+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Виды батареек: Размеры, Маркировки и Характеристики

Каждый человек использует электронные устройства, у которых имеется автономный источник питания. В большинстве случаев это одноразовые элементы питания, называемые батарейками.

Что такое батарейка

Батарейка – это автономный гальванический элемент питания различных устройств, работающих от электрической энергии. Принцип действия батареек основан на использовании необратимой химической реакции двух металлов (или их оксидов) в электролите, сопровождающейся появлением электродвижущей силы. Из-за необратимости проходящих в таких источниках питания реакций, связанных с образованием электроэнергии, их называют первичными.

Вторичные источники питания (аккумуляторы), работают с использованием тех же принципов действия, но с химическими веществами, которые могут восстанавливаться после заряда, что делает возможным их многократное использование.

Маркировки батареек

Согласно стандарту IEC (Международная электротехническая комиссия), маркировку гальванических источников тока делают исходя из состава электролита и активного металла, применяющихся в их конструкции.

По этой классификации существует 5 самых распространенных типов круглых (цилиндрических) батареек: солевые, щелочные, литиевые, серебряные и воздушно-цинковые. Буква R в их обозначении означает круглую форму (от английского round).

Солевые батарейки (R). Имеют катод из цинка, анод из диоксида марганца и электролит из хлоридов аммония и цинка. Они обеспечивают напряжение 1,5 вольта, имеют небольшую емкость, высокий саморазряд и низкий срок хранения (до 2-х лет). При низких температурах они неработоспособны.

самые дешевые и имеют посредственные технические характеристики. В обиходе их также называют цинк-карбоновыми и угольно-цинковыми.

Литиевая и Щелочная батарейка

Щелочные батарейки (LR). Имеют катод из цинка, анод из диоксида марганца и электролит из гидроксида щелочного металла. Они имеют напряжение 1,5 вольта, увеличенную емкость, низкий саморазряд и большой срок хранения до 10 лет. Они сохраняют работоспособность при низких температурах до -20 градусов.

Эти источники тока недороги, в обиходе их еще называют и щелочно-марганцевыми.

Литиевые батарейки (CR). Имеют катод из лития, анод из диоксида марганца и органический электролит. Они имеют напряжение 3 вольта, большую емкость, малый саморазряд и большой срок хранения до 10-12 лет. Они сохраняют работоспособность при низких температурах до -40 градусов. Эти источники тока довольно дороги.

Серебряные батарейки (SR). Имеют катод из цинка, анод из оксида серебра и электролит из гидроксида щелочного металла. Они имеют напряжение 1,55 вольта, высокую емкость, малый саморазряд и длительный срок хранения до 10 лет. Они сохраняют работоспособность при низких температурах до -30 градусов. Как правило, применяются в часах. В обиходе их также называют серебряно-цинковыми.

Воздушно-цинковые элементы (PR).

Имеют катод из цинка, анод из кислорода и электролит из гидроксида щелочного металла.

Эти источники тока являются самыми чистыми с точки зрения экологии, благодаря чему широко используются в специальных медицинских устройствах, но имеют самый малый срок эксплуатации (несколько недель после вскрытия упаковки). Они имеют среднюю стоимость, имеют напряжение 1,2-1,4 вольта и очень высокую емкость (больше, чем у литий-ионных элементов в 2-3 раза), сохраняют работоспособность при температурах от -20 до +35 градусов.

При хранении такие элементы нужно герметизировать для предотвращения саморазряда. При соблюдении правильных условий хранения (обеспечение герметичности) они имеют низкий саморазряд и могут храниться несколько лет.

Типы батареек по размеру и их обозначения

В настоящее время в мире очень большое распространение получила система обозначений батареек, принятая в США. Она основана на физических размерах источников питания. Далее рассматриваются самые распространенные из них.

НазваниеМаркировка и ТипДиаметр, ммВысота, ммЕмкость, мАч*
AСолевая (R23)
Щелочная (LR23)
1750н/д
AAСолевая (R6)
Щелочная (LR6)
Литиевая (FR6)
14,550,51100-3500
AAAСолевая (R03)
Щелочная (LR03)
Литиевая (FR03)
10,544,5540-1300
AAAAЩелочная (LR8D425)8,342,5625
BЩелочная (LR12)21,5608350
CСолевая (R14)
Щелочная (LR14)
26,2503800-8000
DСолевая (R20)
Щелочная (LR20)
34,261,58000-19500
FСолевая (R20)
Щелочная (LR20)
3391н/д
NСолевая (R1)
Щелочная (LR1)
1230,21000
1/2AAСолевая (R14250)14,525250
R10Солевая (R10)21,537,31800

* Технологии развиваются очень быстро из-за этого не сегодняшний день емкость может быть выше, чем указана в таблице (2018 год)

Далее будут более подробно рассмотрены типоразмеры батареек и их характеристики.

Батарейки таблетки

Это дисковые источники тока круглой формы, так же их называют монетки или кнопуи. Существует много разновидностей батареек такого типа, основными из которых являются:

  1. Литиевые элементы CR с типоразмерами от 927 и до 3032 (где первые одна или две цифры – диаметр в миллиметрах, а последние две цифры – толщина, в десятых, долях миллиметра) на 3 вольта.
  2. Щелочные специальные дисковые элементы LR (типоразмеры 43, 44, 54) на полтора вольта для часов и миниатюрных устройств.
  3. Дисковые батарейки SR типоразмерами от 41 до 932 с оксидом серебра для часов на 1,55 вольта.
  4. Воздушно-цинковые PR элементы типоразмеров 5, 10, 13, 312, 630 и 675 на 1,2 вольта.

Виды популярных батареек

Большую популярность, благодаря высокой емкости и удобству, применения завоевали цилиндрические батарейки. Рассмотрим самые популярные из них, имеющиеся в продаже.

AA. Это один из самых распространенных видов цилиндрических батареек на полтора вольта размером 14,5х50,5 мм. Они обозначаются по стандарту IEC как (щелочные), R6 (угольно-цинковые), FR6 (литиевые). В обиходе называются .

AAA. Это очень распространенные источники тока на 1,5 вольта размером 10,5х44,5 мм. Маркируются для щелочных элементов и аналогично элементам АА для других видов батареек (R03, FR03 и так далее). В просторечии называются .

Тип C. Элементы R14 и на 1,5 вольта бывают солевыми и щелочными. В просторечии называются средними. Они имеют размер 26,2х50 мм и по длине примерно равны батарейкам АА, из-за чего иногда заменяются ими при использовании специальных накладок.

Тип D. Обозначаются (щелочные), R20 (солевые). Имеют размер 34,2х61,5 мм и большую емкость 8000-12000 мАч. В народе эти батарейки называются «большими» или «бочонками». Это самые первые батарейки на 1,5 вольта, которые начали выпускаться еще в 1898 году для фонариков.

PP3.

По классификации IEC обозначаются 6LR61 (щелочные), 6F22 (солевые) и 6KR61 (литиевые). В обиходе эти батареи называются «». Они имеют размеры 48,5х26,5х17,5 мм, напряжение 9v, емкость от 400 (солевые) до 1200 мАч (литиевые).

Конструктивно являются объединением в одном корпусе шести (солевых или щелочных) или трех (литиевые) элементов.

Экзотические типы батареек

A. Это солевые батарейки цилиндрической формы на полтора вольта, обозначающиеся R23 по стандарту IEC. Они имеют размер 17х50 мм и были популярны в старых моделях ноутбуков и нестандартных устройствах. В настоящее время практически не применяются.

AAAA. Это щелочные цилиндрические минибатарейки LR61 на полтора вольта размером 8,3 на 42,5 мм. Применяются в тонких фонариках (в виде ручки), глюкометрах, лазерных указках и мощных стилусах.

Тип B. Выпускаются солевые R12 и щелочные LR12 цилиндрические элементы этого типа размером 21,5х60 мм на 1,5 v. Обычно применяются в фонариках.

Тип F. Эти полторавольтовые источники питания обозначаются L25 и LR25. Они имеют емкость от 10,5 (солевые) до 26 (щелочные) А/ч. Имеют размер 33х91 мм.

Тип N. Батарейки R1 и имеют емкость 400-1000 мАч, вольтаж – 1,5 вольта, размер 12х30,2 мм.

1/2AA. Обозначаются CR14250 для литий-диоксидмарганцевых (Li‑MnO2) на 3 вольта и ER14250 для литий-тионилхлоридных (Li‑SOCl2) батареек на 3,6 вольта. Имеют размеры 14х25 мм.

R10. Это элементы питания на полтора вольта, которые выпускались в СССР под маркировкой 332. Имеют размер 21х37 мм. В настоящее время они выпускаются очень ограниченно.

Существуют батареи с маркировкой 2R10 размерами 21,8х74,6 мм на 3 вольта, называемые Duplex из-за того, что они внутри содержат два последовательно соединенных элемента R10 по 1,5 вольта.

A23. Это щелочная батарея (по классификации IEC — 8LR932) на 12 v размером 10,3х28,5 мм. Обычно состоит из 8 элементов LR932, соединенных последовательно. Применяется для изделий, управляющихся по радио.

A23 и A27

A27. Это щелочная батарея (по классификации IEC — 8LR732) на 12 v размером 8х28,2 мм. Обычно состоит из 8 элементов LR632, соединенных последовательно. Применяется для изделий, управляющихся по радио, электрозажигалках и электронных сигаретах.

Широкое распространение в различных устройствах также имеют плоские батареи на 4,5 и 9 вольт.

3336. По стандартам IEC обозначаются 3LR12 (щелочные), 3R12 (солевые) В обиходе имеют название «квадратные». Они выпускаются с 1901 года для фонариков. Имеют напряжение 4,5 вольта, емкость от 1200 до 6100 мАч, размер 67х62х22 мм. Конструктивно представляют собой 3 последовательно соединенных элемента R12, объединенных в одном корпусе.

Большое обилие источников питания, имеющихся в продаже, позволяет с легкостью подобрать необходимую батарейку для каждого конкретного случая. При этом лучше ориентироваться на известные бренды, которые выпускают продукцию хорошего качества, стоящую потраченных денег.

Если Вы обнаружили, что какой-то батарейки не хватает, то напишите пожалуйста ее маркировку в комментариях и мы ее обязвтельно добавим.

Какие существуют виды батареек? Инфографика | Инфографика | Вопрос-Ответ

Невозможно представить нашу жизнь без батареек. Ведь именно они обеспечивают работу мелкой бытовой техники и различных гаджетов, которыми мы пользуемся повседневно. Пульт от телевизора или кондиционера, смартфон, наручные часы, фонарик, шуруповерт… 

От назначения прибора зависит выбор типа элемента питания: батарейка или аккумулятор. Их различают по типу химических реакций: первичные элементы — гальванические (их называют просто батарейками), вторичные, которые можно подзаряжать, — аккумуляторы. 

Существует несколько видов батареек. Друг от друга они отличаются материалом, из которого изготовлены их активные компоненты: электролит, катод и анод. Различают солевые, литиевые, серебряные, ртутные и щелочные батарейки. 

Самый небольшой заряд имеют солевые батарейки, у них также самый маленький срок хранения (2 года) и самая низкая цена. Такие батарейки маркируют английской буквой R. Они появились еще в пятидесятых годах. 

Щелочные (или алкалиновые) батарейки легко узнать по надписи Alkaline или буквам LR на корпусе. Батарейки прослужат 5 лет, их работоспособность не зависит от температуры, им не страшен даже мороз.

Литиевые батарейки имеют маркировку CR. Они отличаются высокой плотностью и емкостью энергии, небольшой массой, не реагируют на перепады температуры, их энергоемкость не зависит от тока нагрузки, а срок хранения — 12 лет. 

Ртутные батарейки сейчас не очень распространены, а в некоторых странах даже запрещены из-за токсичности и проблем при утилизации. А лет 30 назад они широко использовались в качестве источника питания для электронных часов, кардиостимуляторов, слуховых аппаратов, фотоэкспонометров, в устройствах военного назначения (приборах ночного видения, устройствах связи, радиомаяках и др.), в авиации и космических аппаратах. 

Серебряные батарейки маркируются буквами SR. Из-за дороговизны серебра широкое применение получили только батарейки маленького и миниатюрного размера. Они используются в наручных часах, материнских платах компьютеров и ноутбуков, микрокалькуляторах, слуховых аппаратах, лазерных указках, музыкальных открытках, микрофонариках, брелоках.

В зависимости от формы и размера батарейки имеют различное буквенное обозначение на корпусе.

Нажмите для увеличения

Смотрите также:

Виды батареек фото с названиями

Каждый человек использует электронные устройства, у которых имеется автономный источник питания. В большинстве случаев это одноразовые элементы питания, называемые батарейками.

Что такое батарейка

Батарейка – это автономный гальванический элемент питания различных устройств, работающих от электрической энергии. Принцип действия батареек основан на использовании необратимой химической реакции двух металлов (или их оксидов) в электролите, сопровождающейся появлением электродвижущей силы. Из-за необратимости проходящих в таких источниках питания реакций, связанных с образованием электроэнергии, их называют первичными.

Вторичные источники питания (аккумуляторы), работают с использованием тех же принципов действия, но с химическими веществами, которые могут восстанавливаться после заряда, что делает возможным их многократное использование.

Маркировки батареек

Согласно стандарту IEC (Международная электротехническая комиссия), маркировку гальванических источников тока делают исходя из состава электролита и активного металла, применяющихся в их конструкции.

По этой классификации существует 5 самых распространенных типов круглых (цилиндрических) батареек: солевые, щелочные, литиевые, серебряные и воздушно-цинковые. Буква R в их обозначении означает круглую форму (от английского round).

Солевые батарейки (R). Имеют катод из цинка, анод из диоксида марганца и электролит из хлоридов аммония и цинка. Они обеспечивают напряжение 1,5 вольта, имеют небольшую емкость, высокий саморазряд и низкий срок хранения (до 2-х лет). При низких температурах они неработоспособны.

Солевые батарейки самые дешевые и имеют посредственные технические характеристики. В обиходе их также называют цинк-карбоновыми и угольно-цинковыми.

Литиевая и Щелочная батарейка

Щелочные батарейки (LR). Имеют катод из цинка, анод из диоксида марганца и электролит из гидроксида щелочного металла. Они имеют напряжение 1,5 вольта, увеличенную емкость, низкий саморазряд и большой срок хранения до 10 лет. Они сохраняют работоспособность при низких температурах до -20 градусов.

Эти источники тока недороги, в обиходе их еще называют алкалиновыми и щелочно-марганцевыми.

Литиевые батарейки (CR). Имеют катод из лития, анод из диоксида марганца и органический электролит. Они имеют напряжение 3 вольта, большую емкость, малый саморазряд и большой срок хранения до 10-12 лет. Они сохраняют работоспособность при низких температурах до -40 градусов. Эти источники тока довольно дороги.

Серебряные батарейки (SR). Имеют катод из цинка, анод из оксида серебра и электролит из гидроксида щелочного металла. Они имеют напряжение 1,55 вольта, высокую емкость, малый саморазряд и длительный срок хранения до 10 лет. Они сохраняют работоспособность при низких температурах до -30 градусов. Как правило, применяются в часах. В обиходе их также называют серебряно-цинковыми.

Воздушно-цинковые элементы (PR). Имеют катод из цинка, анод из кислорода и электролит из гидроксида щелочного металла.

Эти источники тока являются самыми чистыми с точки зрения экологии, благодаря чему широко используются в специальных медицинских устройствах, но имеют самый малый срок эксплуатации (несколько недель после вскрытия упаковки). Они имеют среднюю стоимость, имеют напряжение 1,2-1,4 вольта и очень высокую емкость (больше, чем у литий-ионных элементов в 2-3 раза), сохраняют работоспособность при температурах от -20 до +35 градусов.

При хранении такие элементы нужно герметизировать для предотвращения саморазряда. При соблюдении правильных условий хранения (обеспечение герметичности) они имеют низкий саморазряд и могут храниться несколько лет.

Типы батареек по размеру и их обозначения

В настоящее время в мире очень большое распространение получила система обозначений батареек, принятая в США. Она основана на физических размерах источников питания. Далее рассматриваются самые распространенные из них.

Название Маркировка и Тип Диаметр, мм Высота, мм Емкость, мАч*
A Солевая (R23)
Щелочная (LR23)
17 50 н/д
AA Солевая (R6)
Щелочная (LR6)
Литиевая (FR6)
14,5 50,5 1100-3500
AAA Солевая (R03)
Щелочная (LR03)
Литиевая (FR03)
10,5 44,5 540-1300
AAAA Щелочная (LR8D425) 8,3 42,5 625
B Щелочная (LR12) 21,5 60 8350
C Солевая (R14)
Щелочная (LR14)
26,2 50 3800-8000
D Солевая (R20)
Щелочная (LR20)
34,2 61,5 8000-19500
F Солевая (R20)
Щелочная (LR20)
33 91 н/д
N Солевая (R1)
Щелочная (LR1)
12 30,2 1000
1/2AA Солевая (R14250) 14,5 25 250
R10 Солевая (R10) 21,5 37,3 1800

* Технологии развиваются очень быстро из-за этого не сегодняшний день емкость может быть выше, чем указана в таблице (2018 год)

Далее будут более подробно рассмотрены типоразмеры батареек и их характеристики.

Батарейки таблетки

Это дисковые источники тока круглой формы, так же их называют монетки или кнопуи. Существует много разновидностей батареек такого типа, основными из которых являются:

  1. Литиевые элементы CR с типоразмерами от 927 и до 3032 (где первые одна или две цифры – диаметр в миллиметрах, а последние две цифры – толщина, в десятых, долях миллиметра) на 3 вольта.
  2. Щелочные специальные дисковые элементы LR (типоразмеры 43, 44, 54) на полтора вольта для часов и миниатюрных устройств.
  3. Дисковые батарейки SR типоразмерами от 41 до 932 с оксидом серебра для часов на 1,55 вольта.
  4. Воздушно-цинковые PR элементы типоразмеров 5, 10, 13, 312, 630 и 675 на 1,2 вольта.

Виды популярных батареек

Большую популярность, благодаря высокой емкости и удобству, применения завоевали цилиндрические батарейки. Рассмотрим самые популярные из них, имеющиеся в продаже.

AA. Это один из самых распространенных видов цилиндрических батареек на полтора вольта размером 14,5х50,5 мм. Они обозначаются по стандарту IEC как LR6 (щелочные), R6 (угольно-цинковые), FR6 (литиевые). В обиходе называются пальчиковыми.

AAA. Это очень распространенные источники тока на 1,5 вольта размером 10,5х44,5 мм. Маркируются LR03 для щелочных элементов и аналогично элементам АА для других видов батареек (R03, FR03 и так далее). В просторечии называются мизинчиковыми батарейками.

Тип C. Элементы R14 и LR14 на 1,5 вольта бывают солевыми и щелочными. В просторечии называются средними. Они имеют размер 26,2х50 мм и по длине примерно равны батарейкам АА, из-за чего иногда заменяются ими при использовании специальных накладок.

Тип D. Обозначаются LR20 (щелочные), R20 (солевые). Имеют размер 34,2х61,5 мм и большую емкость 8000-12000 мАч. В народе эти батарейки называются «большими» или «бочонками». Это самые первые батарейки на 1,5 вольта, которые начали выпускаться еще в 1898 году для фонариков.

PP3. По классификации IEC обозначаются 6LR61 (щелочные), 6F22 (солевые) и 6KR61 (литиевые). В обиходе эти батареи называются «Крона». Они имеют размеры 48,5х26,5х17,5 мм, напряжение 9v, емкость от 400 (солевые) до 1200 мАч (литиевые).

Конструктивно являются объединением в одном корпусе шести (солевых или щелочных) или трех (литиевые) элементов.

Экзотические типы батареек

A. Это солевые батарейки цилиндрической формы на полтора вольта, обозначающиеся R23 по стандарту IEC. Они имеют размер 17х50 мм и были популярны в старых моделях ноутбуков и нестандартных устройствах. В настоящее время практически не применяются.

AAAA. Это щелочные цилиндрические минибатарейки LR61 на полтора вольта размером 8,3 на 42,5 мм. Применяются в тонких фонариках (в виде ручки), глюкометрах, лазерных указках и мощных стилусах.

Тип B. Выпускаются солевые R12 и щелочные LR12 цилиндрические элементы этого типа размером 21,5х60 мм на 1,5 v. Обычно применяются в фонариках.

Тип F. Эти полторавольтовые источники питания обозначаются L25 и LR25. Они имеют емкость от 10,5 (солевые) до 26 (щелочные) А/ч. Имеют размер 33х91 мм.

Тип N. Батарейки R1 и LR1 имеют емкость 400-1000 мАч, вольтаж – 1,5 вольта, размер 12х30,2 мм.

