Классификация, типы и размеры батареек
В наше время батарейки являются самыми распространёнными источниками питания для электроники и мелкой техники. Необходимость их замены возникает довольно часто. Для того чтобы сделать оптимальный выбор при покупке нового гальванического элемента, следует обращать внимание не только на размеры батареек и наименование производителя. В этой статье найдутся ответы на следующие вопросы: какой формы бывают эти источники питания? Какими бывают типы батареек по размеру? Как маркируются гальванические элементы и на что нужно обратить внимание при покупке, чтобы источник питания прослужил долго?
Виды батареек
Классификация батареек осуществляется в зависимости от материалов, из которых изготовлены их активные компоненты: анод, катод и электролит.
Существует пять видов современных источников питания:
- солевые,
- щелочные,
- ртутные,
- серебряные,
- литиевые.
Типы батареек по размеру будут перечислены ниже. А сейчас подробно рассмотрим каждый из указанных классов гальванических элементов.
Солевые батарейки
Солевые батарейки были созданы во второй половине двадцатого столетия. Они пришли на смену существовавшим ранее марганцево-цинковым источникам питания. Размеры батареек не изменились, а вот технология изготовления этих гальванических элементов стала другой. В солевых источниках питания в качестве электролита используется раствор хлорида аммония. В нём размещены электроды, изготовленные из цинка и оксида марганца. Соединение между отдельными электролитами осуществляется при помощи солевого моста.
Основным достоинством таких батареек является их низкая стоимость. Эти гальванические элементы питания самые дешёвые среди всех существующих.
Недостатки солевых батареек:
- в период разряда существенно снижается напряжение;
- срок хранения мал и составляет всего 2 года;
- к концу гарантированного срока хранения ёмкость снижается на 30-40 процентов;
- при низкой температуре ёмкость уменьшается практически до нуля.
Щелочные батарейки
Такие батарейки были изобретены в 1964 году. Ещё одно название этих источников питания – алкалайновые (от английского слова alkaline, что в переводе означает именно «щелочной»).
Электроды такой батарейки изготовлены из цинка и двуокиси марганца. В качестве электролита выступает щёлочь гидроксид калия.
На сегодняшний день именно эти батарейки являются самыми распространёнными, ведь они отлично подходят большинству электронных устройств.
Достоинства алкалайновых источников питания:
- обладают большей ёмкостью в сравнении с солевыми и, как следствие, более длительным сроком службы;
- могут работать при низкой температуре окружающей среды;
- обладают улучшенной герметичностью, то есть вероятность протечки снижена;
- имеют более длительный срок хранения, который составляет 5 лет;
- обладают сниженной скоростью саморазряда по сравнению с солевыми батарейками.
Недостатки щелочных источников питания:
- период разряда характеризуется постепенным снижением выходного напряжения;
- размеры батареек алкалайновых аналогичны параметрам солевых, а вот стоимость и масса щелочных источников питания выше.
Ртутные батарейки
В такой батарейке анод изготавливается из цинка, катод – из оксида ртути. Электроды разделены при помощи сепаратора и диафрагмы, которая пропитана 40% раствором гидроксида калия. Щёлочь здесь используется как электролит. Благодаря именно такому составу этот источник питания может работать как аккумулятор. Но при цикличной работе гальванический элемент деградирует, ёмкость его снижается.
Достоинства ртутных батареек:
- стабильное напряжение;
- высокие показатели ёмкости и плотности энергии;
- возможность работы как при высокой, так и при низкой температуре окружающей среды;
- длительный срок хранения, который составляет 10 лет.
Недостатки ртутных источников питания:
- высокая цена;
- возможность опасного воздействия паров ртути в случае разгерметизации;
- необходимость налаживания процесса сбора и утилизации.
Серебряные батарейки
В серебряной батарейке для производства анода используется цинк, для катода – оксид серебра. Электролитом выступает гидроксид натрия или калия.
Именно к этой категории относятся батарейки для часов, размеры которых будут приведены ниже. Достоинства серебряных источников питания следующие:
- стабильность напряжения;
- наличие высоких показателей ёмкости и плотности энергии;
- невосприимчивость к температуре окружающей среды;
- длительный срок службы и хранения.
