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
высокая стоимость Как видите, литиевые батарейки — это единственный тип, у которого достоинства решительно перевешивают недостатки. Поэтому рекомендуем попробовать:
Батарейка ааа и ее характеристики
Ниже приведены технические параметры мизинчикового элемента питания, размеры, сила тока, вольтаж, срок годности и многое другое. Данное описание поможет разобраться что представляет из себя этот источник питания.
Данный источники энергии имеет защиту от коррозии и короткого замыкания. Она заключается в оснащении батареи пластиковым или металлическим корпусом. Цилиндрический электрод изолирован специальной изоляцией.
Положительный торец выполнен в видео небольшого цилиндрика занимающего около трети всего диаметра. Отрицательный полюс напоминает плоскую иногда рельефную область. Габариты чаще всего одинаковые, ну а вес немного варьирует из-за использования разной химии.
Буквенная надпись ААА на батарейках говорит о их форме, размерах. То есть это некий гост стандарт. Пример на фото ниже!
Обозначение мизинчиковой батарейки
По номенклатуре EIC JIS она обозначается R03. Советское цифровое обозначений – 286.
- Бренд в данном случае Energizer.
- Тим элемента ААА.
- Химия – Алкалиновая или щелочная – alkalin.
- Срок годности. У этого источника питания он до 2026 года.
- Отрицательный полюс.
- Положительный торец.
Таким образом маркировка мизинчиковой батарейки показывает частично характеристики, которые отражены в следующих разделах.
Ёмкость батарейки ааа
Она имеет энергетическую плотность 1250 mAh – это щелочная. Аккумуляторные батарейки ааа типа имеют емкость от 300 – 1100 mAh. Солевые обладают 540 мили амперами в час.
Напряжение
Вольтаж составляет 1,5 v. Этот параметр характерен для солевых и щелочных источников энергии. У никель-металлогидридных (Ni-MH) аккумуляторов оно составляет 1,2 вольта.
Если задумываетесь до какого напряжения можно использовать батарейки ааа, то смотрите паспорт устройства.
Они имеют следующий типоразмер:
- Диаметр 10,5 мм.
- Длина 44,6 мм.
Срок годности мизинчиковых батареек
Чтобы узнать этот параметр посмотрите внимательно на этикетку. На некоторых элементах пишут, что он составляет 8 лет. А вот время работы зависит от того в каком приборе они используются. И сколько он потребляет микро ампер часов.
Морозостойкие батарейками ааа являются никель-кадмиевые. Но это уже аккумуляторный тип.
Корпус выполняется из металла или алюминия и на него наносится красочная этикетка с основными характеристиками. Так же он может быть сделан из бумаги, но подобное в наше время большая редкость.
Где используются разные виды батареек
Представьте: вам поручили сделать несколько фото для отчёта, а камера разряжена. Какие батарейки лучше для фотоаппарата? Многие думают, что подойдут любые, лишь бы они подходили по размеру. Однако с разными батарейками получается разное качество снимков. Дело тут в напряжении. Самое стабильное значение показывают литиевые пальчиковые или мизинчиковые батарейки. Не говоря уже о том, что они медленнее разряжаются ― в то время, как на солевых вы сможете сделать только пару фотографий со вспышкой.
Для светильников и фонариков лучше подойдут щелочные батарейки. Солевые подойдут разве что для совсем маленьких подсветок (например, для книги).
Солевым тоже можно найти применение. Для пульта телевизора или настенных часов лучше брать какие-нибудь более бюджетные батарейки, поскольку энергии будет достаточно в любом случае.
Размер может быть разный. В пульты дистанционного управления чаще вставляют мизинчиковые . Сложнее определить, какие батарейки нужны для часов, вариаций здесь множество. Для старых настенных часов может даже потребоваться «Крона» (как и для старых раций, микрофонов, фонарей). Но более частый вариант ― несколько батареек формата ААА или АА.
Какие батарейки используются в наручных часах? «Монетка» подходящего размера может быть алкалиновой, литиевой или серебряной. Любой из них хватит на пару лет, но последние две ― самые надёжные. Их применяют также в материнских платах.
Щелочные AA и AAA ― оптимальный вариант для мыши, рабочего телефона, рации, литиевые ― для колонок. В сигнализациях дольше работают специальные батарейки A23 и A27, на них часто так и написано: «для сигнализаций».
Везде можно заменить солевые на щелочные, а щелочные на литиевые, просто не всегда в этом есть смысл. Главное ― не использовать батарейки разных типов вместе в одном устройстве.