1/2AA. Обозначаются CR14250 для литий-диоксидмарганцевых (Li‑MnO2) на 3 вольта и ER14250 для литий-тионилхлоридных (Li‑SOCl2) батареек на 3,6 вольта. Имеют размеры 14х25 мм.

R10. Это элементы питания на полтора вольта, которые выпускались в СССР под маркировкой 332. Имеют размер 21х37 мм. В настоящее время они выпускаются очень ограниченно.

Существуют батареи с маркировкой 2R10 размерами 21,8х74,6 мм на 3 вольта, называемые Duplex из-за того, что они внутри содержат два последовательно соединенных элемента R10 по 1,5 вольта.

A23. Это щелочная батарея (по классификации IEC — 8LR932) на 12 v размером 10,3х28,5 мм. Обычно состоит из 8 элементов LR932, соединенных последовательно. Применяется для изделий, управляющихся по радио.

A23 и A27

A27. Это щелочная батарея (по классификации IEC — 8LR732) на 12 v размером 8х28,2 мм. Обычно состоит из 8 элементов LR632, соединенных последовательно. Применяется для изделий, управляющихся по радио, электрозажигалках и электронных сигаретах.

Широкое распространение в различных устройствах также имеют плоские батареи на 4,5 и 9 вольт.

3336. По стандартам IEC обозначаются 3LR12 (щелочные), 3R12 (солевые) В обиходе имеют название «квадратные». Они выпускаются с 1901 года для фонариков. Имеют напряжение 4,5 вольта, емкость от 1200 до 6100 мАч, размер 67х62х22 мм. Конструктивно представляют собой 3 последовательно соединенных элемента R12, объединенных в одном корпусе.

Большое обилие источников питания, имеющихся в продаже, позволяет с легкостью подобрать необходимую батарейку для каждого конкретного случая. При этом лучше ориентироваться на известные бренды, которые выпускают продукцию хорошего качества, стоящую потраченных денег.

Если Вы обнаружили, что какой-то батарейки не хватает, то напишите пожалуйста ее маркировку в комментариях и мы ее обязвтельно добавим.

Современная промышленность выпускает разные виды батареек. Они отличаются друг от друга формой, напряжением, емкостью, маркировкой, типом, расположением контактов, эксплуатационными условиями и электролитом. Производством гальванических элементов занимаются разные компании. Среди них есть как отечественные, так и зарубежные.

Вообще батарейкой называется 2 и более элементов питания, объединенных в один источник тока. Если он 1, то это уже называется иначе.

Виды батареек и их характеристики

В повседневной жизни кроме обычных батареек можно встретить еще и аккумуляторные виды идентичные первым. Да, они будут служить дольше, но и стоят такие элементы дороже. В этой статье на них мы останавливаться не будем, а рассмотрим обычные типы батареек.

Классификация батареек

Упорядочить энергетические источники можно по нескольким критериям:

  • Химическому составу.
  • Типоразмеру

По химическому составу

Ниже вашему вниманию будут представлены батареи по типу электролита. Самыми известными считаются два первых вида.

Солевые

В основе электролита у такой батарейки лежит хлорид амония или цинка. Минусовой вывод, занимающий большую площадь цилиндрического элемента создается из Zn. Такие элементы имеют угольный стержень, который обработан специальным составом.

Иногда можно встретить что электроды подобных батареек изготовлены из оксида марганца. Данные элементы имеют самую низкую стоимость среди всех остальных. Используются в китайских будильниках, пультах для ТВ, компьютерных мышках и другой мелкой технике. Идеально подходят для приборов с низким потреблением тока.

Основные особенности:

  1. Нельзя заряжать.
  2. На морозе могут не работать.
  3. Быстро садятся.
  4. При долгой работе может дать течь.
  5. Стоят дешево!
  6. Хранятся 2 года.

Так же их именуют в народе как угольно-цинковые и цинк-карбоновые.

Щелочные или Алкалиновые

Такие Alkaline батарейки в качестве электролита используют гидроксид калия. Электроды созданы из того же материала, как и у предыдущего типа. То есть из двуокиси марганца и порошкообразного цинка. Зачастую такие элементы питания можно встретить в планшетах, телефонах, фотоаппаратах, игрушках, пультах и других устройствах.

Впервые эти гальванические элементы питания были выпущены фирмой Дюрасел в 1964 году. В качестве электролита используется гидроксид калия.

Особенности:

  • Мощнее солевых.
  • Мало подвержены саморазряду.
  • Герметичны.
  • Стоят немного дороже предыдущих.
  • Большая масса.
  • Могут храниться до 5-10 лет.
  • Работают в отрицательных температурах до -20 C 0

Некоторые из щелочных батареек можно заряжать, но стоить они будут в разы дороже.

Более детальнее об этом типе батареек можете прочитать здесь!

Литьевые

Это новый вид батареек появившийся совсем недавно. Они считаются самыми лучшими по сравнению с выше описанными. Эти элементы питания следует брать для приборов с высоким потреблением энергии, например, для фотоаппаратов, фонариков, игрушек.

Анод таких батарей выполнен из диоксида марганца, а катод из литий. Электролит является органическим.

Особенности:

  1. Повышенная емкость.
  2. Не высокий саморазряд.
  3. Срок хранения 10-12 лет.
  4. Работают при температурах от -40 градусов.
  5. Высокая стоимость.

Из литьевых энергетических источников можно выделить несколько подвидов.

Йодно-литиевые

В них используется йод как окислитель. Литий же в них является восстановителем. В результате таких особенностей они способны долгое время хранить заряд. Они медленно разряжаются и достаточно мощные. Поэтому было принято решение использовать их в кардиостимуляторах.

Литьевые батарейки с твердыми катодами

Здесь катод выполнен из лития, а анод из сульфидов и оксидов металлов. В качестве электролита здесь служат растворы солей. Напряжение находиться на уровне 1.5 вольт.

Способны отлично функционировать в разных диапазонах температур. Имеют высокую емкость и по сравнению со всеми остальными являются очень дорогостоящими.

С жидкими окислителями

Используется диоксид серы, который погружен в густую жидкость тионилхлорида. Электролитом здесь выступает бромид лития. Углероды являются катодами. Они намазываются на пластину из алюминия, нержавеющей стали или никеля.

Если устройство потребляет много энергии, то батарея разрядиться быстро. Это основной минус данного источника питания. Функционировать он может при температуре от -60 градусов. К отрицательной его черте можно отнести еще и цену, взрывоопасность. Иногда могут встречаться элементы такого типа с повышенной токсичностью. Используется в космической или военной отрасли.

Дополнительную информацию по литиевым батарейкам читайте здесь!

Серебряные элементы питания

Одни из самых дорогих источников энергии. Но зато их емкость примерно на 50% выше чем у литьевых и поэтому они проработают больше. Отлично справляются с работой в неблагоприятных погодных условиях.

Их катод выполнен из оксида серебра, а анод из цинка. В качестве электролита используется щелочной металл гидроксид. Обладают габаритной емкостью и напряжением до 1.55 вольт. Хранить такие элементы питания можно до 10 лет, так как саморазряд у них очень низкий. Могут использоваться при температуре до -30 градусов. Многие люди дали им название серебряно-цинковые.

Очень часто используются в часах, фотоаппаратуре и медицинской технике.

Воздушно-цинковые

Имеют сильную чувствительность к погодным условиям. Лучше использовать в помещение. В других же условиях воздух может поменять влажность и батареи перестанут работать. Основной положительной чертой является большое количество энергии. Связано это с тем что катод в этой батарейке не расходуемый. В качестве электролита используется гидроксид кальция.

Такие элементы на рынке можно встретить в двух вариациях:

  1. Кнопочные, таблеточные, плоские или дискообразные. Обладают небольшой емкостью. Используются часто.
  2. Призматические. Обладают повышенной емкостью до 1000 mAh.

Они являются экологически чистыми и очень часто применяются в медицине. Правда работают не так долго, как хотелось бы. Максимально могут проработать 1 месяц после вскрытия упаковки. Могут работать при температуре от -25 до +35 C 0 . Напряжение 1.2-1.4 вольт.

Если вы уже вскрыли упаковку и активировали данные элементы питания, то для герметизации придется все плотно заклеить. Так саморазряд уменьшиться. При таких условиях они смогут сохраниться еще до нескольких лет.

Ртутные

Это одни из самых ядовитых батареек, которые существуют на данный момент. Из-за своей токсичности они не стали популярными. Данные источники тока можно перезаряжать многократно. Емкость они быстро теряют из-за стекания жидкого металла в одну область.

Способны долго работать в плохих климатических условиях.

Это типы батареек по составу.

Классификация батареек по типоразмеру

Как известно многие элементы питания имеют разную форму. Специально поэтому была разработана маркировка батареек согласно их виду. Имеется европейская и американская классификация.

Ниже приведена таблица в которой отображаются источники энергии по типоразмеру. Она поможет определить тип батарейки.

Американская маркировка Народная маркировка Кодированные обозначения По типу Ширина в мм Высота в мм Емкость в mAh.
А нет LR23R23 Щелочная Солевая 17 50 Не известно
АА Пальчиковая FR6LR6R6 Литиевая Щелочная Солевая 14.5 50.5 1100 – 3500
ААА Мизинчиковая LR03FR03R03 Щелочная Литиевая Солевая 10.5 44.5 540 – 1300
АААА Маленькая мизинчиковая LR8D425 Щелочная 8.3 42.5 625
В LR12 Щелочная 21.5 60 8350
С Средняя 26.2 50 3800 – 8000
D Большая, круглая LR14 R14 Щелочная Солевая 34.2 61.5 8000 – 19500
F LR20R20 Щелочная Солевая 33 91 неизвестно
N LR1R1 Щелочная Солевая 12 30.2 1000
½ AA R14250 Солевая 14.5 25
R10 21.5 37.3 1800
PP 3 Крона 1604, 6F22, 6R611604A, 6LF22, 6LR61, MN1604, MX1604 Солевая Щелочная 26.5 48.5 150 – 1000
А 23 Мини мизинчиковая ANSI-1181A, 8LR23, 8LR932, GP23A, E23A, LRV08, MN21, V23GA 10.5 28.9 40

На этикетке элемента питания можно заметить американскую маркировку. Так же там указывают из чего она состоит, а также проставляют дату. Значение L на батарейке указывает на то, что она щелочная. Размеры от указанных могут слегка отличаться. Например, если батарея находится в плотной этикетке, то ее габариты будут на 1-3 мм больше. Такую оболочку производитель ставит чтобы защитить источник энергии от погодных условий и ударов при падении.

Стандартные обозначения по IEC
Обозначение Тип энергетического источника
PR Воздушно цинковые
R Солевые
CR Литиевые
SR Серебряные
LR Щелочные

Таким образом виды гальванических элементов могут быть разными.

Таблеточные виды батареек

Данные виды источников питания могут называть плоскими, сплюснутыми, дисковыми, кнопками и т.д. Они бывают разными по химическому составу. В действительности их очень много и на нашем сайте batareykaa.ru вы сможете отыскать более 80% всех их видов. Ниже приводим самые основные их представители.

  • Воздушно-цинковые PR элементы типоразмеров 5, 10, 13, 312, 630 и 675 на 1,2 V.
  • Литиевые батареи CR с типоразмерами от 927 и до 3032 (где первые одна или две цифры – диаметр в миллиметрах, а последние две цифры – толщина, в десятых, долях миллиметра) на 3 V.
  • Дискообразные элементы питания SR с размерами от 41 до 932 с оксидом серебра для часов на 1.55 V.
  • Таблетки LR размера 43, 54, 44 на 1.5 вольт. Используются в калькуляторах, часах и других устройствах.

Краткое описание популярных видов батареек

Самыми популярными на сегодняшний день являются батарейки, выполненные в виде цилиндра. Итак, сейчас сделаем краткий обзор именно на них.

Очень популярная. Имеет вольтаж 1.5. Габариты 14,5х50,5 мм. Щелочные маркируются как LR6, а угольно-цинковые как R6 и FR6 литиевые. Народ им дал название пальчиковые потому что они примерно похожи на пальцы рук.

Имеют размер 10,5х44,5 мм. Напряжение 1.5 вольт. Щелочные обозначаются как LR03, а другие типы как R03, FR03 и т.д. Народ окрестил их мезинчиковыми из-за сходства в плане размера с мизинцем.

Маркируются как R14 и LR14. Напряжение 1.5 вольт. Могут быть щелочными и солевыми. Есть люди, которые именуют их «Средними». Габариты 26,2х50 мм. Имеют длину почти как у пальчиковых.

Именуются как LR20 – это щелочные. Солевые обозначаются как R20. Параметры 34,2х61,5 мм. Емкость 8000 – 12 000 mAh. Многие их называют круглыми бочонками, бочками или просто большими. Производством занялись 1898 году. И они считают первыми элементами питания на 1.5 вольт. Тогда их выпускали для фонариков. Ну а сейчас используют в радиоприемниках, магнитофонах, часах и т.д.

Бывают солевыми и маркируются как 6F22 и щелочными с обозначением 6LR61. Так же можно встретить литьевые элементы данного формата. Они именуются как 6KR61. Иное всем знакомое название — это «Крона».

Габариты 48,5х26,5х17,5 мм. Емкость у щелочных может доходить до 1200 mAh и у солевых до 400. Вольтаж 9 V. По сути это соединение последовательно нескольких плоских, сплющенных элементов питания на 1.5 вольт. Обычно их 6 или 3 шутки.

Необычные типы батареек

A.

Имеют форму цилиндра. Относятся к щелочному типу. Напряжение 1.5 вольт. По маркеровке IEC носят название R23. Габариты 17 на 50 мм. Раньше использовались в нестандартных устройствах и стареньких компьютерах. На данный момент их практически не найти.

AAAA.

Именуются как LR61. Являются очень миниатюрными щелочными элементами питания цилиндрической формы. Напряжение 1.5 V. Габариты 8,3 на 42.5 мм. Такие длинные батарейки используют в фотоаппаратах, фонариках, мощных стилусах, лазерных указках, глюкометрах.

B.

Являются солевыми и маркируются как R12. Есть так же щелочные с обозначением LR12. Выполнены в виде цилиндрической формы. Размер 21,5х60 мм. Напряжение 1.5 вольт. Часто используют в осветительных установках.

F.

Имеют напряжение 1.5 V. Именуются как L25 и LR25. Производители выпускают солевые элементы с энергетической емкостью от 10,5 mAh и щелочные до 26 mAh. Габариты 33х91 мм.

N.

Маркируются как R1 и LR1. Емкость 400-1000 мАч. Напряжение 1.5 V. Габариты 12х30,2 мм.

1/2AA.

Имеют обозначение CR14250. Тип Li‑MnO2 (литий-диоксид марганцевые). Вольтаж 3,6 V. Li‑SOCl2 (литий-тионил хлоридные) маркируются как ER14250. Параметры 14х25 мм.

R10.

Вольтаж 1.5 вольт. Производство запущено еще в Советском Союзе. Имеют по мимо основные маркировки еще и как 332. Размер 21 на 37 мм. На данный момент их производство снижено.

Есть схожие батареи, имеющие внутри 2 элемента R10. Такой источник тока имеет маркировку 2R10 и габариты 21,8х74,6 мм. Его вольтаж равен 3 V. Именуются он как Duplex.

A23.

Имеет повышенное напряжение 12 v. Ее габариты равны 10,3х28,5 мм. По типу она щелочная. По стандарту IEC маркируется как 8LR932. При вскрытии обнаруживается обычно 8 батареек типа LR932 соединенных друг за другом. Используется чаще всего в пультах ДУ и игрушках.

A27.

Стандарт IEC — 8LR732. Тип щелочной. Размеры 8х28,2 мм. Вольтаж 12 V. Так же, как и предыдущая имеет внутри последовательное соединение восьми батарей типа LR632. Требуется для радио пультов, зажигалок, сигарет, работающих от электричества.

3336.

Маркируется по IEC как 3LR12 и имеет щелочной тип. А 3R12 является солевой. Люди называют их квадратными так как у них прямоугольная форма. Производят подобные источники тока с 1901 года. Тогда они использовались только в фонариках. Через некоторое время их стали применять в радиоприемниках, датчиках влажности, игрушках и других устройствах. Напряжение у них 4.5 вольт. Энергоемкость 1200 – 6100 mAh. Габариты 67х62х22.

По сути это три соединенных последовательно пальчиковых батарейки R12.

На данный момент в продаже имеются разные виды батареек. Поэтому вы без труда сможете подобрать нужную именно вам! Лучше всего брать элементы питания уже проверенные временем. Либо же приобретать источники тока от известной компании.

Производители батареек

Создаются элементы питания разными компаниями как зарубежными, так и отечественными. Каждая фирма старается произвести батареи высокого качества. Ведь от этого зависит ее репутация.

Отечественные производители батареек в России

Ниже будут представлены основные фирмы работающие в этом направлении.

Зарубежные производители

Заграничных фирм гораздо больше чем Российских.

Таким образом из этой статьи становиться понятно какие разновидности батареек существуют.

Чем литиевая батарейка отличается от солевой или щелочной? Какая лучше? Об этом и других особенностях батареек — в нашей статье.

Какие батарейки лучше — алкалиновые или солевые? Ни те и не другие. В этой статье мы разберемся в химическом составе и типоразмерах батареек, которые используются в бытовой электронике. Читайте нашу шпаргалку по этим двум вопросам.

Виды батареек по химическому составу

В быту «батарейками» называют гальванические элементы, которые создают электрический ток за счет химической реакции. Гальванические элементы производят электрическую энергию благодаря реакциям между двумя металлами в растворе электролита. Один металл является «минусом», другой «плюсом». Между ними протекает реакция окисления (на «минусе») и восстановления (на «плюсе»), за счет которой и возникает ток.

Традиционно с химической точки зрения батарейки разделяют на виды в зависимости от того, какие металлы или какой тип электролита в них используется.

Солевые батарейки

Это старейший тип батареек, разработанный компанией Eveready еще в 20-х годах прошлого века. В качестве «минуса» в нем используется цинк, а в качестве «плюса» — двуокись марганца. Электролит, который обеспечивает протекание реакции — хлорид аммония. Это соль, поэтому батарейка называется солевой.

Солевые батарейки имеют международную маркировку R. Такие батарейки подходят для устройств, не требующих большой мощности питания: детских игрушек, пультов ДУ для телевизоров, часов, ручных фонариков, небольших радиоприемников.

Преимущества

дешевизна
маленький вес
возможность возобновить работу батарейки после разряда

Недостатки

невысокая выработка тока
не работают при минусовых температурах
небольшой срок хранения
проблемы с герметичностью
и быстрая разрядка при неиспользовании

Щелочные батарейки

Щелочные батарейки также называются алкалиновыми (от французского alcaline — щелочной). Они также состоят из марганца и цинка, но в качестве электролита, в котором протекает реакция, в них используется гидроксид калия. Это щелочь, поэтому у батарейки такое название.

Щелочная батарейка маркируется буквами LR. Эти батарейки подходят для устройств со средним и высоким потреблением тока, таких как ручные прожекторы, плееры и диктофоны, фотоаппараты.

Преимущества

большая емкость, чем у солевых
могут работать при низких температурах
герметичны
малая скорость саморазряда — могут храниться до 7 лет

Недостатки

цена чуть выше
более тяжелый вес
одноразовые — после выработки заряда использоваться больше не могут

Ртутные батарейки

В этих батарейках в качестве «минуса» служит цинк, а «плюса» — оксид ртути. Они разделяются слоем электролита, в роли которого выступает 45% раствор щелочи (гидроксид калия, как и в алкалиновых).

Ртутные батарейки в наше время используются очень редко из-за общеизвестного факта: ртуть токсична. Однако еще в недалеком прошлом они активно применялись в электронных часах, весах, медицинской технике — слуховых аппаратах, кардиостимуляторах.

Преимущества

стабильность напряжения
большая ёмкость
высокая энергоплотность
стойкость к перепаду температур
долгое время хранения

Недостатки

ядовитость ртути при нарушении герметичности
дороговизна
сложность утилизации

Серебряные батарейки

Есть и такие. В них роль «минуса» опять играет цинк, а роль «плюса» — оксид серебра. Реакция с выделением электрического тока протекает при помощи щелочного электролита — гидроксида калия или натрия.

Международная маркировка серебряной батарейки — SR. Используются они в тех же сферах, что и ртутные, и по достоинствам и недостаткам практически им аналогичны. Главное преимущество серебряных батареек перед ртутными — безопасность: серебро нетоксично, и при нарушении герметичности корпуса нет риска отравления. Главный минус — серебряные батарейки дороже всех остальных видов батареек.