Недостатком таких батареек является их высокая стоимость.
Литиевые батарейки
В такой батарейке катод изготовлен из лития. Он отделён от анода с помощью сепаратора и диафрагмы, которая пропитана органическим электролитом.
Достоинства литиевых батареек:
- постоянное напряжение;
- высокая ёмкость и плотность энергии;
- независимость энергоёмкости от тока нагрузки;
- небольшая масса;
- длительный срок хранения, который составляет до 12 лет;
- невосприимчивость к перепадам температур.
К недостаткам литиевых батареек можно отнести лишь их дороговизну.
Как указано выше, источники питания имеют разный химический состав. Также существенно отличаются друг от друга формы и размеры батареек. Гальванические элементы имеют разную высоту, диаметр и напряжение. Рассмотрим классификацию батареек в соответствии с этими параметрами.
Классификация батареек по размеру
В зависимости от напряжения, высоты, диаметра и формы, источники питания можно определённым образом систематизировать. Одной из самых популярных систем классификации является американская. Она представлена на рисунке ниже. Такая стандартизация отличается удобством, её применяют во многих странах.
Согласно американской системе источники питания классифицируются следующим образом:
Название | Высота, мм | Диаметр, мм | Напряжение, В |
D | 61,5 | 34,2 | 1,5 |
|---|---|---|---|
C | 50,0 | 26,2 | 1,5 |
AA | 50,5 | 14,5 | 1,5 |
AAA | 44,5 | 10,5 | 1,5 |
PP3 | 48,5 | 26,5 | 9,0 |
Кроме класса, указанного в таблице, источники питания имеют и обиходное название, которое используется в народе. К примеру, размер батарейки АА сопоставим с размером человеческого пальца, поэтому «народное» название этого гальванического элемента – «пальчиковая» батарейка, или «два А». А вот источник питания C именуется в обиходе «дюймовочкой». Гальванический элемент D называют «бочкой». А батарейка ААА, размеры которой схожи с параметрами самого маленького пальца человека, не зря именуется «мизинчиковой», или «три А». Источник питания PP3 получил название «крона».
Также в электронике широко используются миниатюрные круглые батарейки, размеры и названия которых отличаются многообразием. Более подробная информация о серебристых «пилюлях» и классификация таких источников питания приведена ниже.
Батарейки «таблетки»: размеры и названия
Ещё одно название миниатюрной круглой батарейки – сухой элемент. Такие источники питания состоят из анода, выполненного из оксида серебра, цинкового катода и электролита. В качестве последнего выступает смесь солей, которая имеет пастообразную консистенцию.
Разные производители нередко присваивают таким источникам питания обозначения, которые отличаются от стандартных. Ниже приведена классификационная таблица, в которой указаны альтернативные названия и размеры часовых батареек.
Именно эти миниатюрные серебристые «таблетки» заставляют работать механизмы современных наручных часов. Когда приходит время заменить батарейку, можно столкнуться с вопросом, какой же источник питания подойдёт в этой ситуации? К примеру, если в часах использовался элемент 399, можно вместо него ставить миниатюрную батарейку, которая в зависимости от производителя может иметь названия V399, D399, LR57, LR57SW, LR927, LR927SW или L927E. Под такими наименованиями будет производиться «таблетка», высота которой составляет 2,6 миллиметров, а диаметр – 9,5.
Размер батареек – это не единственный параметр, на который следует обращать внимание при покупке источников питания. Для того чтобы научиться расшифровывать информацию, которая располагается на гальванических элементах, нужно ознакомиться с основными принципами их маркировки.
Маркировка батареек
Международной электротехнической комиссией (IEC) создана определённая система обозначений, согласно которой следует маркировать все батарейки. На корпусе источника питания должна быть указана информация о его энергоёмкости, составе, размере, классе и величине напряжения. На примере батарейки, изображённой ниже, рассмотрим подробнее все элементы маркировки.
Информация, указанная на источнике питания, свидетельствует о следующем:
- электрический заряд гальванического элемента составляет 15 А*ч;
- класс источника питания – AA, то есть это «пальчиковая» батарейка;
- напряжение составляет 1,5 Вольта.