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.
NiMH-аккумуляторы
Это самый популярный тип используемых в быту аккумуляторов. Они удовлетворят почти всем домашним потребностям, заряжаются любыми зарядными устройствами и стоят относительно недорого.
Panasonic
Первыми производить NiMH-аккумуляторы по технологии LSD начала компания Sanyo, которую затем приобрел Panasonic. Батареи Eneloop этого производителя уже много лет считаются эталоном качества. Но они же и самые дорогие среди всего ассортимента NiMH-аккумуляторов
Обратите внимание, что батареи Eneloop бывают двух типов: Eneloop Pro (черные) и просто Eneloop (белые). Черные отличаются повышенной емкостью, но платят за это меньшим сроком службы
Белые, соответственно, — наоборот. Сами решайте, что вам важнее.
Купить их можно на AliExpress в фирменном магазине Panasonic.
Eneloop Pro AA стоят примерно 350 рублей за 1 штукуEneloop Pro AAA стоят примерно 300 рублей за 1 штуку
Если аккумуляторы нужны срочно, то в Pleer.ru они совсем немного дороже.
Eneloop Pro AA — примерно 380 рублей за 1 штукуEneloop Pro AAA — примерно 320 рублей за 1 штуку
Xiaomi
Компанию Xiaomi теперь знают все. Телефоны, умные браслеты, повербанки и отличные аккумуляторы, которых, как ни странно, на всех не хватает, и они постоянно пропадают из продажи. При отменном качестве батареи Xiaomi имеют вполне скромную цену.
Xiaomi ZMI ZI7 AA — примерно 180 рублей за 1 аккумулятор Xiaomi ZMI ZI5 AAA — примерно 180 рублей за 1 аккумулятор
Чуть дороже, но быстрее в Pleer.ru
Xiaomi ZMI ZI7 AA — примерно 240 рублей за 1 аккумуляторXiaomi ZMI ZI5 AAA — примерно 225 рублей за 1 аккумулятор
Pkcell
Эта компания, пожалуй, — оптимальный выбор. Молодой китайский бренд за несколько лет уже проверен тысячами положительных отзывов. Их LSD-аккумуляторы имеют достойное качество и хороший срок службы. И главное, стоят в разы дешевле раскрученных брендов. И у магазина есть склад в России — обещают доставку не дольше чем за 15 дней.
PKcell AA — примерно 130 рублей за 1 батарейкуPKcell AAA — примерно 80 рублей за 1 батарейку
Palo
Просто еще один китайский бренд аккумуляторов. Качество вполне достойное, цена приемлемая. Отзывы положительные, хотя некоторые пользователи отмечают, что заявленная емкость все же завышена. Небольшие недостатки искупаются ценой.
Palo AA — примерно 115 рублей за 1 аккумуляторPalo AAA — примерно 90 рублей за 1 аккумулятор
Analong
Не очень популярный бренд, хотя существует уже около пяти лет. При сравнимом с конкурентами качестве его аккумуляторы — самые-самые дешевые. Цена за аккумулятор — почти как за обычную алкалиновую батарейку.
Analong AA — примерно 85 рублей за 1 штукуAnalong AAA — примерно 60 рублей за 1 штуку
LiitoKala Lii-PD4
Новая модель, LiitoKala, с более удобным управлением, чем предшественник. По функционалу все примерно так же: заряжаются любые цилиндрические аккумуляторы большинства существующих типов.
Liitokala Lii-202 USB
Самый дешевый вариант приличного зарядного устройства. Почти весь функционал более дорогих зарядок сохранен. Но в жертву цене принесен ЖК-дисплей, и в комплекте нет блока питания. Потребуется еще хороший USB-адаптер с током не менее 2 ампер. Бывают на 1, 2 и 4 канала.
SKYRC MC3000
Король всех зарядок. Заражает вообще, абсолютно любые аккумуляторы в цилиндрическом корпусе. Довольно сложен в управлении, так как позволяет создавать собственные программы заряда и восстановления батарей. Умеет передавать данные заряда и разряда на компьютер или смартфон через Bluetooth, и даже управлять им можно через приложение на телефоне. В целом отличное устройство, но вот цена…
Что означают разные параметры батареек: полярность, напряжение, ёмкость
Чтобы устройство работало, нужно правильно соотносить полюса в слоте с полюсами батарейки. Если вы вставите элемент питания не тем концом, это ничем не грозит – современные приборы из-за этого не портятся. Но всё же удобнее, когда сразу понятно, где «плюс» и где «минус».