Литиевые батарейки

Наконец, последний тип батареек — литиевый. У этих батареек в качестве «плюса» используется литий, а вот «минус» и электролит могут быть представлены различными веществами: диоксид марганца, монофторид углерода, пирит, тионилхлорид и другие.

Литиевые батарейки могут использоваться в разной портативной электронике и имеют маркировку CR. Они объединяют в себе все преимущества предыдущих типов и, по факту, являются самым хорошим гальваническим элементом питания. Но по сравнению с щелочными и солевыми элементами литиевые батарейки дороговаты (хотя в зависимости от используемых веществ цена может сильно различаться). Поэтому первые тоже выпускаются в большем количестве для бюджетного сегмента.

Преимущества

легкость
долгое время хранения (до 12 лет)
термическая стойкость
стабильное напряжение
высокая энергоплотность и энергоемкость

Недостатки

Как видите, литиевые батарейки — это единственный тип, у которого достоинства решительно перевешивают недостатки. Поэтому рекомендуем попробовать:

Виды батареек по размерам

Батарейки с одним и тем же химическим составом могут иметь разный размер и форму (типоразмер). Мы составили для вас таблицу-шпаргалку по типоразмерам батареек, чтобы вы точно разобрались, батарейки AA и AAA — это пальчиковые и мизинчиковые?

Цилиндрические батарейки

Типоразмер Бытовое название Ширина, мм Высота, мм Возможный химический состав Внешний вид
A (23) Мини-мизинчиковая 10,5 28,9 Солевые, щелочные
AA (03) Пальчиковая 14,5 50,5 Солевые, щелочные, литиевые
ААА (6) Мизинчиковая 10,5 44,5 Солевые, щелочные, литиевые
AAAA (40) Маленькая мизинчиковая 8,3 42,5 Солевые, щелочные
С (14) Средняя 26,2 50 Солевые, щелочные
D (20) Большая 34,2 61,5 Солевые, щелочные
РР3 Крона 26,5 48,5 Солевые, щелочные, литиевые

Замена отжившей цилиндрической батарейки, таким образом, не представляет особой трудности. Достаточно сопоставить маркировку химического состава и типоразмера — и она должна быть представлена на корпусе нужной вам батарейки. Например:

  • R23 — солевая A;
  • LR03 — щелочная AA;
  • СR6 — литиевая AAA.

А вот ртутные и серебряные элементы, как правило, представлены в круглом формате — ее в быту называют «таблеткой». Круглые батарейки имеют великое множество типоразмеров, не подчиняющихся единому стандарту.

На фото — многочисленные размеры круглых батареек.

Производители выпускают их такого размера, как им угодно, поэтому замена отжившей батарейки часто представляет заметную проблему. Впрочем, хорошо то, что использование таких элементов ограничено крайне узким кругом устройств. Наша рекомендация: прочтите маркировку на корпусе батарейки и поищите элементы с аналогичной маркировкой в интернете или ближайшем магазине.

Батарейки. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать

Батарейки являются одними из наиболее популярных и распространенных источников питания. Их часто применяют для различной электроники и мелкой техники. Это разнообразные игрушки, ручные часы, дистанционные устройства, фонари, электронные весы, бритвы, небольшие устройства с моторчиком. Потребность в этих источниках питания постоянная, поэтому в магазинах их можно встретить практически повсеместно.

Большую часть этих источников питания нельзя перезарядить, они не вечны и через некоторое время разряжаются. Но при этом один вид батареек может служить на порядок дольше, чем другие виды. Естественно, что стоят они несколько дороже. Также необходимо учитывать, что некоторые источники питания плохо держат напряжение, могут течь и даже портить электронику и другую технику. Чтобы выбрать правильные источники питания, необходимо знать их особенности и учитывать нюансы их использования.

Виды

Батарейки имеют пять основных видов. Во многом это зависит тем, какие материалы применяются при их производстве. В особенности это касается их активных компонентов, в частности электролита, катода и анода.

Можно выделить следующие виды элементов питания:
  • Солевые.
  • Щелочные.
  • Серебряные.
  • Ртутные.
  • Литиевые.
Особенности, плюсы и минусы

Солевые источники питания. К примеру, это Duracell и Energizer из США, «Орион» из России, Toshiba из Японии. К преимуществам таких элементов относится невысокая цена. Однако у них имеются существенные минусы — небольшая емкость заряда.

Щелочные или так называемые алкалайновые источники питания. В данном случае применяется щелочной электролит. Создателем данных элементов была фирма Duracell. Электрод здесь выполнен из двуокиси марганца и цинка, при этом в виде электролита применяется гидроксид калия. Данные источники питания особенно популярны среди создателей электроники. В большей части случаев на корпусе щелочного элемента питания пишется название «ALKALINE».

К преимуществам таких элементов относится существенный срок действия. При эксплуатации напряжение на электродах изменяется меньше. Минусом будет высокая цена, которая превосходит стоимость солевых элементов.

Серебряные. Электролитом в данном случае является гидроксид калия либо гидроксид натрия. Эксплуатационные свойства этих устройств во многом схожи с ртутными элементами. К их преимуществам относятся значительное время хранения, плотность энергии, постоянное напряжение, отсутствие токсичности, большая емкость на единицу массы. Среди минусов можно назвать достаточно высокую цену.

Ртутные. Здесь анодом выступает цинк, а катодом — оксид ртути. Их разделяют сепараторный элемент и диафрагма, которые пропитаны электролитным составом, выполненного из адсорбентированного гидроксида калия. Необходимо отметить, что ртутный элемент на цинковой основе может действовать как аккумуляторное устройство, но его емкость будет постепенно снижаться от заряда к разряду. Вызвано это слипанием ртути при разряде, а также увеличением дендритов цинка во время заряда.

К преимуществам этих элементов питания можно отнести постоянство напряжения, емкость и энергоплотность. Однако их цена достаточна высока, а ртуть токсична. Поэтому при их использовании нельзя нарушать герметичность корпуса устройства.

Литиевые источники питания. Здесь используется литиевый катод, а также органический электролит. Такие элементы выделяются значительным сроком хранения, работоспособностью при различных температурах, плотностью энергии. К минусам следует отнести сравнительно высокую цену.

Батарейки можно классифицировать по форме и размерам. В большей части случаев их разделяют по американскому стандарту, которая признана и применяется в большинстве стран мира. Вместе со стандартом США используются и другие классификации в виде международных систем ANSI, IEK, а также ГОСТ. Они могут различаться по диаметру и иным габаритам, химсоставу, емкостным параметрам и напряжению.

Типы
  • Пальчиковые либо AA.
  • Мизинчиковые либо AAA.
  • Четыре А, либо AAAA.
  • Дюймовочка, либо C.
  • Бочка, либо D.
  • Квадратная.
  • Крона, либо PP3.
  • Миниатюрные источники питания.
Устройство

Конструктивно щелочной элемент имеет общее строение с солевым. Однако главные части в нем располагаются в обратном порядке. Анод выполнен из цинка, который пропитан электролитом из щелочи. Сепаратор отделяет анод от общей электролитной массы. Вывод с «плюсом» сделан из стального никелированного элемента, вывод с «минусом» изготавливается в виде тарелки из стали.

Чтобы не было замыкания, оболочка изолируется. Прокладка удерживает газы, которые образуются во время работы. Камера сбора газов в данном элементе питания небольшая, так как газы здесь образуются в небольшом количестве. Предохранительная мембрана защищает от взрыва элемента питания в случае неправильной эксплуатации, к примеру, в случае короткого замыкания. Если долго и неправильно использовать элемент питания, то мембрана может порваться, вследствие чего может произойти разгерметизация. В итоге вытечет электролит.

Принцип действия

Все батарейки имеют положительный и отрицательный полюс, а также электролит. Все эти три элемента являются основой источника питания. Электроток идет от анода к катоду, однако между ними должна иметься нагрузка в виде диода или лампочки. Катод выступает в качестве восстановителя, то есть он запитывается электронами от анода. Электролит является средой, где движутся ионы, образующиеся в результате химреакции.

В процессе химреакции происходит разрушение электродов, в том числе появление новых веществ. Это приводит к тому, что емкость падает и уже невозможно использовать элемент питания по-прежнему.

Применение

Солевые батарейки применяются в часах, фонарях, где небольшое потребление электротока, в разнообразных игрушках, а также пультах дистанционного управления.

Щелочные применяются в устройствах, где требуется высокое потребление электротока, к примеру, фотоаппараты с вспышкой, видеокамеры, магнитофоны, игрушки с моторчиком, а также иные устройства.

Серебряные применяются в калькуляторах, наручных часах, различных электрических инструментах, слуховых аппаратах.

Литиевые элементы питания применяются в фотоаппаратах, мобильниках, электронных книжках, пультах дистанционного управления, устройствах, которые требуют постоянного и надежного потребления электротока.

Как выбрать батарейки
  • Батарейки следует выбирать с умом. Для начала нужно определиться с видом техники, ведь разное оборудование потребляет различное количество энергии. Вследствие этого солевые элементы питания, к примеру, подойдут для дистанционного пульта управления, а для фотокамеры не подойдут. Поэтому необходимо учитывать мощность и тип источника питания
  • Присмотритесь к типу электролита. Оборудованию со слабой мощностью вполне достаточно угольно-цинковых или солевых элементов питания. Для приборов средней мощности подойдут щелочные устройства. Для оборудования высокой мощности необходимо выбирать литиевые или серебряные элементы питания.
  • Нельзя обходить вниманием стоимость данных устройств. Серебряные, литиевые и щелочные элементы питания выделяются высокой стоимостью, однако они могут работать длительное время. При правильной их эксплуатации они могут окупить себя несколько раз, тогда как солевые батарейки буквально за короткое время будут выходить из строя.

  • Также следует присмотреться к упаковке и производителю элементов питания. В большинстве случаев изготовители всегда маркируют корпус элементов питания, чтобы покупатель мог определить тип электролита.
  • При подборе элемента питания необходимо учитывать, что при различных нагрузках он будет вести себя совершенно по-разному. К тому же на функциональность будет влиять окружающая среда. Так зимой, но холоде будет ухудшаться электропроводность электролита, вследствие чего будет снижаться и его емкость.
  • Необходимо учитывать тот факт, что при длительном хранении элементов питания они могут терять порядка 30% начальной емкости. Поэтому рекомендуется внимательно присмотреться к дате производства. Следует знать, что отечественные изготовители маркируют дату изготовления, а иностранные производители указывают последнюю дату использования батарейки.
  • Необходимо тщательно осмотреть элементы устройства, чтобы убедиться в отсутствии дефектов, которые могут уменьшить эффективность эксплуатации.
  • Подбирая источники питания для конкретного прибора, необходимо учитывать размеры посадочного пространства под них, оно может быть различным. К примеру, для пульта дистанционного управления будут нужны мизинчиковые батарейки, а для какого-нибудь плеера придется приобретать пальчиковые элементы питания. Для электронных весов, слухового аппарата или другого небольшого прибора потребуется купить таблеточные элементы питания. При этом необходимо учитывать маркировку, толщину и диаметр «таблетки», чтобы она подошла для конкретного прибора.
Похожие темы:

Виды батареек и их характеристики

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.

История создания

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.

Виды

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).

Солевые

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.

Щелочные, или алкалиновые

Алкалиновые батарейки появились в 1964 году, а выпустила их фирма «Дюраселл». Электролитом выступает щелочь – гидроксид калия (КОН), отсюда и название у данного элемента питания. Щелочные аккумуляторы имеют большую мощность, нежели их солевые аналоги, они более герметичны (а значит меньше риск протекания), почти не подвержены саморазряду.

Их легко отличить от других – на упаковке присутствует надпись ALKALINE. Применяют их в детских игрушках, пультах ДУ, радио и ночниках. Недостатками считается большая масса и высокая стоимость.

Ртутные батарейки

Не получили широкого распространения из-за высокой стоимости и повышенной токсичности. Ведь они могут протечь, а ртуть опасна для человека. Но такой гальванический элемент можно перезаряжать несколько раз. Хотя со временем теряется его емкость — за счет того, что ртуть стекает и собирается каплями внутри батареи.

Достоинствами данных изделий можно назвать хорошую бесперебойную работу в суровых атмосферных условиях, длительный срок годности.

Серебряные

Работают по аналогии с ртутными аккумуляторами. Недостаток только один – очень высокая стоимость. Но при этом у них емкость на 30-50% больше, чем у литиевых батареек. Серебряные элементы питания хорошо работают при высоких и низких температурах, обладают длительным сроком службы.

Литиевые

Появились сравнительно недавно. Обладают большим сроком службы и хранения, герметичны, работают в суровых условиях, их можно перезаряжать. На данный момент это самые лучшие аккумуляторы на рынке, хотя их стоимость нельзя назвать низкой. Подходят для приборов с повышенным энергопотреблением: портативных колонок, фонарей, детских игрушек со звуковым сопровождением.

Типы батареек по размеру

Можно заметить, что размеры батареек тоже разные. По форме они бывают цилиндрическими и дисковыми. Первый вид более распространен. Существует классификация американская и европейская, которая нам привычнее.

В таблице приведем соотношение маркировки к диаметру, типу и виду батарей:

Название по американской номенклатуре Обиходное название Высота изделия в мм Ширина изделия в мм
А23 Мини-мизинчиковая 28,9 10,5
АА Пальчиковые. Широко применяются во многих приборах. Форма – цилиндрическая, тонкая. Возможна маркировка L – это значит, что элемент питания является щелочным 50,5 14,5
ААА Мизинчиковая. Тонкая, цилиндрическая батарея, по размерам меньше пальчиковой, но используется в таких же устройствах (игрушки, фонари, часы) 44,5 10,5
АААА Маленькая мизинчиковая. Очень редко встречается 42,5 8,3
С Средняя. На данный момент редко используется. Цилиндрическая 50 26,2
D Большая. В настоящее время мало применяется. Цилиндрическая, имеет вид бочонка 61,5 34,2
РР3 Крона. Обладает самым высоким напряжением в 9V, квадратная. На данный момент почти не используется 48,5 26,5

В зависимости от маркировки и номера на аккумуляторе можно с точностью сказать, подойдет вам этот элемент питания или нет. На большинстве указан состав электролита, то есть производитель не скрывает, солевая или щелочная это батарейка.

Размеры могут незначительно варьироваться на 1-2 мм. Это связано с тем, что изготовитель может поместить элемент питания в специальную защитную оболочку. Она защищает аккумулятор от последствий падений, негативных атмосферных явлений. На такой оболочке компании пишут основные данные, свою рекламу.

Существует еще особый вид батареек, который применяется в мелкой бытовой технике – дисковые, или таблеточные. Их тоже можно классифицировать в зависимости от модели, типа и размера.  В основном они все литиевые и обладают напряжением 3V (CR2016, CR2450).

Как выбрать батарейку

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:

  1. Вид элемента питания. Если вам нужна батарейка для часов, возможно, стоит обойтись дешевой солевой. Но если вы не хотите ее менять каждые полгода, то берите щелочную. В мощные приборы приобретайте литиевые элементы питания.
  2. Срок годности. Все батарейки склонны к саморазряду, только у солевых это сильно заметно, а у других видов — нет. В любом случае, если вы купите аккумулятор со свежим сроком изготовления, то и прослужит он дольше.
  3. Нужное вам напряжение. Дисковые гальванические элементы способны выдавать от 1,5 до 3 V. Этого достаточно для бесперебойной работы наручных часов или маленького карманного фонарика. Пальчиковые же способны создавать напряжение 4-6 V.
  4. Фирму-производителя. Иногда лучше заплатить за бренд, чем чинить устройство из-за потекшего элемента питания. К тому же, многие компании дают гарантию на свою продукцию. В таком случае не выбрасывайте чек с датой и упаковку.

На некоторых элементах питания стоит пометка «rechargable»: значит, их можно подзарядить с помощью зарядного устройства для батареек.

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.

по химическому составу, размеру, маркировка и как выбрать

Обзоры

Все виды батареек являются автономными источниками питания для приборов, работающих от электрического тока. Выработка энергии в них происходит за счет реакции химических компонентов. Большинство таких элементов питания одноразовые, но существуют и аккумуляторы, которые можно неоднократно подзаряжать и использовать повторно.

Виды батареек.

История создания батареек

Джорджес Лекланше является создателей первого прототипа.

Распространение батарейка получила после 1920 г. Однако создали ее намного раньше. Возникла потребность повышения автономности разработанных в тот период электронных приборов. Считается, что первый прототип создал Джорджес Лекланше в 1867 г. Он отличался большими размерами и мало напоминал представленные сейчас на рынке батарейки.

Массовый выпуск продукта наладила компания Eveready, которая планировала продавать его владельцам радиоприемников. В дальнейшем они стали использоваться рабочими на предприятиях, мореплавателями и т.д.

Только в 1920 г. фирма Duracell стала массово выпускать элементы разных форм и размеров, что расширило возможности их применения. На протяжении всей истории этот продукт претерпел много изменений.

Батарейки стали компактными, но при этом увеличилась их емкость и срок службы, поэтому сейчас большинство электронных приборов работают на них.

Виды батареек по химическому составу

Принцип действия батареек одинаков вне зависимости от состава. Энергия в таких элементах вырабатывается при химической реакции металлов и электролита. На рынке представлены батарейки со следующими реагентами:

  • солевые;
  • серебряные;
  • литиевые;
  • ртутные;
  • щелочные.

Каждый вариант имеет свои преимущества и недостатки. На наличие того или иного типа реагента в элементе питания указывают специальные обозначения, присутствующие на этикетке. Маркировка распространенных разновидностей батареек по химическому составу представлена в следующей таблице.

Код Тип
R Солевая
LR Щелочная
CR Литиевая
SR Серебряная

Солевые

Анод изготавливается из диоксида марганца, а катод из цинка. При этом электролит содержит хлорид цинка и аммония. Солевые батарейки способны обеспечить напряжение в 1,5 V, но их емкость невелика. Эти элементы называются одноразовыми, т.к. повторной подзарядке они не подлежат. Они имеют не слишком хорошие эксплуатационные характеристики. Допускается их хранение на протяжении 2 лет. Солевые элементы не работают при минусовой температуре.

Солевые батарейки имеют небольшую емкость. 

Серебряные элементы

Катод изготавливается из оксида серебра, а анод из цинка. Электролитной составляющей выступает щелочь. Они могут храниться более 3 лет. Работают в условиях как низких, так и высоких температур. Такие элементы отличаются низкой токсичностью. Наиболее часто на рынке встречаются серебряные круглые батарейки в форме таблеток. Пальчиковые варианты почти не поступают в продажу из-за высокой цены.

Щелочные или алкалиновые

Электроды изготавливаются из диоксида марганца или цинка. Свое название они получили благодаря использованию в качестве электролита гидроксида калия. Такие элементы получили широкое распространение. Хранить их можно более 5 лет. При этом их цена невысока. Подобные элементы питания имеют большую емкость и могут сохранять работоспособность даже в условиях низких температур.

Щелочные батарейки можно хранить не больше 5 лет.

Ртутные батарейки

В подобных элементах анодом выступает цинк. Функцию катода выполняет окись ртути. Эти компоненты разделяются особой диафрагмой и сепаратором, пропитанным щелочным электролитом. Подобные элементы могут работать по принципу аккумулятора, но это приводит к постепенному снижению емкости. Это происходит из-за того, что ртуть образует капли внутри корпуса. Ртутные элементы дают постоянное напряжение. Они отличаются длительным периодом эксплуатации.

Литиевые

В таких элементах анод выполняется из диоксида марганца. Катод изготавливается из лития. Их напряжение составляет 3 V. Емкость большая, но при этом относительно невелик самозаряд. Благодаря этому срок хранения достигает 10-12 лет. Такие элементы могут работать при температуре -40 °C. Они относительно безопасны для окружающей среды. Единственным их явным недостатком выступает высокая цена.

Литиевые батарейки можно хранить 10-12 лет.

Типы батареек по размеру и форме

По форме батарейки делятся на 3 большие категории: дисковые, квадратные и цилиндрические. Наибольшее распространение получили цилиндрические варианты. В следующей таблице представлены их маркировка по американской классификации, обиходное название и размеры.