А что означает надпись "LR6"? Это, собственно, и есть маркировка, которая даёт информацию о химическом составе и классе источника питания. Виды батареек имеют следующие буквенные обозначения:
- солевая – R;
- щелочная – LR;
- серебряная – SR;
- литиевая – CR.
Классы батареек обозначаются такими цифрами:
- D – 20;
- C – 14;
- AA – 6;
- AAA – 03;
- PP3 – 6/22.
Теперь можно расшифровать маркировку LR6 на приведённом рисунке. Буквы здесь обозначают, что это щелочной гальванический элемент, а цифра указывает размер «пальчиковой» батарейки, то есть указывает принадлежность источника питания к классу AA.
Сфера применения и особенности выбора батареек
В первую очередь следует отметить, что все гальванические элементы отвечают требованиям унификации, то есть потребитель без проблем может заменить источник питания одного производителя аналогичной батарейкой другого. Есть лишь одно предостережение: не следует использовать в одном устройстве источники тока, изготовленные разными фирмами или тем более относящиеся к разным видам. Это существенно снизит срок службы батареек.
При выборе источников питания нужно обратить внимание на упаковку. Нередко производитель указывает на ней устройства, в которых рекомендуется использовать именно эти батарейки. Если такая информация не предоставлена, советы, размещённые ниже, помогут сделать правильный выбор.
Солевые батарейки обладают малой ёмкостью в 0,6-0,8 А*ч и используются в устройствах с малым энергопотреблением. Это могут быть пульты дистанционного управления, термометры электронные, тестеры, весы напольные или кухонные. Также солевые элементы могут быть использованы как батарейки для часов. Размеры таких источников тока аналогичны соответствующим параметрам алкалайновых, однако области их применения существенно разнятся. Ведь если использовать солевые батарейки в устройствах с электродвигателем, фонариках или фотоаппаратах, то срок их службы может составить всего 20-30 минут. Такие гальванические элементы не рассчитаны на большие нагрузки.
Щелочные батарейки обладают достаточно большой ёмкостью в 1,5-3,2 А*ч. Это позволяет успешно использовать их в устройствах, которые имеют повышенное энергопотребление. К таким приспособлениям относятся цифровые фотоаппараты со вспышкой, фонарики, детские игрушки, офисные телефоны, компьютерные мышки и т. п. Батарейки, разработанные специально для фотоаппаратов, быстрее отдают энергию. Это положительно отражается на скорости работы камер. Если использовать алкалайновый источник питания в устройствах с небольшим энергопотреблением, то батарейки покажут отличный результат, их срок службы составит несколько лет.
Двадцать - тридцать лет назад ртутные батарейки широко использовались в таких устройствах, как электронные часы, кардиостимуляторы, слуховые аппараты, приспособления военного назначения. На сегодняшний день использование этих источников питания является ограниченным. Во многих странах запрещено производить и эксплуатировать такие гальванические элементы из-за того, что ртуть является токсичным веществом. В случае использования этих источников тока необходима организация их отдельного сбора и утилизация согласно требованиям безопасности.
Серебряные батарейки не получили массового распространения из-за высокой стоимости металла. Однако миниатюрные источники питания этого вида широко используются в наручных часах, материнских платах ноутбуков и компьютеров, слуховых аппаратах, музыкальных открытках, брелоках и прочих устройствах, где невозможно использовать батарейки большего размера.
Литиевые батарейки имеют более длительный срок службы в сравнении даже с лучшими алкалайновыми. Поэтому такие источники питания применяются в устройствах, которые обладают высоким энергопотреблением. Это может быть компьютерная и фототехника, медицинская аппаратура.
Заключение
Батарейка – изделие, которое, несмотря на свои небольшие размеры, может быть опасным. Нельзя разбирать источник питания, бросать его в огонь и, конечно, пытаться перезарядить. В сети можно отыскать советы о том, как подарить батарейке вторую жизнь. Не пытайтесь проводить такие эксперименты, ведь это может быть опасно.
При покупке новых батареек следует обращать внимание не только на производителя и подходящие размеры, но и на химический состав источников питания. Для этого нужно уметь читать маркировку. Правильно подобранные батарейки будут служить долго и качественно.