Вообще, на товарах они указаны, но обозначения могут стереться, и не все знают, как определить полярность батарейки в этом случае.
- у цилиндрической положительный полюс в виде выступа, а отрицательный ― в виде углубления;
- у кроны оба полюса располагаются рядом: «плюс» ― тот выступ, который меньше;
- у дисковой батарейки «плюс» находится на гладкой стороне.
Между полюсами есть разность потенциалов, или напряжение. Это важнейшая характеристика, благодаря которой батарейка вырабатывает энергию, а приборы ― функционируют. Измеряется она в вольтах. У стандартных цилиндрических элементов питания разность потенциалов одна и та же, ни тип, ни размер на неё не влияют. В мизинчиковой, пальчиковой и более крупных будет одно и то же напряжение 1,5 В.
А вот сколько вольт в дисковой батарейке, уже зависит от её типа. Так, напряжение в алкалиновых «таблетках» тоже 1,5 В, в серебряных ― 1,55 В, в литиевых ― 3 В.
Чтобы купить подходящие батарейки для устройства, знать его напряжение обычно не нужно. Если в вашей компьютерной мыши, к примеру, слот для двух мизинчиковых батареек, то для неё требуется 2х1,5=3 В.
На этом основано устройство многих батарей. Есть цилиндрические элементы на 12 В (A23, A27), которые внешне похожи на пальчиковые, но внутри их корпуса 8 последовательно соединённых миниатюрных «монеток» на 1,5 В. Такие батарейки лучше подходят фотоаппаратов и брелков сигнализаций, потребляющих много электроэнергии. Если мы возьмём батарею «Крона» на 9В, то в ней будет шесть тонких батареек AAAA.
Строго говоря, только такие элементы питания называются батареями ― когда их несколько, соединённых между собой. Но в обиходной речи и для отдельных элементов уже устоялось название «батарейка», поэтому и мы используем такой термин для ясности.
Во всех случаях имеется в виду то, какое напряжение должно быть на батарейке в начале срока службы. При долгом хранении оно, естественно, уменьшается, а при использовании – уменьшается ещё быстрее. При этом, чем сильнее нагрузка по току, тем быстрее садятся батарейки, особенно солевые. Для приборов с высокой нагрузкой стоит брать батареи с большой ёмкостью.
Что такое емкость батареи? Это тот запас электроэнергии, которым она обладает. Ёмкость отражает то, как долго может прослужить батарейка. Измеряется в миллиампер-часах (мА*ч или mAh), её можно перевести в ампер-часы, разделив на 1000.
На ёмкость влияет тип батареи. Возьмём для примера AA:
- у солевой ёмкость 0,55 А*ч;
- у алкалиновой ― от 1 до 2,98 A*ч;
- у литиевой ― от 2 до 3 А*ч.
Эта характеристика зависит и от размера. Если посмотреть, какая емкость у пальчиковой батарейки и у мизинчиковой при одинаковом напряжении (1,5В), то пальчиковая содержит до 3 А*ч, тогда как мизинчиковая ― 1,3 А*ч.
Срок работы батарейки легко определить как произведение её ёмкости на силу тока прибора. К примеру, если ёмкость составляет 1 А*ч, а сила тока 0,2 А, тогда время работы рассчитывается как: 1 / 0,2 = 5 ч.
Разумеется, это приблизительное значение. На время работы влияет:
- тип прибора (одни потребляют мало, как, например, часы, другие много, как фотокамера);
- саморазряжаемость батарейки (то, какой процент ёмкости она теряет со временем – зависит от химических свойств электролита и электродов);
- перепады температуры (особенно влияет на солевые батарейки).
Для некоторых сложных устройств важна не только ёмкость, но и напряжение элемента питания не ниже определённой границы. Бывает, что батарейка перестаёт работать, мы думаем, что она разрядилась и выкидываем её. На самом деле упало напряжение, но ёмкости для работы ещё достаточно.
Часто так выбрасываются элементы питания, севшие всего на 60%! А между тем, если просто вставить эту батарейку в часы или какое-то другое неэнергоёмкое устройство, она, как правило, прослужит ещё какое-то время.
Виды по химическому составу
В зависимости от того, из чего делают батарейки, согласно международному стандарту IEC, маркируются так:
- R — солевые;
- LR — щелочные;
- SR — серебряные;
- CR — литиевые;
- PR — воздушно-цинковые.
У каждого типа батареек есть плюсы и минусы.