Классификационный код Обиходное наименование и применение Высота в мм Ширина в мм
А23 Минимизинчиковая. Устанавливается в небольших электроприборах, в т.ч. настольных часах, датчиках движения и т.д. 28,9 10,5
АА Это классические пальчиковые батарейки, которые устанавливают в кухонных весах, настенных часах, игрушках, фонариках и т.д. Подобные элементы крайне распространены, т.к. отличаются долговечностью. 50,5 14,5
ААА Стандартные минипальчиковые батарейки, применяющиеся в небольших приборах, в т.ч. пультах, брелках, игрушках и т.д. 44,5 10,5
АААА Микропальчиковые батарейки. Встречаются они в продаже редко. Используются они для питания стилусов. 42,5 8,3
С Среднего размера элемент, который сейчас почти не применяется. Имеет форму цилиндра. 50 26,2
D Бочка. Отличается крупными размерами. Сейчас почти не используется, но раньше активно применялась в игрушках на пультах управления и мощных фонарях. 61,5 34,2
РРЗ Крона. Она имеет квадратную форму. Ее напряжение достигает 9 V. Применяется сейчас редко. 48,5 26,5

Батарейки, выпускающиеся в форме таблеток, имеют собственную классификацию. Литиевые элементы имеют маркировку CR. При этом их размер указывается в числовом выражении от 927 до 3032. Первые 1 или 2 числа являются указателями диаметра в миллиметрах. Последние цифры кода являются показателями толщины. Такие элементы имеют заряд 3 V.

Щелочные варианты маркируются — LR. Они имеют размеры 43-45. Их напряжение 1,5 V. Серебряные элементы имеют размер от 42 до 932. Их напряжение 1,55 V. Часто их устанавливают в наручные часы.

Воздушно-цинковые элементы имеют указатель PR. Их размеры 5,10, 13, 312, 630 и 675. Напряжение составляет 1,2 V.

Как выбрать батарейку

Важно правильно оценить мощность прибора. Если батарейка нужна для настольных часов, можно поставить солевую или щелочную. Они будут работать долго. Для более мощных приборов следует подбирать литиевые варианты. Нужно учесть, в каких условиях будет работать прибор. Если он будет работать на улице, использовать солевые варианты нельзя. Лучше подойдут серебряные или литиевые варианты.

При покупке продукта необходимо обратить внимание на дату изготовления. Батарейки могут разряжаться, поэтому приобретать следует только недавно выпущенную продукцию. Просроченные элементы могут оказаться непригодными для использования. Таблетки лучше покупать на 1,5-3 V. Пальчиковые батарейки лучше брать с напряжением 3-6 V.

Следует приобретать продукцию популярных производителей, которые следят за ее качеством. Это снизит риск протекания элемента питания и порчи прибора. Производители, уверенные в качестве своей продукции, часто дают гарантию на нее, поэтому при быстром выходе из строя батарейки ее можно будет бесплатно заменить.

Мне нравитсяНе нравится

Типы и размеры элементов питания: какую выбрать батарейку.

Все знают, что есть батарейки пальчиковые и мизинчиковые. Еще бывают «для часов». Если на этом ваши познания пока завершаются, то я расскажу вам о других типах батареек, а так же о том, какие разновидности пальчиковых и мизинчиковых батареек существуют и какие когда следует выбирать. Проще говоря, я немного расскажу о выборе батареек.

Начну с пальчиковых. Прозвали их так потому, что их диаметр где-то близок к толщине среднестатистического человеческого пальца. Более официальное их название AA или R6/LR6 (последние два не являются взаимозаменяемыми, дальше объясню почему). Такие батарейки используют в целой куче всяких устройств: от фотоаппаратов, до настенных часов и пультов управления. Казалось бы о чем тут рассуждать: видишь на крышке устройства заветные буквы АА и вперед в магазин. Однако в магазине обнаруживается, что даже батарейки АА одного производителя отличаются какими-то «непонятными» надписями, а главное различаются по цене если не на порядок, то в разы уж точно! И это, извините за каламбур, создает в голове покупателя полный непорядок. Итак, основными устройствами использующими пальчиковые батарейки являются: пульты дистанционного управления, настенные часы, фонари, фотоаппараты, игрушки, в том числе разные ездящие штуки на радиоуправлении. С другой стороны батарейки бывают солевыми и щелочными. Прежде чем ответить на вопрос, что куда покупать, следует, наверное, пояснить как отличить один тип от других. Потому что разные производители пишут самые разные надписи. Самым надежным способом будет запомнить обозначения: R6 – солевые батарейки и LR6 – щелочные. То есть буква L – это верный признак щелочной батарейки, а R6 — это и значит пальчиковая. Кроме того на солевых могут быть надписи: Long Life и Heavy duty (или даже Super heavy duty) , а на щелочных Alkaline (то есть «щелочная» по-английски), а также еще разные индексы и рекламные надписи. А вот R6 или LR6 будет написано обязательно и не даст ввести вас в заблуждение, поэтому это обозначение и стоит запомнить хорошенько.

Соответственно, раз батарейки наши разделены на два вида, то и использующие их устройства нам необходимо разделить на две части, вот они:

1. Cолевые батарейки ставят в пульты, настенные часы и прочие малопотребляющие «прибамбасы». Их малое потребление можно узнать из того, что они способны работать без замены батарейки многие месяцы. Покупать щелочные батарейки для таких устройств бессмысленно – вы заплатите гораздо больше денег, а прибавка во времени работы если и будет, то небольшая – щелочные батарейки имеют большой саморазряд и большая часть ваших денег уйдет на разогрев батарейки (впрочем, даже как отопительный прибор пользы она не даст – разогрев будет совершенно незаметный на глаз, то есть на ощупь).

2. Щелочные же батарейки нужно использовать в тех приборах, которым требуется высокий ток: фонарь, фотоаппарат, машинка на радиоуправлении, электробритва и много где еще. Хорошим признаком такого устройства является наличие внутри моторчика или яркой лампы. От некоторых солевых батареек такие устройства могут и вовсе не заработать, ведь им нужен большой ток, который солевые батарейки выдать не могут в силу своей природы.

Кроме того, есть устройства, для которых трудно сказать какие батарейки лучше – например, детские игрушки, которые не имеют мощных двигателей. Возможно от щелочных батарей такая игрушка проработают дольше, а возможно, что ребенок сломает ее или закинет в дальний угол еще задолго до того, как сядет дешевая солевая батерейка. Однозначный совет тут дать трудно. Можно только определенно сказать, что солевые батарейки с надписью Long life в таких случаях лучше не покупать, лучше купить те, на которых написано Heavy Duty.

Про мизинчиковые разговор будет короче: это те же АА только меньше, соответственно применяются по тем же принципам, только в более компактных устройствах. Они имеют обозначения AAA и R03/LR03 для солевых и щелочных соответственно. Заметили? Буков А больше, а цифра меньше. И сама батарейка меньше. Это необходимо запомнить.

Все, что верно для пальчиковых батареек, верно и для мизинчиковых. Кстати, если на вашем устройстве не написано, какие в нем используются батарейки (как вариант – вы потеряли крышечку, на которой была эта надпись), и нет ни одной батарейки под рукой, можете воспользоваться чайной ложкой. Если место для установки батарейки в длину примерно соответствует черпалу чайной ложки, то вам нужны мизинчиковые батарейки, а если заметно больше, то уже не обойтись без пальчиковых. Ну или можете использовать свой палец, если он у вас среднестатистический…

Теперь кратко рассмотрим, для чего нужны другие батарейки.

Крона, называемая также 9V и 6F22 (солевая) / 6LR61 (щелочная). Используются нынче редко. Я, например, навскидку, могу вспомнить только мультиметры, которые почти всегда именно ее и используют. И еще их используют в микронаушниках недобросовестные студенты…

Две похожие батарейки С (R14/LR14) и D (R20/LR20), которые можно назвать бочонками. Они больше пальчиковых, при этом в основном больше в диаметре, поэтому имеют характерные пропорции бочонка. C несколько меньше, а D больше. Когда-то широко использовались в разных переносных магнитофонах и приемниках, но нынче почти для всех устройств являются слишком большими, так что их применение свелось к редким фонарям и некоторым бытовым устройством. Например, у меня дома есть машинка для удаления катышков с батарейкой R14.

Все три названых выше типа батареек (Крона, С и D) лучше, пожалуй, покупать щелочные, если вы регулярно ими пользуетесь или если устройство мощное. Солевые имеет смысл покупать только для слабеньких устройств, которые вы используете достаточно редко. Никаких пультов ДУ и часов с такими батарейками, конечно, не бывает, и надписей long life на них вы сейчас не встретите.

Еще несколько типов более-менее распространенных батареек:

Батарейка CR2032 применяется в системных платах компьютеров, калькуляторах и пультах дистанционного управления. Она имеет характерную форму большого блинчика, но ее легко спутать с CR2025 того же диаметра, но несколько тоньше. А есть и еще более тонкие  CR2016. Будьте внимательны!

Батарейка AG13. Она же LR44 и 357. Похожа на часовую батарейку, такая же «таблетка», но несколько больше по размеру. Используется в детских игрушках, фонариках и других небольших устройствах. Как и с предыдущей батарейкой, необходимо быть внимательным – есть еще несколько батареек похожего размера!

Батарейки, используемые в брелоках автомобильных сигнализаций и других бесконтактных ключах A23 (MN21) и A27.  Иногда используются и более «экзотически»: например, у меня есть супер-компактный мультиметр работающий от батарейки A23.

«Часовые» батарейки. Похожи на CR2030 и AG13, но еще меньше. Не буду приводить конкретных наименований: их несколько, и при их выборе нужно точно запоминать (а лучше записывать!), какая именно применяется в ваших часах. Учтите, что они отличаются не только диаметром, но и толщиной.

В принципе, на этом батарейки, которые необходимо знать большинству людей заканчиваются. Можно разве что упомянуть про фото-батарейки CR2 и CR123A, известные только владельцам соответствующих фотоаппаратов, огромные 3R12, которые люди моего возраста помнят из своего глубокого детства как «планета»А также совершенно специфичные воздушно-цинковые элементы питания слуховых аппаратов и прочая экзотика.

Вы можете заметить, что за кадром остался такой важный вопрос, как выбор производителя. Лучше купить один дорогой Duracell  или две-три дешевых «Трофи» за те же деньги? Этот интересный вопрос оставим на сладкое: проведем эксперимент и будем размышлять. Но об этом в следующей статье.

19 различных типов батарей (подробная классификация батарей)

Типов батареек намного больше, чем AA, AAA и автомобильных. Фактически, аккумуляторные технологии стремительно развиваются. Узнайте о различных классификациях аккумуляторов и о том, что делает каждый тип (т. Е. Что они питают и как).

Батареи существуют уже очень давно и стали чрезвычайно важным и удобным устройством для подзарядки.По сути, батареи хранят химическую энергию, которая преобразуется в электрическую и заставляет работать другие устройства. По сути, батареи — это крошечные химические реакторы, которые производят энергичные электроны в качестве конечной реакции и протекают через подключенное устройство.

Батареи сегодня настолько распространены, что без них трудно представить современную жизнь. Однако батареи не всегда были «вездесущими». Считается, что в 1938 году директор Багдадского музея обнаружил «Багдадскую батарею» в подвале своего музея.Батарея в форме кувшина имела длину 5 дюймов (12,7 см) и состояла из железного стержня, заключенного в медь; При исследовании выяснилось, что эта необычная батарея датируется примерно 200 г. до н. э. С момента открытия специалисты воспроизводили модель различными способами, чтобы произвести электрический заряд. Эти багдадские батареи в основном использовались в религиозных или медицинских целях или для гальваники.

В 1749 году один из отцов-основателей Соединенных Штатов Бенджамин Франклин использовал термин «батарея», когда проводил электрические эксперименты с параллельными конденсаторами.Но только в 1800 году была изобретена первая настоящая батарея. Алессандро Вольта — итальянский физик — создал первую батарею, составив чередующиеся диски из цинка, картона и серебра. Этот набор различных элементов был назван «гальваническим элементом» и был первым устройством, выпускающим непрерывный и продолжительный ток. К сожалению, первая батарея оказалась не самой лучшей, поскольку имела немало недостатков. В 1859 году появился самый прочный аккумулятор — свинцово-кислотный.Этот тип батарей все еще находится в эксплуатации и может считаться самой старой формой «аккумуляторных батарей».

Сегодня вы найдете батареи самых разных размеров, форм, моделей и функций; каждый из которых различается в зависимости от типа имеющейся батареи. В этом сообщении блога мы обсудим различные типы батарей, которые помогут вам понять, чем каждый тип отличается от другого.

Общие типы батарей

Хотя батареи можно разделить в зависимости от их размера, состава, формы и функций, они, как правило, делятся на следующие категории:

  • Первичные батареи
  • Вторичные батареи

Первичные батареи

Самое простое значение для понимания первичных батарей состоит в том, что эти батареи предназначены только для одноразового использования и затем должны быть утилизированы.Эти батареи также известны как неперезаряжаемые батареи, поскольку их нельзя перезаряжать и использовать снова. Именно такую ​​батарею первым изобрел Алессандро Вольта в 1800 году.

Неперезаряжаемые батареи обладают рядом преимуществ, которые делают эти устройства выбором номер один для большинства пользователей. Во-первых, первичные батареи стоят очень дешево по сравнению с другими интеллектуальными батареями. Помимо доступности, эти батареи легки, просты и удобны до такой степени, что любой новичок может использовать их без каких-либо проблем.

Часто рентабельные товары имеют короткий срок службы. Однако это не относится к первичным батареям, поскольку эти устройства имеют срок службы 10 лет. Эта характеристика делает эти батареи сверхнадежными и долговечными. Лучше всего то, что вы можете найти их в широком диапазоне размеров и форм, которые могут идеально подходить для различных типов приложений.

Существует несколько основных типов первичных батарей, которые подробно рассматриваются ниже:

Щелочные батареи

Это один из основных типов первичных батарей, которые получают энергию в результате химической реакции между металлическим цинком и диоксидом марганца.По сравнению с другими батареями, такими как угольно-цинковые батареи из хлорида цинка, щелочные батареи обладают большей плотностью энергии и более длительным сроком службы.

Вместо кислого хлорида аммония или хлорида цинка батарея состоит из щелочного электролита гидроксида калия и из-за этого свойства называется «щелочные батареи».

Щелочные батареи состоят из постоянного напряжения, которое обеспечивает лучшую плотность энергии и сопротивление утечкам, в отличие от угольно-цинковых батарей.Эти батареи получают эту характеристику в основном из-за наличия анода из диоксида марганца, так как он лучше и плотнее, а другие компоненты не занимают много ненужного места.

Основные пользователи щелочных батарей находятся в регионах Северной Америки и Европы. Однако в Латинской Америке и Азиатско-Тихоокеанском регионе вероятность роста рынка щелочных батарей выше. Это потому, что в этих регионах переходят от угольно-цинковых батарей к щелочным.Что касается Ближнего Востока и Африки, в обоих этих регионах наблюдается растущая тенденция использования этих батарей.

Вы можете найти щелочные батареи различных размеров, таких как AAA, AA, C, D, 9 В и т. Д. C, D и 9 В идеально подходят для устройств с высоким энергопотреблением, в то время как AA и AAA используются для приложений с низким энергопотреблением.

Литиевые батареи

Эти первичные батареи, также известные как литиевые аккумуляторные батареи, состоят из металлического лития в качестве анода.Сегодня они широко популярны, так как вы можете использовать их для питания таких устройств, как MP3-плееры, автомобильные замки, термометры, лазерные указки и слуховые аппараты.

Что отличает их от других типов батарей, так это то, что они обеспечивают высокую плотность заряда и высокую стоимость за единицу. Литиевые элементы известны тем, что вырабатывают напряжение от 1,5 В до 3,7 В, в зависимости от их модели и используемых химических соединений.

Однако литиевые батареи не следует путать с литиево-ионными батареями , поскольку они являются перезаряжаемыми аккумуляторными батареями, используемыми в таких устройствах, как ноутбуки, сотовые телефоны, КПК и iPod.

Меркурий

Ртутная батарея, также известная как оксид ртути или ртутный элемент, представляет собой неперезаряжаемую электрохимическую батарею, которая может использоваться до 10 лет. В этой миниатюрной батарее используется химическая реакция между цинковыми электродами и оксидом ртути в щелочном электролите.

Благодаря длительному сроку службы и стабильному выходному напряжению, эти батареи являются наиболее распространенным типом аккумуляторов в -х годах века.Они широко используются в портативных электронных устройствах, таких как часы, калькуляторы, игрушки, фотоаппараты, цифровой термометр и т. Д.

В отличие от двух других батарей, которые обсуждались выше, ртутные элементы имеют форму и размер в виде кнопки, что делает эти батареи очень удобными и удобными для переноски.

Цинково-воздушная батарея

Воздушно-цинковые батареи, также называемые воздушно-цинковыми топливными элементами, представляют собой воздушно-металлические устройства, которые работают с комбинацией кислорода и окисляющего цинка.Эти батареи обладают высокой плотностью энергии и не требуют больших затрат в производстве. Вы можете приобрести эти батареи различных размеров по вполне доступной цене.

Цинково-воздушные топливные элементы содержат анод, состоящий из гранулированного порошка и электролита. Электролит действует как гелеобразующий агент, который помогает поддерживать контакт между частицами цинка и электролитом. Во-вторых, эти батареи также содержат катод, который помогает кислороду вступать в контакт с другим химическим соединением, чтобы могла произойти реакция.

Обычно воздушно-цинковые топливные элементы используются в часах, фонариках, пультах дистанционного управления, пленочных камерах, слуховых аппаратах , и т. Д. В зависимости от размера устройства вы можете выбрать воздушно-цинковую батарею соответственно.

Вторичные батареи

Также называемые перезаряжаемыми батареями , вторичные батареи поставляются с электрохимическими элементами, химические реакции которых можно легко обратить вспять, приложив некоторое количество напряжения в противоположном направлении.

В отличие от первичных батарей, вторичные элементы можно перезаряжать и использовать снова. Обычно эти элементы используются в устройствах с большим стоком или в ситуациях, которые могут быть слишком дорогими или непрактичными. Аккумуляторы можно использовать в мобильных телефонах, MP3-плеерах, компьютерах, телефонных станциях, наручных часах, слуховых аппаратах и ​​т. Д.

Ниже приведены типы аккумуляторных батарей, которые широко используются сегодня:

Свинцово-кислотный гель

Свинцово-кислотно-гелевый аккумулятор , также известный как «гелевые элементы», представляет собой аккумулятор VRLA (что означает свинцово-кислотный аккумулятор с регулируемым клапаном) с гелеобразным электролитом.Эта гелеобразная масса производится из смеси серной кислоты с коллоидальным кремнеземом. Гелевую ячейку часто путают с ячейками в стиле AGM, поскольку в них обоих находится взвешенный электролит. Однако, в отличие от ячеек AGM, гелевый элемент имеет кремнезем, который делает электролит жестким. Преимущество гелевых аккумуляторов перед другими видами аккумуляторов в том, что они служат дольше, особенно в жаркую погоду.

Имейте в виду, что это самые чувствительные батареи, так как они могут вызвать неблагоприятную реакцию, если они будут чрезмерно заряжены.Кроме того, если для питания свинцово-кислотных элементов используется неправильное зарядное устройство, устройство может плохо работать или полностью выйти из строя. Диапазон напряжения поглощения от 14,0 до 14,2 вольт.

Гелевые элементы

не так распространены, как другие батареи, такие как AGM, но они широко используются в инвалидных колясках, троллинговых двигателях и велосипедах для дома на колесах.

Литий-ионный аккумулятор Литий-ионные аккумуляторы

чрезвычайно популярны в наши дни, поскольку они используются для зарядки или перезарядки популярных устройств, таких как КПК, сотовые телефоны, плееры iPod и ноутбуки.Помимо того, что они помогают заряжать устройства, без которых мы не можем жить, эти батареи считаются самыми легкими и энергоемкими из имеющихся на рынке.

Эти батареи состоят из сверхвоздушного лития и углерода, поэтому они легкие по своей природе. Литий также обладает высокой реактивной энергией, что означает, что литий-ионные батареи могут накапливать чрезмерное количество энергии в своих атомных связях.

Более того, у литий-ионных аккумуляторов отсутствует эффект памяти.Это означает, что вам не нужно сначала их разряжать, чтобы перезарядить, как это бывает с некоторыми другими батареями. Прежде всего, эти элементы способны накапливать 5% своего заряда каждый месяц по сравнению с 20% -ными потерями, наблюдаемыми в NiMH батареях.

Никель-кадмиевый (NiCd) аккумулятор

Это тип аккумуляторной батареи, в которой в качестве электродов используются металлический кадмий и гидроксид никеля. Чтобы эти клетки работали, их нужно поддерживать в пределах от +60 градусов по Цельсию до минус 20 градусов по Цельсию.

Выбор подходящего сепаратора, такого как полипропилен или нейлон, и электролита, такого как LiOH, NaOH и KOH, также имеет первостепенное значение для эффективной работы этих батарей. Эти составляющие сохраняют напряжение в никель-кадмиевых батареях, особенно в таких случаях, как сильноточная разрядка.

При неправильном использовании или неправильном обращении эти батареи могут вызвать опасно высокое давление, которое может полностью повредить устройство. Чтобы этого не произошло, в этих элементах есть обратимый предохранительный клапан.Лучшее преимущество никель-кадмиевых элементов в том, что они действительно очень долго остаются прочными.

