозависимых компонентов (CMOS-памяти, часов, большинства материнских плат).
Обозначение таблеток у производителей существенно отличается. Ниже приведена таблица соответствия дисковых батареек для часов.
Исходя из данных можно легко определить аналоги у разных производителей. Например, таковыми для таблетки 377 или 377а выступают V377, D377, LR66, LR60SW, LR626, LR626SW, L626E. В таблице указаны диаметр и высота элемента.
Такие таблетки широко применяются для наручных часов. Однако их также используют для калькуляторов, слуховых аппаратов, датчиков и так далее.
Соответствие марганцево-цинковых часовых источников питания приведено в таблице.
Опираясь на данные, можно определить аналоги батарейкам AG1 (G1), AG10, AG6 и так далее.
По следующей таблице соответствия выявляются заменители источникам питания SR44, SR721W, SR521W и другим.
Все виды батареек классифицируются, согласно стандартам: общеизвестными являются американские. В России обозначения разработал ГОСТ, но в обиходе они используются редко.
В зависимости от материалов изготовления элементов питания, применяется маркировка:
По буквенным обозначениям можно определить к какому классу относится изделие. Например, батарейка CR123а является литиевой. На изделиях этого вида может также стоять обозначение «Lithium». На щелочных элементах указывается надпись « ALKALINE».
На фото представлены различные типоразмеры щелочных батареек и Крона.
Согласно утвержденной системе обозначений, на корпусе изделия должны присутствовать характеристики энергоемкости, состава, размера, вида, напряжения.
Информация на фото свидетельствует, что батарейка щелочная (LR), ее емкость составляет 15 Ач, размер (size) - АА(пальчиковая), напряжение - 1,5 Вольта.
При выборе батареек важно учитывать их технические параметры.
К основным относятся:
Параметры емкости и напряжения для различных типов батареек представлены в таблице.
При покупке источников питания можно выбрать перезаряжаемый (аккумулятор) или обычный. Для этого лучше обратить внимание на внешний облик изделия:
Различить гальванические элементы можно по техническим характеристикам. Если померить мультиметром батарейку, значение напряжения 1,5 В свидетельствует, что это обычное изделие, параметр не выше 1,2 указывает на аккумулятор. Однако в настоящее время можно встретить перезаряжаемые элементы с повышенным показателем (1,6В).
Чтобы не ошибиться при выборе батарейки, рекомендуется ознакомиться с инструкцией к прибору.
В документе или на самом устройстве должен быть указан типоразмер подходящего источника питания.
При выборе батарейки следует учитывать особенности ее вида:
Часто возникает вопрос, как выбрать батарейку для телефона. Такие аккумуляторы обычно являются литий-ионными, поэтому лучше приобрести изделие с маркировкой Li-Ion или Li-полимер. Они не требуют полной разрядки устройства, как более устаревшие образцы.
После покупки рекомендуется подключить телефон к электропитанию минимум на 20 часов. Далее желательно разрядить устройство полностью и снова зарядить (повторить не менее 2 раз). Можно воспользоваться рекомендациями, как быстро посадить батарейку на телефоне: запустить несколько браузеров, игр, включить фонарь, камеру или воспользоваться специальным приложением для срочного разряда.
При эксплуатации батареек важно соблюдать меры предосторожности:
Батарейки считаются потенциально опасными устройствами для окружающей среды, особенно, ртутные. Не рекомендуется выбрасывать отработанные изделия совместно с другим мусором, желательно сдавать их в специальные пункты приема