Щелочные
Щелочные или алкалиновые элементы питания сейчас являются самыми популярными среди химических источников питания. Их катод сделан из цинка, а анод — из двуокиси марганца. Материал электролита — гидроксид калия, являющийся щелочью.
Эти батарейки обладают большей ёмкостью по сравнению с солевыми, они не боятся отрицательных температур. Хранятся семь лет, так как у них небольшая скорость саморазряда. Стоят такие элементы питания немного выше, чем солевые.
Солевые
Первые солевые батарейки были выпущены компанией Eveready в 20-х годах ХХ века. Их катод и анод сделаны из тех же материалов, что и у щелочных элементов питания. В качестве электролита используется хлорид аммония.
Преимущество таких батареек — это низкая цена. Они имеют также ряд недостатков. Такие источники тока не могут долго храниться и быстро разряжаются, даже если их не использовать. При длительной эксплуатации они могут потечь. Не рекомендуется использовать солевые батарейки при отрицательных температурах. Кроме этого, они не могут работать в устройствах, для работы которых нужна значительная сила тока.
Литиевые
Катод литиевых источников питания изготовлен из лития, а в качестве материала для анода могут использоваться диоксид марганца, монофторид углерода или другие материалы. Электролит сделан из органических материалов.
Эти элементы отличаются большой ёмкостью, длительным сроком хранения (до двенадцати лет), небольшим весом, кроме этого, они могут обеспечить стабильное напряжение. Основным недостатком литиевых источников электричества является высокая стоимость.
К этому типу химических источников тока относятся йодно-литиевые батарейки. Они используют йод как окислитель, а литий как восстановитель. Такие батареи могут быть достаточно мощными. Они долго хранятся и медленно разряжаются.
Также к литиевым относятся батарейки с твёрдым катодом. Их катод изготавливается из лития, а для анода используются сульфиды и оксиды металлов. Материал электролита — растворы солей. Могут работать в широком диапазоне температур и являются достаточно ёмкими. Их главный недостаток — высокая стоимость.
Кроме этого, к литиевым относятся батарейки с жидким окислителем. Они могут работать при температурах от -60 °С. При использовании мощной нагрузки, потребляющей большое количество электрической энергии, они быстро разряжаются. Также стоимость высока. Чаще всего используются в космических исследованиях и военной отрасли.
Серебряные
Отрицательный электрод этих элементов питания сделан из цинка, а положительный — из оксида серебра. Электролитом серебряных батареек является щёлочь, это может быть гидроксид калия или натрия.
Серебряные источники тока долго хранятся, имеют большую электрическую ёмкость и обеспечивают стабильное напряжение. Самый большой их недостаток — это высокая стоимость.
Ртутные
В этих источниках питания минусовой полюс батарейки сделан из цинка, а плюсовой — из оксида ртути. В качестве электролита используется 45%-й раствор гидроксида калия.
Данный тип батареек отличается большой ёмкостью и может обеспечить высокую стабильность выходного напряжения. Однако такие батарейки токсичны, и их утилизация затруднена. К недостаткам отнесём их высокую цену.
Воздушно-цинковые
Этот тип батарей очень чувствителен к внешним факторам, таким как влажность и температура воздуха, поэтому их рекомендуют использовать в помещениях. Положительные свойства — большая ёмкость и экологичность. После вскрытия упаковки могут проработать не больше одного месяца.
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.
Батарейки «таблетки»: размеры и названия
Ещё одно название миниатюрной круглой батарейки – сухой элемент. Такие источники питания состоят из анода, выполненного из оксида серебра, цинкового катода и электролита. В качестве последнего выступает смесь солей, которая имеет пастообразную консистенцию.
Разные производители нередко присваивают таким источникам питания обозначения, которые отличаются от стандартных. Ниже приведена классификационная таблица, в которой указаны альтернативные названия и размеры часовых батареек.
Именно эти миниатюрные серебристые «таблетки» заставляют работать механизмы современных наручных часов. Когда приходит время заменить батарейку, можно столкнуться с вопросом, какой же источник питания подойдёт в этой ситуации? К примеру, если в часах использовался элемент 399, можно вместо него ставить миниатюрную батарейку, которая в зависимости от производителя может иметь названия V399, D399, LR57, LR57SW, LR927, LR927SW или L927E. Под такими наименованиями будет производиться «таблетка», высота которой составляет 2,6 миллиметров, а диаметр – 9,5.
Размер батареек – это не единственный параметр, на который следует обращать внимание при покупке источников питания. Для того чтобы научиться расшифровывать информацию, которая располагается на гальванических элементах, нужно ознакомиться с основными принципами их маркировки