Никель-металлогидридная батарея

Никель-металлогидридная батарея с аббревиатурой NiMH или Ni-MH предлагает множество преимуществ по сравнению с другими перезаряжаемыми батареями. Прежде всего, никель-металлогидридные батареи — это быстро работающие батареи, которые могут работать очень долгое время, не подвергаясь стрессу.

Даже при неправильном использовании эти батареи могут обеспечить хорошую нагрузочную способность и довольно длительный срок хранения.Эти батареи не требуют особого обслуживания и могут храниться в разряженном состоянии. Несмотря на то, что они предлагают широкий спектр преимуществ, эти батареи экономичны, и их можно использовать в различных размерах, формах и характеристиках.

Однако аккумулятор имеет определенные ограничения. Например, по сравнению с более новыми системами батарей эти батареи излучают мало энергии. Эти батареи также требуют саморазряда даже после хранения. Хуже всего то, что кадмий — опасный металл, а это означает, что батарею нужно использовать осторожно, иначе она может вызвать серьезные разрушения.

Другие типы аккумуляторов

Промышленные аккумуляторы

Как следует из названия, эти батареи специально разработаны для промышленных целей. Они тяжелые, потребляют больше энергии и обеспечивают высокую прожорливость в промышленности.

Основное применение этих аккумуляторов — питание тяжелой техники, железных дорог и систем резервного питания для коммунальных служб и телекоммуникаций. Ниже приведены некоторые распространенные типы промышленных батарей , используемых сегодня:

Батарея Absolyte

Это промышленный аккумулятор, который может похвастаться свинцово-кислотной конструкцией с регулируемым клапаном (VRLA).По сравнению с другими видами промышленных батарей, абсолитные батареи более безопасны, поскольку они препятствуют выделению вредного газообразного водорода и утечке кислоты. Этот аккумулятор имеет поразительно современный дизайн. Например, он состоит из сосуда, закрывающего термосварку, сепаратора с отличным сжатием, модульного стального поддона и т. Д.

Вы можете использовать эти батареи для телекоммуникаций, энергетических систем, аккумуляторов энергии, железнодорожной сигнализации и связи, распределительных устройств и фотоэлектрических устройств.

Никель-железный аккумулятор

Никель-железная батарея — это еще одна промышленная батарея, состоящая из никелевых (III), оксидно-гидроксидных положительных пластин и железных отрицательных пластин.В дополнение к этому, высоковольтная батарея состоит из электролита гидроксида калия.

Эти батареи, как правило, обладают удивительным жизненным циклом и разнообразными областями применения. Первоначально он использовался в горных поездах и на железных дорогах. Однако сегодня у него есть совершенно новая область применения, так как он используется для перемещения и зарядки электромобилей.

Стальной корпус

Это надежные и чрезвычайно мощные промышленные аккумуляторы, которые используются в самых разных сферах — подъемники и вилочные погрузчики.

Чтобы идентифицировать эти батареи, вы должны знать, что они тяжелее, чем любой другой тип промышленных батарей, и весят от нескольких сотен килограммов до тысяч килограммов.

Батареи

в стальном корпусе также доступны в виде лома, что означает, что они могут быть переработаны и использованы снова. Большинство складов металлолома готовы принять их, но, скорее всего, они не примут другие типы батарей.

Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея

Залитые свинцово-кислотные батареи известны тем, что используют солнечную энергию и используются во многих автономных энергетических системах.Они имеют относительно долгий срок службы и дешевизну на ампер-час; но для того, чтобы максимально использовать эти преимущества, эти батареи нуждаются в регулярном обслуживании , включая очистку и полив их внутренних компонентов .

Некоторыми типичными примерами свинцово-кислотных аккумуляторов, используемых только в солнечных и ветровых электрических системах, являются 2-вольтовые промышленные элементы, 6-вольтовые L-16 и 6-вольтовые батареи для гольф-каров.

Автомобильные аккумуляторы

Судя по названию, автомобильные аккумуляторы используются в таких транспортных средствах, как легковые автомобили, грузовики, велосипеды и т. Д.Эти батареи подают электрический ток в двигатель автомобиля, чтобы запустить его.

Когда двигатель начинает работать, автомобиль приводится в движение генератором переменного тока — внутренней функцией автомобиля, которая помогает заряжать аккумулятор автомобиля. Ниже приведены некоторые популярные типы автомобильных аккумуляторов, о которых вы должны знать:

Гибридный автомобиль

Аккумулятор гибридного автомобиля похож на любой другой аккумулятор, только он является перезаряжаемым и имеет достаточно заряда, чтобы автомобиль мог работать на многие километры.

Гибридные батареи состоят из двух электродов, которые помогают принимать и излучать электрический заряд. Эти электроды находятся в растворе на основе ионов, известном как электролит. Электроды разделены разделителем, чтобы избежать короткого замыкания. Двухпозиционный переключатель, подключенный к вашему телефону или ноутбуку, помогает электродам ячейки вырабатывать энергию, что приводит к электрохимической реакции.

Свинцово-кислотная батарея

Свинцово-кислотная батарея , изобретенная Гастоном Плантом (французским физиком) в 1859 году, является одной из старейших, но наиболее широко используемых батарей в мире.Это вид автомобильного транспортного средства, в котором используется губчатый свинец и перекись свинца для преобразования химической энергии в электрическую.

Хотя это обычный автомобильный аккумулятор, он также широко используется на различных электростанциях и подстанциях из-за его отличной емкости по напряжению и более низкой стоимости.

Сохранять химическую и электрическую энергию, хранящуюся в батарее, помогают две части батареи — контейнер и пластина. Контейнер свинцовой батареи изготовлен из стекла, свинца, эбонита или твердой резины, что помогает предотвратить разряд электролита.С другой стороны, пластина свинцово-кислотной батареи сконструирована из сетки, которая обеспечивает равномерное распределение тока. Без равномерного распределения электрический ток может просочиться наружу и повлиять на аккумулятор.

VRLA Аккумуляторы

VRLA — это необслуживаемые аккумуляторы среднего и большого размера, которые также иногда называют герметичными свинцово-кислотными аккумуляторами. Внутри этой батареи есть элементы VRLA, которые состоят из плоских пластин, таких как заливная свинцово-кислотная батарея или спиральный валик.

Батареи

VRLA поставляются с устройством сброса давления, которое активируется, когда давление газообразного водорода начинает расти. Эта активация клапана приводит к утечке некоторого количества газа и электролита. Это, в свою очередь, снижает общую емкость аккумулятора.

Один из распространенных методов зарядки аккумулятора VRLA — зарядка постоянным напряжением. Однако для быстрой зарядки методов VRLA используются и другие методы. Наличие VRLA в вашем автомобиле требует регулярного обслуживания.В противном случае могут возникнуть такие инциденты, как короткое замыкание и небольшие пожары.

Аккумуляторы, несомненно, являются наиболее надежным и компактным способом производства электроэнергии в различных устройствах, оборудовании, механизмах и транспортных средствах. Без разных типов батарей мир был бы тяжелым и тяжелым местом для жизни.

Какие бывают типы батарей? Первичный, перезаряжаемый, литий-ионный

В этом руководстве мы узнаем об одном из важных компонентов электрических и электронных систем: батарее.Мы увидим основную информацию о батарее, рассмотрим различные типы батарей, а также расскажем, какой тип батареи подходит для вашего приложения.

Введение

Независимо от того, являетесь ли вы инженером-электриком или нет, вы могли встретить в своей жизни хотя бы пару различных типов батарей. Некоторые из распространенных мест, где вы используете батареи, — это настенные часы, сигнализация или детекторы дыма, в которых используются небольшие одноразовые батареи, или автомобили, грузовики или мотоциклы, в которых используются относительно большие перезаряжаемые батареи.

Аккумуляторы стали очень важным источником энергии за последнее десятилетие или около того. Даже до этого они были неотъемлемой частью нашей жизни в питании нескольких портативных устройств, таких как транзисторные радиоприемники, Walkman, портативные игры, камеры и т. Д.

Но с развитием современных смартфонов, планшетов, ноутбуков, солнечной энергии и электромобилей, Исследования мощных аккумуляторов, которые могут работать дольше и доставлять необходимую энергию, достигли своего пика.

Фактически, Нобелевская премия по химии 2019 года была присуждена трем ученым Джону Б.Гуденаф, М. Стэнли Уиттингем и Акира Йошино за разработку литий-ионных батарей.

Что такое аккумулятор?

Батарея — это химическое устройство, которое накапливает электрическую энергию в форме химикатов и посредством электрохимической реакции преобразует накопленную химическую энергию в электрическую энергию постоянного тока (DC). Алессандро Вольта, итальянский физик, изобрел первую батарею в 1800 году.

Электрохимическая реакция в батарее включает перенос электронов от одного материала к другому (называемому электродами) посредством электрического тока.

Элемент и батарея

Несмотря на то, что часто используется термин «аккумулятор», основная электрохимическая единица, отвечающая за фактическое хранение энергии, называется элементом. Ячейка, как только что упоминалось, является основной электрохимической единицей, которая является источником электрической энергии, производимой путем преобразования химической энергии.

В своей базовой форме элемент обычно содержит три основных компонента: два электрода и электролит, а также состоит из выводов, разделителя и контейнера.Говоря об электродах, существует два типа электродов, называемых анодом и катодом.

Анод — это отрицательный электрод (также называемый топливным электродом или восстанавливающим электродом). Он теряет электроны во внешнем контуре и в электрохимической реакции окисляется.

Катод, с другой стороны, является положительным электродом (также называемым окислительным электродом). Он принимает электроны из вечного контура и в электрохимической реакции восстанавливается.Следовательно, преобразование энергии в батарее происходит за счет электрохимической окислительно-восстановительной реакции.

Третьим важным компонентом ячейки является электролит. Электролит действует как среда для передачи заряда в виде ионов между двумя электродами. Следовательно, электролит иногда называют ионным проводником. Здесь следует отметить важный момент, что электролит не является электропроводным, а имеет только ионную проводимость.

Батарея часто состоит из одной или нескольких «ячеек», которые электрически соединены в последовательной или параллельной конфигурации для обеспечения необходимых уровней напряжения и тока.

Различные типы батарей

По сути, все электрохимические элементы и батареи подразделяются на два типа:

  • Первичные (неперезаряжаемые)
  • Вторичные (перезаряжаемые)

Несмотря на то, что в пределах этих двух категорий существует несколько других классификаций типы батарей, эти два являются основными типами. Проще говоря, первичные батареи являются неперезаряжаемыми батареями, то есть их нельзя перезаряжать электрически, в то время как вторичные батареи являются перезаряжаемыми батареями i.е., их можно заряжать электрически.

Первичные батареи

Первичные батареи — это один из простых и удобных источников питания для нескольких портативных электронных и электрических устройств, таких как фонари, фотоаппараты, часы, игрушки, радио и т. Д. его, а когда разрядится, выбросить »типа.

Обычно первичные батареи недорогие, легкие, маленькие и очень удобные в использовании, требующие относительно небольшого обслуживания или минимального обслуживания.Большинство первичных батарей, которые используются в домашних условиях, являются одноэлементными и обычно имеют цилиндрическую конфигурацию (хотя их очень легко производить в различных формах и размерах).

Общие типы первичных батарей

До 1970-х годов преобладающими типами первичных батарей были цинковые анодные батареи. В 1940-х годах, во время Второй мировой войны и после войны, цинк-углеродные батареи имели среднюю емкость 50 Втч / кг.

Наиболее значительное развитие аккумуляторных технологий произошло в период 1970–1990 годов.Именно в это время были разработаны знаменитые цинковые / щелочно-двуокись марганца батареи, которые постепенно вытеснили старые цинково-угольные батареи в качестве основных первичных батарей.

Цинк-оксид ртути и кадмий-оксид ртути батареи также использовались в течение этого периода, но из-за экологических проблем, связанных с использованием ртути, эти типы батареек постепенно выводились из употребления.

Именно в этот период началась разработка аккумуляторов с литием в качестве активного анодного материала, которые считаются крупным достижением из-за высокой удельной энергии и более длительного срока хранения литиевых аккумуляторов по сравнению с традиционными цинковыми аккумуляторами.

Литиевые батареи производятся в виде таблеток и таблеток для определенного диапазона применений (например, часы, резервное копирование памяти и т. Д.), Также доступны более крупные батареи цилиндрического типа.

В следующей таблице показаны различные типы первичных батарей, а также их характеристики и области применения.

24 24 904 (Mg / MnO2)
Тип батареи Характеристики Области применения
Цинк — Углерод Обычная, низкая стоимость, различные размеры Радиоприемники, игрушки, инструменты
Большая емкость, длительный срок хранения Радиостанции для военных и самолетов
Ртуть (Zn / HgO) Очень высокая емкость, длительный срок хранения Медицинские (слуховые аппараты, кардиостимуляторы), фотография
Щелочные (Zn / Alkaline / MnO2) Очень популярные, умеренная стоимость, высокая производительность Самые популярные первичные батареи
Серебро / цинк (Zn / Ag2O) Самая высокая емкость, дорогостоящий, плоский разряд Слуховые аппараты, фотография, пейджеры
Литий / растворимый катод Высокая плотность энергии, хорошая производительность, широкий диапазон температур Широкий спектр применений с емкостью от 1 до 10 000 Ач
Литий / твердый катод Высокая плотность энергии, низкотемпературные характеристики, длительный срок хранения Замена кнопочных и цилиндрических элементов
Литий / твердый электролит Низкое энергопотребление, чрезвычайно длительный срок хранения Схемы памяти, медицинская электроника

Вторичные батареи

Вторичную батарею также называют аккумуляторной батареей, поскольку они могут электрически заряжаться после разряда.Химический статус электрохимических ячеек можно «перезарядить» до их исходного состояния, пропуская ток через ячейки в направлении, противоположном их разряду.

В основном вторичные батареи могут использоваться двумя способами:

  • В первой категории приложений вторичные батареи в основном используются в качестве накопителей энергии, где они электрически подключены к основному источнику энергии, а также заряжаются от него, а также подача энергии при необходимости.Примерами таких приложений являются гибридные электромобили (HEV), источники бесперебойного питания (UPS) и т. Д.
  • Вторая категория приложений вторичных батарей — это те приложения, в которых батарея используется и разряжается в качестве первичной батареи. Как только он полностью разряжен (или почти полностью разряжен), вместо того, чтобы выбросить его, аккумулятор перезаряжается с помощью соответствующего зарядного механизма. Примеры таких приложений — вся современная портативная электроника, такая как мобильные телефоны, ноутбуки, электромобили и т. Д.

Плотность энергии вторичных батарей относительно ниже, чем у первичных батарей, но они имеют другие хорошие характеристики, такие как высокая удельная мощность, плоские кривые разряда, высокая скорость разряда, низкотемпературные характеристики.

Общие типы вторичных батарей

Две из самых старых батарей на самом деле являются вторичными батареями, называемыми свинцово-кислотными батареями, которые были разработаны в конце 1850-х годов, и никель-кадмиевыми батареями, которые были разработаны в начале 1900-х годов. До недавнего времени было всего два типа аккумуляторных батарей.

Первые и наиболее часто используемые аккумуляторные батареи называются свинцово-кислотными батареями. В их основе лежит электрохимическая пара свинец — диоксид свинца (Pb — PbO2). Электролитом, используемым в этих типах батарей, является очень распространенная серная кислота.

Второй тип аккумуляторных батарей называется никель-кадмиевыми батареями. В их основе лежит оксигидроксид никеля (оксид никеля) в качестве положительного электрода и отрицательный электрод на основе металлического кадмия. Подойдя к электролиту, используется щелочной раствор гидроксида калия.

В последние десятилетия появились два новых типа аккумуляторных батарей. Это никель-металлогидридная батарея и литий-ионная батарея. Из этих двух литий-ионный аккумулятор изменил правила игры и стал коммерчески лучше благодаря своим высоким показателям удельной энергии и плотности энергии (150 Втч / кг и 400 Втч / л).

Существуют и другие типы вторичных батарей, но четыре основных типа:

  • Свинцово-кислотные батареи
  • Никель-кадмиевые батареи
  • Никель-металлогидридные батареи
  • Литий-ионные батареи

Давайте теперь вкратце см. информацию об этих типах батарей индивидуально.

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи на сегодняшний день являются самыми популярными и наиболее часто используемыми аккумуляторными батареями. Они были успешным продуктом более века. Свинцово-кислотные батареи доступны в нескольких различных конфигурациях, от небольших герметичных элементов емкостью 1 Ач до больших элементов емкостью 12 000 Ач.

Одно из основных применений свинцово-кислотных аккумуляторов — автомобильная промышленность, поскольку они в основном используются в качестве аккумуляторов SLI (пуск, освещение и зажигание).

Свинцово-кислотные аккумуляторы и другие области применения включают аккумуляторы энергии, аварийное электроснабжение, электромобили (даже гибридные), системы связи, системы аварийного освещения и т. Д. широкий диапазон напряжения, различные формы и размеры, низкая стоимость и относительно простое обслуживание. По сравнению с другими технологиями вторичных аккумуляторов свинцово-кислотные аккумуляторы являются наименее дорогим вариантом для любого применения и обеспечивают очень хорошую производительность.

Электрический КПД свинцово-кислотных аккумуляторов составляет от 75 до 80%. Такая оценка эффективности их пригодности для хранения энергии (источников бесперебойного питания — UPS) и электромобилей.

Никель-кадмиевые батареи

Никель-кадмиевые батареи или просто никель-кадмиевые батареи являются одними из самых старых типов батарей, доступных сегодня наряду со свинцово-кислотными батареями. У них очень долгий срок службы, они очень надежны и прочны.

Одним из основных преимуществ никель-кадмиевых аккумуляторов является то, что они могут подвергаться высокой скорости разряда и работать в широком диапазоне температур.Кроме того, срок годности никель-кадмиевых аккумуляторов очень велик. Стоимость этих батарей выше, чем у свинцово-кислотных батарей на базовый ватт-час, но меньше, чем у других типов щелочных батарей.

Как упоминалось ранее, в Ni-Cd батареях используется оксигидроксид никеля (NiOOH) в качестве катода и металлический кадмий (Cd) в качестве анода. Обычные аккумуляторные батареи потребительского класса имеют рабочее напряжение 1,2 В. В промышленных приложениях никель-кадмиевые батареи уступают только свинцово-кислотным батареям благодаря своим низким температурным характеристикам, стабильному разрядному напряжению, длительному сроку службы, низким потребностям в обслуживании и превосходной надежности.

К сожалению, у никель-кадмиевых аккумуляторов есть одна важная характеристика, называемая «эффектом памяти», которая является их единственным недостатком. Когда Ni-Cd элементы частично разряжаются, а затем перезаряжаются, они постепенно теряют свою емкость, то есть цикл за циклом. «Кондиционирование» — это процесс восстановления утраченной емкости батарей.

В этом процессе элементы полностью разряжаются до нуля вольт, а затем полностью заряжаются.

Никель-металлогидридные батареи

Это относительно новый тип батарей, являющийся расширенной версией никель-водородных электродных батарей, которые использовались исключительно в аэрокосмической отрасли (спутники).Положительный электрод представляет собой оксигидроксид никеля (NiOOH), а отрицательный электрод ячейки — металлический сплав, в котором водород накапливается обратимо.

Во время зарядки металлический сплав поглощает водород с образованием гидрида металла, а во время разряда гидрид металла теряет водород.

Одно из главных преимуществ никель-металлогидридных батарей перед никель-кадмиевыми батареями — это более высокая удельная энергия и плотность энергии. Герметичные никель-металлогидридные батареи доступны в продаже в виде небольших цилиндрических элементов и используются в портативной электронике.

Литий-ионные аккумуляторы

Появление литий-ионных аккумуляторов за последние пару десятилетий было феноменальным. Более 50% потребительского рынка перешло на использование литий-ионных аккумуляторов. В частности, ноутбуки, мобильные телефоны, фотоаппараты и т. Д. Являются крупнейшими приложениями литий-ионных батарей.

Литий-ионные батареи имеют значительно высокую плотность энергии, высокую удельную энергию и более длительный срок службы. Другими основными преимуществами литий-ионных аккумуляторов являются низкая скорость саморазряда и широкий диапазон рабочих температур.

Аккумуляторные батареи

В последние несколько десятилетий использование небольших герметичных аккумуляторов в потребительских приложениях росло по экспоненте. Первичные или аккумуляторные батареи малого форм-фактора используются в огромном количестве устройств. Некоторые из них упомянуты ниже.

  • Портативные электронные устройства: часы, фотоаппараты, мобильные телефоны, ноутбуки, видеокамеры, калькуляторы, испытательное оборудование (мультиметры).
  • Развлечения: радио, MP3-плееры, CD-плееры, все инфракрасные пульты дистанционного управления, игрушки, игры, клавиатуры.
  • Для дома: часы, сигнализация, детекторы дыма, фонари, ИБП, аварийное освещение, зубные щетки, триммеры для волос и бритвы, тонометры, слуховые аппараты, кардиостимуляторы, переносные электроинструменты (дрели, отвертка).

Как выбрать аккумулятор?

Выбор аккумулятора для вашего приложения можно свести к двум характеристикам: производительность и стоимость. Но если копнуть немного глубже, то следующие факторы являются определяющими при выборе подходящей батареи для вашего приложения.

  • Первичный или вторичный
  • Энергия или мощность
  • Срок годности
  • Энергоэффективность и скорость перезарядки
  • Срок службы батареи
  • Температура батареи

Заключение

Это было краткое введение в Батареи, различные типы батарей, первичные и вторичные батареи, аккумуляторные и неперезаряжаемые батареи, а также несколько общих применений каждого типа батарей.

Типы аккумуляторов — Любопытные

Наши старые друзья

Свинцово-кислотный

Когда в последний раз вам приходилось вытаскивать кривошипную рукоятку, вставлять ее в коленчатый вал вашего автомобиля и провернуть, чтобы двигатель заработал? Никогда? Это потому, что у нас есть свинцово-кислотные аккумуляторы, подключенные к двигателям наших автомобилей, которые обеспечивают ту мощность, которая необходима двигателю для запуска.Их изобрел Гастон Планте в 1859 году.

Свинцово-кислотные аккумуляторы обычно используются для запуска автомобильных двигателей. Источник изображения: Стив Рейнуотер / Flickr.

Как следует из названия, в этих батареях содержится немного свинца. Фактически, оба электрода (проводники, через которые электричество входит или выходит из батареи) содержат некоторое количество свинца — анод (положительно измененный электрод) сделан из металлического свинца (Pb), а катод (отрицательно заряженный электрод) — из диоксида свинца (PbO 2 ). Электроды помещают в раствор серной кислоты (H 2 SO 4 ), который состоит из ионов водорода (H + ) и бисульфат-ионов (HSO 4 ).

Свинец на аноде реагирует с бисульфатом электролита, высвобождая некоторые электроны и образуя сульфат свинца, который образует кристаллы на аноде, и ионы водорода, которые переходят в электролит. Электроны перемещаются к катоду через внешнюю цепь, где они вместе с бисульфатом и ионами водорода из электролита вступают в реакцию с катодом из диоксида свинца. При этом также образуется сульфат свинца, который снова образует кристаллы, на этот раз на катоде.

Свинцово-кислотные батареи можно перезаряжать — те, что в наших автомобилях, заряжаются с помощью небольшого генератора, подключенного к двигателю, который называется генератором переменного тока.Вот почему, когда вы оставили включенным автомобильный свет, а аккумулятор разряжен, рекомендуется некоторое время покататься вокруг после запуска, чтобы дать аккумулятору время для повторной зарядки.

По мере зарядки аккумулятора описанные выше химические реакции, производящие электричество, возвращаются в обратном направлении. Покрытия из сульфата свинца растворяются и возвращаются в электролит в виде ионов Pb2 + и SO 4 2-. Затем ионы Pb 2+ захватывают два электрона и повторно наносятся на анод как нейтральный Pb.

На катоде ионы Pb 2+ отдают два электрона, чтобы сформировать молекулы воды (H 2 O) и вступить в реакцию с ними с образованием нейтрального диоксида свинца на катоде и некоторых ионов бисульфата, которые возвращаются в раствор электролита.

Однако, если свинцово-кислотный аккумулятор слишком сильно разряжен или оставлен слишком долго перед подзарядкой, покрытия из сульфата свинца образуют твердые кристаллы, которые невозможно удалить в процессе зарядки.

  • Смотрите реакцию: свинцово-кислотные аккумуляторы

    Во время разряда реакция на аноде представляет собой образование сульфата свинца, а также некоторого количества водорода и электронов, поскольку свинец вступает в реакцию с сульфатом из раствора электролита:

    $$ \ text {Pb} + \ text {HSO} {_ 4} {^ -} \ to \ text {PbSO} _4 \ text {(s)} + \ text {H} ^ + + \ text {2e} ^ — $

    На катоде оксид свинца также реагирует с сульфатом электролита, образуя сульфат свинца вместе с небольшим количеством воды:

    $$ \ text {PbO} _2 + \ text {HSO} {_ 4} {^ -} + \ text {3H} ^ + + \ text {2e} ^ — \ to \ text {PbSO} _4 + \ text { 2H} _2 \ text {O} $$

    Суммарная реакция:

    $$ \ text {Pb} + \ text {PbO} _2 + \ text {2H} _2 \ text {SO} _4 \ to \ text {2PbSO} _4 + \ text {2H} _2 \ text {O} $$

Ультра аккумулятор

Разработанный в CSIRO аккумулятор Ultrabattery представляет собой усовершенствованную версию традиционной свинцово-кислотной аккумуляторной батареи.Он сочетает в себе стандартную свинцово-кислотную аккумуляторную батарею с суперконденсатором. Когда обычная свинцово-кислотная батарея разряжается, реакция, которая запускает ее, приводит к образованию кристаллов сульфата свинца как на аноде, так и на катоде. В процессе зарядки эти покрытия удаляются, но электроды (и, следовательно, аккумулятор) со временем разрушаются. Кроме того, аккумулятор не любит работать в частичном состоянии заряда — состоянии, при котором аккумулятор подвергается повторяющимся коротким циклам разрядки и перезарядки без полного разряда или полной зарядки аккумулятора.Это частичное состояние заряда особенно важно для транспортных средств.

В батарее UltraBattery суперконденсатор используется для компенсации проблемных реакций свинцовых электродов свинцово-кислотной батареи, что увеличивает срок ее службы. Поскольку суперконденсатор может очень быстро принимать и накапливать заряд, он может поглощать доступную мощность, а затем подавать ее в батарею с нужной скоростью. Ему удается уменьшить накопление сульфатов в результате процесса разрядки-перезарядки в стандартной свинцово-кислотной батарее.

UltraBattery также сравнительно дешев в производстве, примерно на 70 процентов дешевле, чем литий-ионные батареи, которые в настоящее время используются в гибридных электромобилях. Еще одно потенциальное применение UltraBattery — на электростанциях для хранения и «сглаживания» энергии, производимой возобновляемыми источниками, такими как солнце и ветер. В ходе крупномасштабных испытаний ветряных электростанций в Австралии UltraBattery превзошел обычные свинцово-кислотные батареи.

  • Что такое суперконденсатор?

    Конденсатор похож на батарею… но не совсем.Энергия батареи возникает в результате химической реакции между ее компонентами. Электричество генерируется потоком электронов в окислительно-восстановительной реакции между анодом и катодом.

    Конденсатор также дает энергию, но не в результате химической реакции. Конденсаторы состоят из двух проводящих пластин, между которыми находится диэлектрик или изолятор (вещество, не проводящее электричество). Когда эти пластины подключены к электрическому току, ток течет в них; одна пластина хранит отрицательный заряд на своих поверхностных атомах, а другая — положительный заряд, опять же на поверхностных атомах.Поскольку эти по-разному заряженные пластины разделены непроводящим диэлектриком, создается электрическое поле, в котором накапливается электрическая энергия. Когда конденсатор подключен к другой цепи, он высвобождает (разряжает) электрическую энергию.

    Конденсаторы обычно очень быстро высвобождают свою энергию — они обеспечивают быстрые выбросы энергии. Это делает их полезными для довольно специфических задач, таких как включение вспышки на камере. Вспышка быстро расходует много энергии для создания яркого света, а затем конденсатор перезаряжается от аккумулятора камеры, чтобы его можно было снова использовать для следующей фотографии.

    Облако — это конденсатор: когда маленькие частицы льда в облаке сталкиваются друг с другом и с другими частицами влаги, электроны могут отлетать. Эти электроны имеют тенденцию накапливаться в нижних частях облака. Маленькие, а теперь и положительно заряженные частицы поднимаются к вершине облака. Это означает, что в облаке происходит разделение зарядов и электрическое поле. По мере того, как отрицательный заряд в нижней части облака увеличивается в силе, он отталкивает от него другие отрицательные заряды — он толкает электроны на поверхности Земли глубже в землю, а это означает, что на поверхности накапливается положительный заряд.В итоге мы получаем отрицательно заряженную область (нижнюю часть облака), отделенную от положительно заряженной области (земли) плохим проводником электричества (воздухом). Когда электрическое поле в облаке становится достаточно сильным, оно может «разбивать» окружающий воздух на ионизированные (заряженные) частицы, превращая его из непроводящего изолятора в проводник. Электрическая энергия, хранящаяся в облаке, мгновенно высвобождается во вспышке молнии.

    Суперконденсаторы

    — это просто сверхмощные конденсаторы с большей емкостью.Это означает, что они способны хранить гораздо больше электроэнергии, чем обычные конденсаторы.

Никель-кадмиевый

Никель-кадмиевые (никель-кадмиевые) батареи стали первыми перезаряжаемыми батареями, которые использовались в электроинструментах, фонариках и других портативных устройствах. Эти люди работали в наших мобильных телефонах до того, как их вытеснили литий-ионные аккумуляторы. Иногда их все еще находят в виде старых перезаряжаемых батареек AA для фонарей и игрушек. Подобно свинцово-кислотной батарее, эта химия элементов существует уже давно — первые никель-кадмиевые батареи поступили в продажу в 1910 году!

Никель-кадмиевые батареи были первыми перезаряжаемыми батареями, которые использовались в электроинструментах, фонариках и других портативных устройствах.Источник изображения: цифровой интернет / Flickr.

Анод изготовлен из кадмия (Cd), а их катоды — из гидроксида оксида никеля (NiO (OH) 2 ), обычно с электролитом из гидроксида калия (КОН).

Гидроксид никеля является очень хорошим электродом, так как он может иметь большую площадь поверхности, и это увеличивает активную площадь, доступную для реакции. Кроме того, он не реагирует с электролитом во время реакции, что сохраняет раствор электролита красивым и чистым и помогает элементу прослужить (относительно) долгое время, прежде чем надоедливые побочные реакции приведут к его разложению.-

$

Полная реакция при разряде аккумулятора:

$$ \ text {2NiO (OH)} + \ text {Cd} + \ text {2H} _2 \ text {O} \ to \ text {2Ni (OH)} _ 2 + \ text {Cd (OH)} _ 2

$

Никель-кадмиевые батареи имели несколько недостатков. Во-первых, они были склонны к так называемому «эффекту памяти», когда батареи «запоминали» предыдущие уровни разряда и не заряжались должным образом. Это было вызвано образованием крупных, а не мелких кристаллов кадмия в процессе перезарядки.Проверка того, что аккумулятор был правильно разряжен перед подзарядкой, в какой-то мере способствовала предотвращению этой проблемы. Но нужно было быть осторожным — полная разрядка никель-кадмиевой батареи также повредила ее.

Во-вторых, скорость саморазряда никель-кадмиевых батарей составляет около 15–20 процентов в месяц. Это означает, что если они просидели на полке несколько месяцев, они потеряли большую часть своего заряда.

В-третьих, кадмий — это дорогой и токсичный тяжелый металл, а это означает, что утилизация батарей вредна для окружающей среды.

Никель-металлогидрид (NiMH)

Эти проблемы с никель-кадмиевыми батареями привели к замене кадмиевого анода на поглощающий водород интерметаллический сплав (комбинация металлов с определенной кристаллической структурой), который может поглощать до 7 процентов водорода по весу. По сути, анод — это водород; металлический сплав просто служит для него резервуаром для хранения.

Наиболее распространенная комбинация металлов для этого сплава — это те, которые обладают сильной гидридообразующей способностью наряду со слабым гидридообразующим металлом.

Еще одно соображение при сборке металлического сплава заключается в том, что когда некоторые металлы поглощают водород, в результате реакции выделяется тепло — это экзотермический эффект. Другие поглощают тепло в результате эндотермической реакции. Нам не нужна батарея, которая выделяет или поглощает тепло при разряде, поэтому, наряду с комбинацией сильного и слабого гидридообразующего сплава, из которого также сделан сплав, нам нужна комбинация экзотермических и эндотермических металлов.

Чаще всего электрод представляет собой комбинацию редкоземельного элемента, такого как лантан (La), церий (Ce), неодим (Nd) или празеодим (Pr), смешанный с никелем (Ni), кобальтом (Co), марганцем ( Mn) или алюминия (Al).

Электроны, производящие электрический ток батареи, возникают в результате окисления атомов водорода, которые превращаются в протоны. Эти протоны реагируют с гидроксид-ионами (OH ) из электролита с образованием воды. Металлический сплав, образующий анод вместе с водородом, не участвует в химической реакции, приводящей в движение элемент; По сути, это просто сторонний наблюдатель, который просто обеспечивает пристанище важнейшим ионам гидрида. —

$

Полная реакция при разряде аккумулятора:

$$ \ text {NiO (OH)} + \ text {MH} \ to \ text {M} + \ text {Ni (OH)} _ 2 + \ text {H} _2 \ text {O} $$

Никель-металлогидридные батареи очень похожи на никель-кадмиевые батареи с точки зрения напряжения, емкости и применения.Эффект памяти — меньшая проблема, чем у никель-кадмиевых аккумуляторов, и они имеют более высокую плотность энергии. Они по-прежнему используются в качестве стандарта для аккумуляторных батарей AA.

Щелочная

Щелочные батарейки используются в игрушках, электронике, портативных проигрывателях компакт-дисков, которые мы использовали в девяностых годах, и в Walkmans, которые были популярны в восьмидесятых. На их долю приходится большая часть аккумуляторов, которые производятся сегодня, хотя их место на вершине, вероятно, скоро будет оспорено литий-ионными аккумуляторами в наших телефонах, ноутбуках и все большем количестве других гаджетов.

Щелочные батареи бывают разных форм и размеров, и на их долю приходится большая часть батарей, производимых сегодня. Источник изображения: Pulpolux / Flickr.

Они популярны, потому что имеют низкую скорость саморазряда, что обеспечивает длительный срок хранения и не содержат токсичных тяжелых металлов, таких как свинец или кадмий. Хотя перезаряжаемые щелочные батареи были разработаны, эти ребята, как правило, предназначены только для одноразового использования. Когда они выходят из строя, они отправляются на склад для вторичной переработки (или, чаще, на свалку, так как их не так много мест, где их перерабатывают).

Эти батареи имеют цинк в качестве анода и диоксид марганца (MnO 2 ) в качестве катода. Однако их название происходит от щелочного раствора, используемого в качестве электролита. Обычно это гидроксид калия (КОН), который может содержать большое количество растворенных ионов. Чем больше ионов может поглотить раствор электролита, тем дольше может продолжаться окислительно-восстановительная реакция, приводящая в движение аккумулятор.

Цинковый анод обычно бывает порошкообразным. Это дает ему большую площадь поверхности для реакции, а это означает, что клетка может довольно быстро высвобождать свою энергию.-

$

Mn начинается с +4 и становится +3, когда получает один электрон.

Полная окислительно-восстановительная реакция составляет:

$$ \ text {Zn (s)} + \ text {2MnO} _2 \ text {(s)} \ longleftrightarrow \ text {Mn} _2 \ text {O} _3 \ text {(s)} + \ text { ZnO (s)} $$

И это подводит нас к батареям, которыми сегодня питается большинство наших смартфонов и ноутбуков: литий-ионным батареям. Эти ребята настолько важны, что мы хотели относиться к ним с уважением (и вниманием к деталям), которого они заслуживают, поэтому вы можете прочитать о них в их собственной статье о Nova.

Новички

Редокс-поток

В проточной окислительно-восстановительной батарее нет реактивных электродов, и в ней используется раствор электролита для передачи электронов, создающих ток. Проточная батарея по-прежнему имеет анодную и катодную стороны, но вместо металлических электродов, которые отдают и принимают электроны, у нее есть две «емкости», заполненные растворами электролита, в которых растворяются активные химические вещества.Есть два типа растворов: анолит, который заменяет анод типичного элемента, и католит, который действует как катод. Эти растворы накачиваются вокруг батареи и встречаются в реакционной ячейке или «стопке». Здесь они разделены мембраной, поэтому они не смешиваются, хотя ионы и электроны могут обмениваться через барьер. Они также встречаются с электродами.

Ученые-исследователи IBM с батареей с окислительно-восстановительным потоком. Источник изображения: IBM Research / Flickr.

Поскольку раствор анолита содержит химические вещества с более высоким химическим потенциалом, чем те, которые содержатся в растворе католита, когда два раствора встречаются в реакционной ячейке, электроны из анолита направляются через ионопроницаемую мембрану в католит.Эти электроны перехватываются и отправляются делать свою полезную работу.

Опять же, это окислительно-восстановительная реакция, которая управляет генерацией электрического тока в батареях этого типа. Анолит окисляется, когда теряет электроны, а католит восстанавливается, когда он принимает электроны. Когда весь анолит окислился, то есть потерял все электроны, которые он должен был отдать, его емкость исчерпана, и его необходимо перезарядить.

В проточных батареях с окислительно-восстановительным потенциалом хорошо то, что их емкость зависит от размера резервуаров с раствором электролита — если вам нужна батарея, которая может работать дольше, вам просто нужно приобрести резервуары большего размера с большим количеством раствора в них.Однако это также означает, что они довольно громоздкие. В основном они используются в промышленных масштабах, например, для хранения энергии, производимой на ветряных или солнечных фермах. В вашем ноутбуке никогда не будет проточной батареи.

Еще одна интересная особенность проточных батарей заключается в том, что, поскольку в них нет твердых электродов, они не страдают от большинства способов, которыми аккумуляторные батареи со временем разлагаются. В принципе, это обеспечивает им очень долгий срок службы — идеально подходит для использования в солнечных или ветровых электростанциях, когда батареи заряжаются и разряжаются, по крайней мере, каждый день.

В батареях

Flow чаще всего используется ванадий (V). Поскольку этот элемент может успешно существовать в нескольких различных степенях окисления — состояниях с разными химическими / окислительно-восстановительными потенциалами — и анолит, и католит могут быть изготовлены из различных форм ванадия. Это решает любые проблемы перекрестного загрязнения растворов электролитов, состоящих из разных элементов.

Для подзарядки проточной батареи система работает в обратном порядке. Применяется внешнее напряжение, и электроны, которые оказались в католите при использовании батареи, выталкиваются обратно в анолит, а положительные ионы возвращаются в католит.

Новое исследование привело к созданию проточной батареи, в которой используются ионы лития, и в основном она работает на тех же химических принципах, что и литий-ионные батареи в наших телефонах и ноутбуках. Аккумулятор содержит анолит диоксида титана (TiO 2 ) и католит фосфата лития-железа (LiFePO 4 ). Раньше проблемы с мембраной, разделяющей два раствора электролита, не позволяли успешно применять литий-ионную технологию в проточной батарее — они либо были слишком хрупкими, либо не позволяли эффективно течь литий-ионам.

Эта батарея имеет потенциальную плотность энергии в 10 раз большую, чем другие проточные батареи. Однако скорость, с которой он в настоящее время поставляет энергию, слишком мала для практического использования, поэтому исследователи ищут способы улучшить это.

Главный недостаток проточных батарей состоит в том, что их работа зависит от насосной системы для циркуляции растворов анолита и католита через реакционную ячейку. Это приводит к появлению ряда движущихся частей, которые необходимо регулярно обслуживать и обслуживать.

Литий-сера
Литий-серные батареи

обещают стать дешевой альтернативой дорогостоящим литий-ионным аккумуляторам. Сера дешевая, и ее много.

Анод литий-серной батареи представляет собой чрезвычайно тонкую (и легкую) полоску металлического лития. Катодом будет… как вы уже догадались… сера (ну, смесь серы и углерода). Эта комбинация имеет очень хорошее потенциальное напряжение, и оба электрода будут легче, чем в обычных литий-ионных батареях, в результате чего удельная энергия батареи до пяти раз больше.

Литий-серная батарея (слева) по сравнению с размером монеты. Литий-серные батареи перспективны, но пока не используются в промышленных масштабах. Источник изображения: Национальная лаборатория Ок-Ридж / Flickr.

Реакция, происходящая во время разряда, включает окисление лития на аноде и образование сульфида лития. В то же время высвобождаются электроны, обеспечивая электрический ток. На катоде сера восстанавливается, а также вступает в реакцию с литием, образуя последовательный ряд соединений с различным содержанием серы в них (полисульфиды).

$$ \ text {S} _8 \ to \ text {Li} _2 \ text {S} _8 \ to \ text {Li} _2 \ text {S} _6 \ to \ text {Li} _2 \ text {S} _4 \ to \ text {Li} _2 \ text {S} _2 $$

Проблема в том, что этот аккумулятор не работает очень долго, так как серный катод не очень долговечен. Многие из полисульфидов легко растворяются в растворе электролита, а это означает, что во время каждого цикла разряда часть серы с катода безвозвратно теряется в растворе.

Другая проблема заключается в том, что, когда литий вступает в реакцию с серой катода, объем образовавшегося соединения лития и серы примерно на 80 процентов больше, чем объем серного катода до реакции.Это расширение вызывает износ катода.

Независимо от их состава, батарейки незаменимы в нашей повседневной жизни и останутся таковыми в будущем. Они будут иметь решающее значение для обеспечения непрерывных достижений в области портативных технологий, обеспечения усовершенствования и повышения практичности электромобилей и обеспечения того, что часто называют «недостающим звеном» возобновляемой энергии — способности хранить избыточную электроэнергию, генерируемую ветром, солнечной и другой энергией. источники для дальнейшего использования.

Эта тема является частью нашей серии из четырех статей об аккумуляторах. Для дальнейшего чтения посмотрите, как работает аккумулятор, литий-ионные аккумуляторы и аккумуляторы будущего.

Различные типы батарей и их применение

Батарея — это совокупность одной или нескольких ячеек, которые подвергаются химическим реакциям, создавая поток электронов в цепи. В области аккумуляторных технологий ведется много исследований и усовершенствований, в результате чего прорывные технологии испытываются и используются в настоящее время во всем мире.Батареи вошли в игру из-за необходимости хранить генерируемую электрическую энергию. Поскольку генерировалось достаточное количество энергии, важно было сохранить энергию, чтобы ее можно было использовать при отключении генерации или когда есть потребность в питании автономных устройств, которые не могут быть привязаны к источнику питания от сети. Здесь следует отметить, что в батареях может храниться только постоянный ток, а переменный ток не может храниться.

Батарейные элементы обычно состоят из трех основных компонентов;

  1. Анод (отрицательный электрод)
  2. Катод (положительный электрод)
  3. Электролиты

Анод — это отрицательный электрод, который производит электроны во внешнюю цепь, к которой подключена батарея.Когда батареи подключены, на аноде инициируется накопление электронов, которое вызывает разность потенциалов между двумя электродами. Затем электроны естественным образом пытаются перераспределиться, этому препятствует электролит, поэтому, когда электрическая цепь подключена, она обеспечивает свободный путь для движения электронов от анода к катоду, тем самым запитывая цепь, к которой он подключен. Изменяя компоновку и материал, используемый для изготовления анода, катода и электролита, мы можем достичь многих различных типов химического состава батарей, что позволяет нам разрабатывать различные типы аккумуляторных элементов.В этой статье мы расскажем о различных типах батарей и их использовании в , так что давайте начнем.

Типы аккумуляторов

Батареи обычно можно разделить на разные категории и типы, в зависимости от химического состава, размера, форм-фактора и вариантов использования, но под всеми из них можно выделить два основных типа батарей;

  1. Первичные батареи
  2. Вторичные батареи

Давайте посмотрим глубже, чтобы понять основные различия между первичной ячейкой и вторичной ячейкой.

1. Первичные батареи

Первичные батареи — это батареи, которые нельзя перезарядить, разряженные. Первичные батареи состоят из электрохимических элементов, электрохимическая реакция которых необратима.

Первичные батареи существуют в различных формах , от батарейки типа «таблетка» до батареек типа AA . Они обычно используются в автономных приложениях, где зарядка нецелесообразна или невозможна. Хороший пример — устройства военного класса и оборудование с батарейным питанием.Использовать аккумуляторные батареи будет непрактично, так как перезарядка батареи будет последним, о чем будут думать солдаты. Первичные батареи всегда имеют высокую удельную энергию, а системы, в которых они используются, всегда рассчитаны на потребление небольшого количества энергии, чтобы батарея прослужила как можно дольше.

Некоторые другие примеры устройств, использующих первичные батареи, включают ; Стрелки, трекеры животных, наручные часы, пульты дистанционного управления и детские игрушки, и это лишь некоторые из них.

Самым популярным типом первичных батарей являются щелочные батареи . Они обладают высокой удельной энергией, экологически безопасны, экономичны и не протекают даже в полностью разряженном состоянии. Они могут храниться в течение нескольких лет, имеют хорошие показатели безопасности и могут перевозиться в самолетах без соблюдения транспортных и других правил ООН. Единственным недостатком щелочных батарей является низкий ток нагрузки, что ограничивает их использование устройствами с низким потреблением тока, такими как пульты дистанционного управления, фонарики и портативные развлекательные устройства.

2. Аккумуляторы вторичные

Вторичные батареи — это батареи с электрохимическими элементами, химические реакции которых можно обратить вспять, подав на батарею определенное напряжение в обратном направлении. Также называемые перезаряжаемыми батареями , вторичные элементы, в отличие от первичных, могут перезаряжаться после того, как энергия на батарее была израсходована.

Они обычно используются в приложениях с большим потреблением энергии и других сценариях, где будет либо слишком дорого, либо нецелесообразно использовать однозарядные батареи.Вторичные батареи малой емкости используются для питания портативных электронных устройств, таких как мобильные телефоны , и других устройств и приборов, в то время как сверхмощные батареи используются для питания различных электромобилей и других приложений с высоким потреблением энергии, таких как выравнивание нагрузки при производстве электроэнергии. Они также используются в качестве автономных источников питания вместе с инверторами для подачи электроэнергии . Хотя первоначальная стоимость приобретения аккумуляторных батарей всегда намного выше, чем стоимость первичных батарей, в долгосрочной перспективе они являются наиболее рентабельными.

Вторичные батареи можно разделить на несколько других типов в зависимости от их химического состава. . Это очень важно, потому что химический состав определяет некоторые атрибуты батареи, включая ее удельную энергию, срок службы, срок годности и цену, чтобы упомянуть некоторые из них.

Ниже приведены различные типы аккумуляторных батарей , которые обычно используются.

  1. Литий-ионный (Li-ion)
  2. Никель-кадмий (Ni-Cd)
  3. Никель-металлогидрид (Ni-MH)
  4. Свинцово-кислотный

1. Никель-кадмиевые батареи

Никель-кадмиевый аккумулятор (никель-кадмиевый аккумулятор или никель-кадмиевый аккумулятор) — это тип аккумуляторной батареи, в которой в качестве электродов используются гидроксид никеля и металлический кадмий. Никель-кадмиевые батареи превосходно поддерживают напряжение и заряд, когда они не используются. Однако батареи NI-Cd легко становятся жертвой страшного эффекта «памяти», когда частично заряженная батарея перезаряжается, что снижает ее будущую емкость.

По сравнению с другими типами перезаряжаемых элементов, никель-кадмиевые батареи обеспечивают хороший срок службы и производительность при низких температурах с хорошей емкостью, но их наиболее значительным преимуществом будет их способность обеспечивать полную номинальную емкость при высоких скоростях разряда. Они доступны в различных размерах, включая размеры, используемые для щелочных батарей, от AAA до D. Ni-Cd элементы используются по отдельности или собираются в пакеты из двух или более элементов. Маленькие пакеты используются в портативных устройствах, электронике и игрушках, в то время как более крупные находят применение в пусковых батареях самолетов, электромобилях и резервных источниках питания.

Некоторые свойства никель-кадмиевых батарей перечислены ниже.

  • Удельная энергия: 40-60 Вт-ч / кг
  • Плотность энергии: 50-150 Вт-ч / л
  • Удельная мощность: 150 Вт / кг
  • Эффективность заряда / разряда: 70-90%
  • Скорость саморазряда: 10% / мес.
  • Долговечность / срок службы: 2000 циклов

2. Никель-металлогидридные батареи

Металлогидрид никеля (Ni-MH) — еще один химический состав, используемый для аккумуляторных батарей.Химическая реакция на положительном электроде батарей аналогична реакции в никель-кадмиевом элементе (NiCd), при этом оба типа батарей используют один и тот же гидроксид оксида никеля (NiOOH). Однако отрицательные электроды в никель-металлогидриде используют сплав, поглощающий водород, вместо кадмия, который используется в никель-кадмиевых батареях

.

.

Батареи

NiMH находят применение в устройствах с высоким энергопотреблением из-за их большой емкости и плотности энергии.Никель-металл-гидридная батарея может иметь емкость в два-три раза больше, чем никель-кадмиевая батарея того же размера, а ее плотность энергии может приближаться к литий-ионной батарее. В отличие от химии NiCd, батареи на основе химии NiMH не восприимчивы к эффекту «памяти» , который испытывают никель-кадмиевые батареи.

Ниже приведены некоторые свойства батарей, основанные на химии никель-металлгидрида;

  • Удельная энергия: 60-120 ч / кг
  • Плотность энергии: 140-300 Втч / л
  • Удельная мощность: 250-1000 Вт / кг
  • Эффективность заряда / разряда: 66% — 92%
  • Скорость саморазряда: 1.3-2,9% / мес при 20 o C
  • Цикл Долговечность / срок службы: 180-2000

3. Литий-ионные батареи Литий-ионные батареи

— один из самых популярных типов аккумуляторных батарей. Существует много различных типов литиевых батарей , но среди всех литий-ионных аккумуляторов используются наиболее часто. Вы можете найти эти литиевые батареи в различных формах, популярных среди электромобилей и других портативных устройств.Если вам интересно узнать больше об аккумуляторах, используемых в электромобилях, вы можете прочитать эту статью о батареях для электромобилей. Они встречаются в различных портативных устройствах, включая мобильные телефоны, интеллектуальные устройства и некоторые другие аккумуляторные устройства, используемые дома. Благодаря легкости они также находят применение в аэрокосмической и военной промышленности.

Литий-ионные батареи — это тип перезаряжаемых батарей, в которых ионы лития от отрицательного электрода мигрируют к положительному электроду во время разряда и возвращаются обратно к отрицательному электроду, когда батарея заряжается.Литий-ионные батареи используют интеркалированное соединение лития в качестве материала одного электрода, по сравнению с металлическим литием, используемым в неперезаряжаемых литиевых батареях.

Литий-ионные батареи

, как правило, обладают высокой плотностью энергии, небольшим эффектом памяти или отсутствием эффекта памяти и низким саморазрядом по сравнению с батареями других типов. Их химический состав, производительность и стоимость варьируются в зависимости от сценария использования, например, литий-ионные батареи, используемые в портативных электронных устройствах, обычно основаны на оксиде лития-кобальта (LiCoO 2 ), который обеспечивает высокую плотность энергии и низкие риски безопасности при повреждении, в то время как Li Батареи с ионами на основе фосфата лития и железа, которые предлагают более низкую плотность энергии, более безопасны из-за меньшей вероятности возникновения неблагоприятных событий, широко используются в электроинструментах и ​​медицинском оборудовании.Литий-ионные батареи предлагают лучшее соотношение производительности и веса, а литиево-серные батареи предлагают самое высокое соотношение.

Некоторые характеристики литий-ионных батарей перечислены ниже;

  • Удельная энергия: 100: 265 Вт-ч / кг
  • Плотность энергии: 250: 693 Вт-ч / л
  • Удельная мощность: 250: 340 Вт / кг
  • Процент заряда / разряда: 80-90%
  • Цикл Долговечность: 400: 1200 циклов
  • Номинальное напряжение ячейки: NMC 3,6 / 3,85 В

4.Свинцово-кислотные батареи Свинцово-кислотные батареи

— это недорогая и надежная силовая рабочая лошадка, используемая в тяжелых условиях эксплуатации. Обычно они очень большие и из-за своего веса всегда используются в непереносных устройствах, таких как накопление энергии на солнечных батареях, зажигание и освещение транспортных средств, резервное питание и выравнивание нагрузки при производстве / распределении электроэнергии. Свинцово-кислотные аккумуляторы являются старейшим типом аккумуляторных батарей, которые по-прежнему актуальны и важны в современном мире. Свинцово-кислотные батареи имеют очень низкое отношение энергии к объему и энергии к весу, но они имеют относительно большое отношение мощности к весу и, как следствие, при необходимости могут обеспечивать большие импульсные токи.Эти характеристики наряду с низкой стоимостью делают эти батареи привлекательными для использования в нескольких сильноточных приложениях, таких как питание стартерных двигателей автомобилей и хранение в резервных источниках питания. Вы также можете ознакомиться со статьей о работе свинцово-кислотных аккумуляторов, если хотите узнать больше о различных типах свинцово-кислотных аккумуляторов, их конструкции и областях применения.

У каждой из этих батарей есть своя область, которая лучше всего подходит, и изображение ниже помогает выбрать между ними.

Выбор подходящего аккумулятора для вашего приложения

Одной из основных проблем, препятствующих технологическим революциям, таким как IoT, является мощность, время автономной работы влияет на успешное развертывание устройств, требующих длительного времени автономной работы, и даже несмотря на то, что для увеличения срока службы аккумулятора принимаются несколько методов управления питанием, совместимый аккумулятор все равно должен быть выбран для достижения желаемого результата.

Ниже приведены некоторые факторы, которые следует учитывать при выборе правильного типа батареи для вашего проекта.

1. Плотность энергии: Плотность энергии — это общее количество энергии, которое может храниться на единицу массы или объема. Это определяет, как долго ваше устройство остается включенным, прежде чем ему потребуется подзарядка.

2. Плотность мощности: Максимальная скорость разряда энергии на единицу массы или объема. Низкое энергопотребление: ноутбук, i-pod. Высокая мощность: электроинструменты.

3. Безопасность : Важно учитывать температуру, при которой устройство, которое вы собираете, будет работать.При высоких температурах некоторые компоненты батареи выходят из строя и могут подвергаться экзотермическим реакциям. Высокие температуры обычно снижают производительность большинства батарей.

4. Срок службы: Стабильность удельной энергии и удельной мощности батареи при повторяющихся циклах (зарядка и разрядка) необходима для длительного срока службы батареи, необходимого для большинства приложений.

5. Стоимость: Стоимость — важная часть любых инженерных решений, которые вы будете принимать.Важно, чтобы стоимость выбранного вами аккумулятора была соизмерима с его производительностью и не приводила к чрезмерному увеличению общей стоимости проекта.

различных типов батарей, их применения и применения

Аккумулятор — это основной источник питания для любого беспроводного электронного устройства, будь то смартфон, ноутбук, часы или пульт. Вы можете представить ситуацию без этих источников энергии? Мы не сможем построить какое-либо беспроводное электронное устройство, и нам придется полагаться только на проводной источник питания, даже электромобили и космические миссии были бы невозможны без батарей.Сегодня в этом руководстве мы кратко обсудим различные типы батарей, их классификацию, терминологию и характеристики.

Что такое аккумулятор и почему он используется?

Давайте посмотрим на основную разницу между батареей и элементом . Также давайте выясним, почему нам именно нужна батарея и почему мы не можем использовать переменное питание (то есть питание переменного тока от настенных розеток) вместо питания постоянного тока.

Ячейка: Ячейка — это источник энергии, который может выдавать только постоянное напряжение и ток в очень малых количествах.Например, если мы возьмем элементы, которые мы используем в часах или пультах дистанционного управления, они могут дать максимум 1,5 — 3 В.

Батарея: Функциональность батареи точно такая же, как у элемента, но батарея представляет собой набор элементов, расположенных последовательно / параллельно , так что напряжение может быть повышено до желаемых уровней. Самый известный пример аккумулятора — это внешний аккумулятор, который используется для зарядки смартфонов. Если мы когда-нибудь увидим внутреннюю часть блока питания, мы сможем найти набор батарей, расположенных последовательно / параллельно в зависимости от требований.Батареи расположены последовательно для увеличения напряжения и параллельно для увеличения тока.

Now Почему постоянный ток предпочтительнее переменного тока ? В большинстве портативных электронных устройств переменный ток не может храниться там, где постоянный ток может храниться без каких-либо затруднений. Даже потери из-за мощности переменного тока больше по сравнению с мощностью постоянного тока. По этой причине DC предпочтительнее для портативных электронных устройств.

Технические термины, используемые при работе с аккумуляторами

Мы не можем просто продолжать использовать только напряжение и ток для объяснения функциональности батареи, есть некоторые уникальные термины, которые определяют характеристики батареи, такие как ватт-час (мАч), рейтинг C, номинальное напряжение, напряжение зарядки и т. Д. зарядный ток, разрядный ток, отключенное напряжение, срок хранения, срок службы — вот несколько терминов, используемых для определения характеристик батарей.

Давайте кратко обсудим каждый термин,

Мощность :

Это энергия , хранящаяся в батарее , которая измеряется в Вт-час

Ватт-час = В * I * часы {поскольку напряжение остается постоянным, поэтому оно измеряется в Ач / мАч}

Обычно при чтении спецификаций смартфона мы видим емкость аккумулятора 2500 мАч или 4000 мАч. Что это обозначает?? Давайте посмотрим

Пример: 2500 мАч это означает, что батарея способна доставить 2.Ток 5А / 2500мА на нагрузку в течение 1 часа. Продолжительность непрерывной работы батареи зависит от потребляемого ею тока нагрузки. Таким образом, если нагрузка потребляет только 25 мА тока, батарея может проработать 100 часов. Как это?

25 мА * 100 часов {т. Е. 25 мА тока в течение 100 часов}

Аналогично 250 мА в течение 10 часов Итак…

Хотя теоретические расчеты кажутся идеальными, срок службы батареи меняется в зависимости от температуры, потребления тока и т. Д.

Мощность :

Это означает величину тока , которую батарея может доставить . Он также известен как C-рейтинг.

Теоретически рассчитывается делением A-h на 1 час.

Пример. Рассмотрим аккумулятор емкостью 10000 мАч.

После деления 10000 мА час / 1 час дает 10000 мА = 10 А = 10 C

Таким образом, батарея емкостью 10000 мАч будет иметь рейтинг C 10 C, что означает, что батарея способна выдавать ток 10 А при постоянном напряжении (фиксированное напряжение / номинальное напряжение).

Если батарея имеет номинал 1С, она способна выдавать ток 1А.

Примечание : Чем выше рейтинг C, тем больше ток, который может потребляться от батареи.

Номинальное напряжение:

При определении мощности у нас есть единица под названием Втч, , которую можно представить как В * I * час, но куда пропало напряжение? Поскольку напряжение батареи будет постоянным и неизменным, оно считается номинальным напряжением (фиксированное напряжение).Таким образом, поскольку напряжение фиксировано, только Ампер и час считаются единицей ( Ач / мАч) .

Ток зарядки:

Это максимальный ток , который может применяться для зарядки аккумулятора , то есть практически максимум 1A / 2A может применяться, если встроена схема защиты аккумулятора, но все же 500 мА — лучший диапазон для зарядки аккумулятора.

Напряжение зарядки:

Это максимальное напряжение, которое должно быть приложено к аккумулятору для его эффективной зарядки.Обычно 4,2 В — лучшее / стандартное напряжение зарядки. Хотя мы подаем на батарею 5 В, она принимает только 4,2 В.

Ток разряда:

Это ток , который может быть получен от батареи и передан на нагрузку . Если ток, потребляемый нагрузкой, превышает номинальный ток разряда, аккумулятор разряжается очень быстро, что приводит к быстрому нагреву аккумулятора, что также приводит к взрыву аккумулятора. Поэтому следует с осторожностью определять величину тока, потребляемого нагрузкой, а также максимальный ток разряда, который может выдержать аккумулятор.

Срок годности:

Может возникнуть ситуация, когда батареи будут бездействовать / опломбированы, особенно в магазинах / магазинах, в течение длительного периода времени. Таким образом, срок хранения определяет период времени, в течение которого батарея может оставаться включенной, и должна иметь возможность использовать ее в течение номинального периода времени . Срок годности в основном рассматривается для неперезаряжаемых батарей, потому что их можно использовать и выбрасывать. Для аккумуляторных батарей, даже если срок хранения меньше, мы все равно можем их зарядить.

Напряжение отключения:

Это напряжение , при котором аккумулятор можно считать полностью разряженным. , после чего, если мы все же попытаемся разрядить его, аккумулятор повредится. Таким образом, за пределами напряжения отключения аккумулятор должен быть отключен от цепи и должен быть заряжен соответствующим образом.

Срок службы:

Предположим, что батарея полностью заряжена и разряжена до 80% от своей реальной емкости, тогда считается, что батарея проработала один цикл.Точно так же количество таких циклов, которые батарея может заряжать и разряжать, определяет срок службы цикла. Чем больше продолжительность цикла, тем лучше будет качество аккумулятора. Но если батарея разряжена, скажем, на 40% от ее фактической емкости, учитывая, что батарея изначально полностью заряжена, это не может считаться циклическим сроком службы.

Удельная мощность:

Он определяет мощность батареи для заданной массы объема.

Например, 100 Втч / кг (стандартная удельная мощность щелочных батарей) означает, что для 1 кг химического состава обеспечивается 100 Втч мощности.

Теперь объем щелочной батареи AAA составляет 11,5 грамма. Итак, если 1 кг может дать емкость 100 Втч, то сколько может дать 11,5-граммовая батарея AAA ?? Давайте посчитаем.

Втч (для 11,5 г) = 100 * 11,5 / 1000 = 1,15 Втч

Итак, мы знаем, что номинальное напряжение щелочной батареи составляет 1,5 В. Таким образом, он обеспечивает 1,5 В * (1,15 / 1,5) А * 1 час дает 0,76 Ач = 760 мАч емкости, что почти равно емкости стандартной щелочной батареи AAA.

Типы аккумуляторов

Батареи в основном делятся на 2 типа:

  • Неперезаряжаемые батареи (первичные батареи)
  • Аккумуляторы (аккумуляторные батареи)

Неперезаряжаемые батареи

Они в основном рассматриваются как первичные батареи , потому что они могут использоваться только один раз.Эти батареи нельзя перезарядить и использовать снова. Давайте посмотрим на обычные, повседневные первичные батареи, которые мы видим.

  • Щелочные батареи: Он в основном построен с химическим составом цинка (Zn) и диоксида марганца (MnO 2 ), так как в нем используется гидроксид калия, который является чисто щелочным веществом, которое называется аккумулятором щелочная батарея с удельной мощностью 100 Втч / кг.

Преимущества:

  1. Срок службы больше
  2. Более совместимый и эффективный для включения портативных устройств.
  3. Срок годности больше.
  4. Маленький размер.
  5. Высокоэффективный.
  6. Низкое внутреннее сопротивление, поэтому состояние разряда в состоянии покоя меньше.
  7. Утечка низкая.

Недостатки:

  1. Стоимость немного высока. Кроме этого все является преимуществом.

Приложения:

Может использоваться в фонариках, пультах дистанционного управления, настенных часах, небольших портативных гаджетах и ​​т. Д.

  • Батареи типа «таблетка»: Химический состав батарей катушечных элементов также является щелочным по своей природе. Помимо щелочного состава, для производства этих батарей будут использоваться химические вещества на основе оксида лития и серебра, которые более эффективны в обеспечении стабильного и стабильного напряжения в таких небольших размерах. Он имеет удельную мощность 270 Втч / кг.

Преимущества:

  1. Легкий
  2. Маленький
  3. Высокая плотность
  4. Низкая стоимость
  5. Высокое номинальное напряжение (до 3 В)
  6. Легко получить высокое напряжение путем последовательного размещения
  7. Длительный срок хранения

Недостатки:

  1. Требуется держатель
  2. Возможность низкого потребления тока

Приложения:

Используется в часах, настенных часах, миниатюрных электронных продуктах и ​​т. Д.

Аккумуляторы

Обычно их называют вторичными батареями , , которые можно перезаряжать и использовать повторно. Хотя стоимость высока, их можно перезаряжать и повторно использовать, и они могут иметь огромный срок службы при правильном использовании и безопасной зарядке.

Свинцово-кислотные батареи

Он состоит из свинцово-кислотного вещества, которое очень дешево и используется в основном в автомобилях и транспортных средствах для питания систем освещения в нем.Они более предпочтительны для продуктов, где размер / пространство и вес не имеют значения. Они имеют номинальное напряжение от 2 В до 24 В и обычно используются как батареи 2 В, 6 В, 12 В и 24 В. Он имеет удельную мощность 7 Втч / кг.

Преимущества:

  1. Дешево по стоимости
  2. Легко перезаряжаемый
  3. Высокая выходная мощность

Недостатки:

  1. Очень тяжелый
  2. Занимает много места
  3. Очень низкая удельная мощность

Приложения:

Используется в автомобилях, ИБП (источники бесперебойного питания), робототехнике, тяжелой технике и т. Д..

Никель-кадмиевые батареи

Эти батареи сделаны из никеля и кадмия по химическому составу. Хотя они используются очень редко, они очень дешевы и имеют очень низкую скорость разряда по сравнению с никель-металлгидридными батареями. Они доступны во всех стандартных размерах, таких как AA, AAA, C и прямоугольной формы. Номинальное напряжение составляет 1,2 В, часто соединенные вместе по 3 штуки, что дает 3,6 В. Он имеет удельную мощность 60 Втч / кг.

Преимущества:

  1. Дешево по стоимости
  2. Легко заряжается
  3. Может использоваться во всех средах
  4. Поставляется во всех стандартных размерах

Недостатки:

  1. Более низкая удельная мощность
  2. Содержит токсичный металл
  3. Необходимо очень часто заряжать, чтобы избежать роста кристаллов на пластине аккумулятора.

Приложения:

Используется в радиоуправляемых игрушках, беспроводных телефонах, солнечных батареях и в основном там, где важна цена.

Ni-MH батареи

Никель-металлогидридные батареи намного предпочтительнее никель-кадмиевых батарей из-за их меньшего воздействия на окружающую среду. Его номинальное напряжение составляет 1,25 В, что больше, чем у никель-кадмиевых аккумуляторов. У них меньшее номинальное напряжение, чем у щелочных батарей, и они являются хорошей заменой из-за своей доступности и меньшего воздействия на окружающую среду.Удельная мощность Ni-MH аккумуляторов составляет 100 Втч / кг.

Преимущества:

  1. Доступны все стандартные размеры.
  2. Высокая удельная мощность.
  3. Легко заряжается.
  4. Хорошая альтернатива щелочному раствору, имеющая почти все сходства, а также перезаряжаемая.

Недостатки:

  1. Саморазряд очень высок.
  2. Дороже, чем никель-кадмиевые батареи.

Приложения:

Используется во всех приложениях, аналогичных щелочным и никель-кадмиевым батареям.

Литий-ионные аккумуляторы

Они состоят из металлического лития и являются новейшими аккумуляторными батареями. Поскольку они имеют компактный размер, их можно использовать в большинстве портативных приложений, требующих высокой мощности. Это лучшие из имеющихся аккумуляторных батарей. Они имеют номинальное напряжение 3.7 В (чаще всего у нас 3,6 В и 7,2 В) и имеют различные диапазоны мощности (от 100 мАч до 1000 мАч). Даже C-рейтинг колеблется от 1C до 10C, а плотность мощности литий-ионных аккумуляторов составляет 126 Втч / кг.

Преимущества:

  1. Очень легкий.
  2. Высокий рейтинг C.
  3. Плотность мощности очень высокая.
  4. Напряжение элемента высокое.

Недостатки:

  1. Это дороговато.
  2. При коротком замыкании клемм аккумуляторная батарея может взорваться.
  3. Требуется схема защиты аккумулятора.

Li-Po батареи

Их также называют литий-ионными полимерными перезаряжаемыми батареями, потому что в них вместо жидкого электролита используется полимерный гель / полимерный электролит с высокой проводимостью. Они относятся к литий-ионной технологии. Это немного дорого. Но батарея очень хорошо защищена по сравнению с литий-ионными батареями.Он имеет удельную мощность 185 Втч / кг.

Преимущества:

  1. Они обладают высокой защитой по сравнению с литий-ионными аккумуляторами.
  2. Очень легкий
  3. Тонкая структура по сравнению с литий-ионными батареями.
  4. Плотность мощности, номинальное напряжение сравнительно очень высоки по сравнению с никель-кадмиевыми и никель-металлгидридными батареями.

Недостатки:

  1. Дорого.
  2. При неправильном подключении может взорваться.
  3. Не допускайте сгибания или воздействия высокой температуры, которая может привести к взрыву.

Области применения: Может использоваться во всех портативных устройствах, требующих перезарядки, таких как дроны, робототехника, радиоуправляемые игрушки и т. Д.

Батареи 101 | B&H Explora

В наши дни почти все, что мы используем, требует батарей, и хотя они стали незаменимыми для нас в наш технологический век, очень немногие из нас понимают, как они работают, или в чем разница между литий-ионными, щелочными и никелевыми -металл-гидрид — не говоря уже о ампер-часах или вольтах.

Имея это в виду, мы составили краткое руководство, которое поможет вам понять этот широко распространенный инструмент и понять, почему так важно подобрать подходящий аккумулятор для вашего устройства. Ради нашего здравого смысла и во избежание путаницы мы сосредоточились на обычных батареях, которые питают такие вещи, как фонарики, пульты дистанционного управления и другие подобные устройства.

Анатомия

Клеммы Несмотря на различия в размере и форме, основная анатомия батареи одинакова.Сначала это клеммы, отмеченные положительным (+) и отрицательным (-). При подключении к нагрузке накопленные электроны (заряд) перетекают с отрицательного вывода на положительный. Нагрузкой может быть что угодно: от светодиода, лампочки, двигателя или радио. Именно этот поток электронов питает устройство, к которому подключена батарея.

Электроды Внутри корпуса батареи находятся два дополнительных компонента, катод (+) и анод (-), вместе они называются электродами.Электроды занимают большую часть батареи, и именно здесь происходит химическая реакция, которая производит электрический ток.

Разделитель Барьер разделяет катод и анод, поэтому они не соприкасаются, позволяя заряду течь между ними.

Электролит Электролит — это катализатор, который позволяет ионам (положительно или отрицательно заряженным атомам) перемещаться между катодом и анодом. В аккумуляторах, которые мы здесь обсуждаем, электролиты состоят из растворимых солей, кислот или других оснований в жидкой, гелеобразной и высушенной формах.

Коллектор Коллектор проводит заряд к клеммам и в нагрузку (и через нее).

Мощность

Это, вероятно, наименее понятный аспект батарей, и он мог бы поддержать статью сам по себе, поэтому мы собираемся придерживаться основ и держать их на уровне начинающих, вместо того, чтобы углубляться в подробности.

Для описания мощности батареи используются два термина: напряжение и ток. Напряжение (измеряется в вольтах или «В») — это измерение разницы в заряде между катодом и анодом.Ток (миллиампер для батарей или «мА») — это скорость, с которой течет напряжение. Подумайте об этом в контексте этой аналогии: если заряд батареи — вода, тогда напряжение — это давление, а поток воды — это ток. Еще один термин, который часто встречается с батареями, — это ампер-час («Ач» или «мАч»). Продолжая приведенную выше аналогию, аккумулятор можно рассматривать как резервуар, содержащий воду (мощность), поэтому ампер-час — это емкость аккумулятора. 1 мАч — это количество переданного заряда при перемещении 1 мА в течение одного часа.

Что касается батарей и мобильной электроники, то способ подключения нескольких батарей влияет как на напряжение, так и на ток. Есть два способа соединить батареи вместе: последовательно или параллельно. При последовательном подключении (положительная клемма к отрицательной клемме) напряжение складывается из количества подключенных батарей, поэтому, если стандартная батарея AA составляет 1,5 В, то подключение двух в последовательной цепи будет давать 3 В при неизменной емкости. , около 2850 мАч. При параллельном подключении одних и тех же двух батарей (положительный к положительному / отрицательный к отрицательному) напряжение остается неизменным на уровне 1.5V, но вдвое больше миллиампер и мАч.

Почему это важно знать? Некоторым устройствам, таким как некоторые из мощных светодиодных фонарей, представленных в настоящее время на рынке, или электронные сигареты / электронные сигареты, для правильной работы требуются аккумуляторные батареи большой емкости. Обычный размер для них — 18650 (подробнее о размерах позже), но вы можете получить этот размер с разной емкостью, например, 2600 мАч, 3400 мАч или 3500 мАч.

С практической точки зрения это означает, что если вы поместите батарею малой емкости в устройство, которое требует большой емкости, устройство будет вытягивать ток из батареи быстрее, чем оно может дать безопасно, и вы рискуете перегреться или перегреться. разряд аккумулятора, который может повредить его способность принимать и удерживать заряд.И наоборот, если вы возьмете аккумулятор большой емкости и поместите его в устройство, рассчитанное на низкую емкость, аккумулятор будет проталкивать ток быстрее, чем устройство может с ним справиться, и вы рискуете повредить устройство.

У некоторых устройств нет рейтинга, но если это важно, производитель сообщит вам, какие батареи требуются для правильной и безопасной работы.

Химия

Одноразовые Хотя химический состав аккумуляторов различается, основной процесс тот же: серия химических реакций между анодом, катодом и электролитом.Анод подвергается реакции окисления, в которой ионы электролита соединяются с анодом, который высвобождает электроны. Одновременно на катоде происходит реакция восстановления, что делает его электронодефицитным. Электроны с анода проходят через нагрузку на катод, который их поглощает. По сути, это электричество — поток электронов. Батарея будет продолжать работать до тех пор, пока либо анод не перестанет вырабатывать электроны, либо катод не перестанет их поглощать.

• Цинк-углеродный химический состав широко используется во многих широко распространенных сухих батареях типа AAA, AA, C и D.Анод — цинк, катод — диоксид марганца, а электролит — хлорид аммония или хлорид цинка.

• Щелочные батареи также распространены в сухих батареях AA, C и D, но, как правило, в более качественных. Катод состоит из смеси диоксида марганца, а анод — из цинкового порошка. Он получил свое название от электролита гидроксида калия, который является щелочным веществом.

Перезаряжаемые батареи работают аналогично одноразовым, за исключением того, что реакция, описанная выше, является односторонней в одноразовой батарее, но процесс обратим в перезаряжаемой батарее.При подключении к сети для подзарядки поток электронов с отрицательного на положительный меняется на противоположный, и аккумулятор снова готов к работе.

Литий-ионные батареи являются наиболее распространенными типами многоразового использования и часто используются для питания высокопроизводительных устройств, таких как сотовые телефоны, цифровые камеры и даже электромобили, и используются в основном там, где требуется высокая плотность энергии и сохранение веса. имеет первостепенное значение. В литиевых батареях используются различные вещества, но наиболее распространенной комбинацией является катод из оксида лития и кобальта и угольный анод.

Примерно за последний год литий-ионные батареи упоминались в новостях из-за того, что они вызывали перегрев различных устройств и загорались / взрывались, что привело к тому, что некоторые авиакомпании ограничили их полеты, поэтому мы должны вкратце взглянуть на это. Литий-ионные аккумуляторы очень эффективны, мощны и долговечны, а также могут быть сделаны небольшими и тонкими, чтобы вписаться в наши изящные устройства, но тот же химический состав также является очень едким и легковоспламеняющимся. Если есть недочеты в конструкции или изготовлении, могут быть проблемы.Если посадка внутри футляра вызывает давление или неправильное использование потребителем каким-либо образом повредит предмет, могут случиться плохие вещи. Суть в том, что литий-ионная технология существует уже более 25 лет и в целом безопасна.

Прочие типы перезаряжаемых химикатов:

• Никель-кадмий (NiCd) используется там, где важны длительный срок службы, высокая скорость разряда и экономичная цена. Основные области применения — двусторонняя радиосвязь, биомедицинское оборудование, профессиональные видеокамеры и электроинструменты.

• Металлогидрид никеля (NiMH) имеет более высокую плотность энергии по сравнению с NiCd за счет сокращения срока службы. NiMH не содержит токсичных металлов, в отличие от NiCd.

• Литий-ионный полимер (литий-ионный полимер) предлагает атрибуты литий-ионного аккумулятора в сверхтонкой геометрии и упрощенной упаковке.

ПРИМЕЧАНИЕ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ: Перед заменой одноразовых батарей на аккумуляторные в любом устройстве ознакомьтесь со спецификациями и руководством пользователя. Довольно часто проблем не возникает, но, как я уже упоминал относительно емкости, вам необходимо убедиться, что ваше устройство совместимо с типом батареи, которую вы используете, чтобы не повредить устройство и не сократить срок его службы.И что бы вы ни делали, НЕ СМЕШАЙТЕ ОДНОРАЗОВЫЕ И ПЕРЕЗАРЯЖАЕМЫЕ В ОДНО ВРЕМЯ.

Аккумуляторная технология

Электроника и печатные платы становятся все меньше и дешевле, а также становятся более интеллектуальными, поэтому производители могут встроить в свои батареи множество технологий, чтобы защитить их от злоупотреблений и продлить срок их службы. Многие аккумуляторные батареи теперь имеют встроенную электронику, которая защищает от перезарядки, чрезмерной разрядки, обратной полярности (установка аккумулятора задом наперед) и перегрева.Эти платы контролируют батарею и отключают ток в случае возникновения проблемы. Точно так же многие зарядные устройства для аккумуляторов имеют дополнительные технологии, которые отключают цепь зарядки, когда аккумулятор достигает емкости, чтобы предотвратить чрезмерную зарядку, и, если они находятся в зарядном устройстве в течение длительного времени, отправят поддерживающий заряд (называемый непрерывным зарядом) на держите аккумулятор полностью заряженным, не повреждая его.

Последние мысли

Как видите, в этом маленьком цилиндре есть нечто большее, чем кажется на первый взгляд.Вооружившись небольшими знаниями и основными отличиями от того, что означают все сбивающие с толку числа, теперь вы можете идти дальше и покупать с уверенностью, что вы сможете сопоставить правильный аккумулятор с правильным устройством.

Не стесняйтесь задавать вопросы в разделе комментариев ниже.

типов батарей | Ассоциация аккумуляторных батарей

НИКЕЛЕВЫЕ КАДМИЕВЫЕ БАТАРЕИ

Активные компоненты NiCd аккумуляторной батареи в заряженном состоянии состоят из гидроксида никеля (NiOOH) в положительном электроде и кадмия (Cd) в отрицательном электроде.В качестве электролита обычно используется гидроксид калия (КОН). Благодаря низкому внутреннему сопротивлению и очень хорошим токопроводящим свойствам никель-кадмиевые батареи могут обеспечивать чрезвычайно высокие токи и могут быстро заряжаться. Эти элементы способны выдерживать температуры до -20 ° C. Выбор сепаратора (нейлон или полипропилен) и электролита (KOH, LiOH, NaOH) влияет на условия напряжения в случае сильноточного разряда, срок службы и способность к перезарядке.В случае неправильного использования может быстро возникнуть очень высокое давление. По этой причине для элементов требуется предохранительный клапан. NiCd-элементы обычно имеют длительный срок службы, что обеспечивает высокую степень экономии.

НИКЕЛЬ-МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ГИДРИДНЫЕ БАТАРЕИ

Активные компоненты NiMH аккумуляторной батареи в заряженном состоянии состоят из гидроксида никеля (NiOOH) в положительном электроде и металлического сплава, аккумулирующего водород (MH) в отрицательном электроде, а также из электролита гидроксида калия (KOH).По сравнению с перезаряжаемыми никель-кадмиевыми батареями, никель-металлгидридные батареи имеют более высокую удельную энергию на единицу объема и веса.

ЛИТИЕВЫЕ ИОННЫЕ БАТАРЕИ

Термин ионно-литиевая батарея относится к перезаряжаемой батарее, в которой материалы отрицательного электрода (анода) и положительного электрода (катода) служат в качестве хозяина для литий-ионных аккумуляторов (Li +). Ионы лития перемещаются от анода к катоду во время разряда и интеркалируются (вставляются в пустоты в кристаллографической структуре) катода.Ионы меняют направление во время зарядки. Поскольку ионы лития внедряются в материалы-хозяева во время заряда или разряда, в литий-ионном элементе нет свободного металлического лития. В литий-ионном элементе чередующиеся слои анода и катода разделены пористой пленкой (разделителем). Электролит, состоящий из органического растворителя и растворенной соли лития, обеспечивает среду для переноса ионов лития. Для большинства коммерческих литий-ионных ячеек диапазон напряжений составляет примерно от 3,0 В (в разряженном состоянии или при 0% -ном состоянии заряда, SOC) до 4.2 В (полностью заряженный или 100% SOC).

Свинцово-кислотные батареи с малым уплотнением

Перезаряжаемые небольшие герметичные свинцово-кислотные батареи (SSLA), которые представляют собой свинцово-кислотные батареи с регулируемым клапаном (батареи VRLA), не требуют регулярного добавления воды в элементы и выделяют меньше газа, чем залитые (влажные) свинцово-кислотные батареи. батареи иногда называют «необслуживаемыми» батареями. Уменьшение вентиляции является преимуществом, поскольку они могут использоваться в ограниченных или плохо вентилируемых помещениях.

Есть два типа батарей VRLA,

  • Аккумулятор из абсорбированного стекломата (AGM)
  • Гелевый аккумулятор («гелевый элемент»)

В батарее из абсорбированного стекломата электролит абсорбируется в сепараторе из стекловолокна.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *