Женская жизнь
Главная » Разное » Батарейки: какие бывают, виды, типоразмеры элементов питания, их маркировка и устройство (фото)

Батарейки: какие бывают, виды, типоразмеры элементов питания, их маркировка и устройство (фото)

Батарейки признаны необходимым атрибутом быта. Источники питания присутствуют в каждом доме, заставляя работать электротехнику: калькулятор, часы, фонарик, пульт, медицинские и косметические приборы, детские игрушки и так далее. Для их длительной и исправной эксплуатации важно соблюдать рекомендации по выбору батареек, использованию и утилизации.


Содержание:

Что такое батарейка: устройство

Первый источник постоянного тока представлен в 1800 году Алессандро Вольтом. Гальванический элемент, или батарейка, состоял из кружочков, выполненных из 2 разных металлов (электродов), и проложенных между ними тканевых кусочков, смоченных в солевом растворе-электролите.

Это строение батарейки называется «Вольтов столб», а единица напряжения соответственно Вольт. В состав элемента питания входят медь и цинк, раствором выступает серная кислота.

Вольтов столб фото

Однако есть значительный минус данной конструкции. При растворении цинковой пластины на медной формировались пузырьки водорода, создавая барьер между ее границей и раствором. Это явление поляризации отрицательно влияло на функционирование батареи.

Для его устранения использовали элемент, изобретенный Лекланше. В емкость с нашатырным раствором помещали графитовый и цинковый стержни. Первый за счет слоя двуокиси марганца поглощал водород. При этом работа угольно-цинковой батареи улучшилась.

Элемент Лекланше фото

Современные гальванические элементы имеют описанную конструкцию, на полках магазинов представлен широкий спектр их разновидностей. Однако отличаются они только тем, из чего сделаны их составляющие, что влияет на производительность, срок службы устройства.



Схема, как работает конструкция, у разных видов батарей идентична и основана на формировании электроэнергии в ходе химических реакций. Она представлена на картинке.

Принцип работы батарейки фото

Источником электронов выступает анод. В результате воздействия электролита и окислительной реакции элементарные частицы перемещаются по проводнику по направлению к катоду, выполняя работу (зажигают лампочку, вращают электродвигатель). Достигнув его, электроны участвуют в обратной восстановительной реакции. Электролит выступает средой для переноса ионов. Круг является замкнутым.

Все реакции в гальваническом элементе необратимы, что позволяет его отличить от аккумуляторов. Поэтому батарейку не заряжают, электроды со временем разрушаются, и она «садится».

Первым коммерческим производителем гальванических элементов стала компания Эвереди (Eveready) в США, далее на рынок вышла фирма Дюрасел (Duracell).

Со времени возникновения батарейки пережили много усовершенствований, что отразилось на их производительности и сроке службы.



к оглавлению ^

Виды

Классификацию элементов питания производят, в зависимости от материала, из которого делают составляющие: анод, катод, электролит. Присутствует разница в размерах, форме, выдаваемом напряжении батареек.

Виды батареек фото

Самыми популярными считаются солевые и щелочные (алкалиновые) источники питания. Остальные виды менее распространены по причине высокой цены, токсичности, специфики применения.

к оглавлению ^

Солевые

Характеристики батареек включают низкую отдачу тока, небольшой срок эксплуатации и годности. Электроды внутри источника питания сделаны из оксида марганца, цинка, соединены солевым мостом, что определяет идентичность конструкции с начальными образцами компании Дюрасел.

Устройство солевой батарейки фото

Однако усовершенствованные марганцево-цинковые батарейки пользуются спросом по причине невысокой цены. Сколько стоит упаковка, зависит от количества элементов питания в ней, средняя цена составляет 100 рублей за 4 штуки. Срок хранения устройства — 2 года, к его окончанию характерно снижение емкости до 30-40%. При низкой температуре батарейки часто перестают работать.

На рынке представлены изделия фирм Сони (Sony), Тошиба (Toshiba), Дюрасел (Duracell) и так далее.

Солевые батарейки фото

Их целесообразно использовать для устройств с низким потреблением: часов, пультов, весов.

К недостаткам относится риск, что батарейка потечет, если ее надолго оставить в неиспользуемом приборе. Это связано с ростом активной массы катода, повышением давления на электролитный раствор. Такие процессы, наряду с разложением диоксида марганца и коррозией цинка, увеличивают объем и давление в батарейке.
к оглавлению ^

Щелочные (алкалайновые, алкалиновые)

Универсальные изделия представлены на рынке фирмами Duracell, FinePower, Energizer, Трофи и другими.

Щелочные батарейки фото

Название обусловлено составляющим электролитом — гидроксидом калия. Электродами выступают цинк и двуокись марганца. Строение алкалинового изделия изображено на рисунке.

Устройство щелочной батарейки фото


В сравнении с солевыми батарейками, щелочным характерна более длительный срок хранения (5 лет) и большая емкость, мощность.

К достоинствам изделия относятся работоспособность при воздействии низких температур, сниженная скорость саморазряда. Из-за улучшенной герметичности отмечается невысокий риск протекания батарейки.

Целесообразно применять щелочные изделия в приборах с умеренной нагрузкой: радио, ночниках, игрушках и так далее.

К недостатку батареек этого вида относятся постепенное уменьшение выходного напряжения. Цена таких изделий выше, чем у солевых.

к оглавлению ^

Литиевые

Литиевые батарейки фото

Конструкция батарейки содержит катод из лития, отделенный от анода с помощью сепаратора и диафрагмы, смоченной электролитом.

Устройство литиевой батарейки фото

Изделия выдерживают интенсивное потребление тока на протяжении длительного времени. Мощные батарейки обладают отличными характеристиками: постоянным напряжением, высокой энергоплотностью, продолжительным сроком годности (до 12 лет) и эксплуатации, устойчивостью к температурному воздействию. Литиевые изделия легкие по весу, не протекают, их можно заряжать.



Целесообразно применение таких батареек для приборов с повышенным энергопотреблением: фотоаппаратов, фонарей, портативных колонок.

Литиевые изделия признаны самыми лучшими, но стоят значительно дороже предыдущих видов источников питания.

к оглавлению ^

Ртутные

Ртутные батарейки фото

Внутри батарейки находится анод из цинка и катод из оксида ртути, отделенные с помощью сепаратора и диафрагмы, смоченной щелочным раствором гидроксида калия.

Устройство ртутных батареек фото

Источник питания способен функционировать как аккумулятор, но при циклической деятельности его емкость уменьшается. Это происходит по причине стекания ртути и формирования капель внутри изделия.

К плюсам батарейки относят стабильность напряжения, высокие энергоплотность и емкость, устойчивость к перепаду температур, продолжительный срок годности (10 лет).

Однако изделие имеет ряд существенных недостатков: дорогую цену, небезопасность при использовании (риск вдыхания паров ртути при разгерметизации), сложности с утилизацией. По этим причинам батарейки такого вида не пользуются популярностью.
к оглавлению ^

Серебряные

Серебряные батарейки фото

В источнике питания анодом выступает цинк, катодом — оксид серебра, электролитом — гидроксид калия или натрия.

Устройство серебряных батареек фото

Батарейки обладают хорошими характеристиками и длительным периодом хранения и эксплуатации. Отмечают высокие показатели энергоплотности и емкости (на 30-50% выше, чем у литиевых), стабильность напряжения, температурную устойчивость.

К недостаткам источника питания относят дорогую цену.

к оглавлению ^

Воздушно-цинковые

Воздушно-цинковые батарейки фото

Батарейки такого вида выпускают компании Power one, Rayovac, Duracell и другие.

Анодом в источнике питания выступает цинк, электролитом — раствор гидроксида калия или хлорида цинка, катодом — газовый электрод.

Устройство воздушно-цинковых батареек фото

Для батарейки характерна высокая энергоемкость. Однако недостатком считается короткий период службы по причине высыхания электролитного раствора.

Целесообразно применение батареек для слуховых аппаратов. Для запуска химической реакции перед тем, как вставить гальванический элемент, важно удалить защитную пленку с его поверхности и подождать минуту.

к оглавлению ^

Типоразмеры

Классификация батареек основана на американских стандартах с учетом их размера, типа, модели. Источники питания обозначаются АА, ААА, C, D, РР3, 3336, А23 и так далее. Они схематично изображены на рисунке с указанием размеров.

Типоразмеры фото

Батарейки в обиходе называют, в зависимости от внешних особенностей: пальчиковыми (величиной с палец), мизинчиковыми, «дюймовочкой» (тип С), «бочкой» (D), таблетками (дисковые).

Следует учесть, что размеры изделий могут варьироваться на 1-2 миллиметра. Причиной выступает плотная пленка, защищающая элемент питания от повреждений, внешних воздействий.
к оглавлению ^

Пальчиковые (АА, R6, LR6, LR06)

Такой тип батарейки считается наиболее распространенным, выглядит как цилиндр диаметром 13,5-14,5 миллиметров и длиной 50,5 миллиметров. В обиходе может называться 2А, 2АА.

Пальчиковые батарейки фото

Номинальное напряжение — 1,5V. Вес варьируется и составляет 14-30 грамм. Для усиления производительности используют аккумуляторы, например, литиево-ионный (Li-Ion) формата 14500. В данном случае вольтаж составляет 3,6 В, емкость 900 mAh.

Литий-ионный аккумулятор фото

Целесообразно использование гальванических пальчиковых элементов такого типа в мелкой технике: пультах дистанционного управления, игрушках, часах, фонарях и так далее.

к оглавлению ^

Мизинчиковые (ААА, R03, R3, LR03, LR3)

Цилиндрические гальванические элементы. Толщина мизинчиковых батареек меньше, чем пальчиковых. В обиходе могут называться 3А.

Мизинчиковые батарейки фото

Длина цилиндрического участка составляет 44,5 миллиметров, диаметр — 10,5 миллиметров, вес около 12 граммов, напряжение — 1,5 В. Емкость солевого изделия — 500 мАч, щелочного — 1250 мАч, аккумулятора — 300-1250 мАч.

Похожие технические параметры характерны источникам питания 24А, MN2400, UM 4, HP 16, Micro и так далее.

Применяются батарейки в электронике, потребляющей небольшой ток: пультах дистанционного управления, фотоаппаратах, радиоприемниках и так далее.

к оглавлению ^

Элемент АААА (LR8, LR8D425, R8D425, LR61, E96, V4004, 25A)

Применяется редко в небольших приборах: световых указках, стилусах для цифровых планшетов, глюкометрах и так далее.

Элемент АААА фото

Напряжение составляет 1,5 В, длина батарейки мини — 42,5 миллиметров, диаметр — 8,3 миллиметра, емкость — 625 мАч. Весит гальванический элемент А4 всего 6,5 грамм.

к оглавлению ^

С типа (R14, CR14, LR14, 343, UM2)

Источник питания отличается громоздкостью и тяжестью, по сравнению с предыдущими типоразмерами батареек.

Батарейки типа С фото

Длина Р14 составляет 50 миллиметров, диаметр 26,2 миллиметров, масса — 37 граммов. Напряжение батарейки — 1,5 В, емкость солевого элемента — 1750 мАч, щелочного — 3000-8200 мАч.

Применяется редко по причине компактности и уменьшения размеров современных приборов. Батарейки С типа обслуживают энергоемкую электротехнику: портативные колонки и плееры, радиоприемники, ручные прожекторы.

к оглавлению ^

D типа (R20, LR20, 373, UM1, Mono)

Батарейка типа D

Толстая и длинная батарейка имеет высоту 61, 5 миллиметров, диаметр цилиндрической части — 34,2 миллиметра. Вес изделия типа Д составляет 66-141 грамм, напряжение — 1,5 В. Емкость солевого элемента — 4 тыс. мАч, щелочного — 5500-16000 мАч.

Такой формат батарейки целесообразно использовать в приборах, какие отличаются электронагруженностью: рациях, переносных магнитолах, вольтметрах, ручных фонарях и так далее.

к оглавлению ^

Крона (6F22, 6LR61, 6LR61, 1604А, CR-9V, PP3, 522, MN1604, MX 1604)

Крона батарейка фото

Прямоугольный гальванический элемент отличается от других высоким напряжением, которое составляет 9В. Длина батарейки — 48,5 миллиметров, емкость щелочного изделия— 625 мАч. Контакты находятся с одной стороны, весит источник питания 53 грамма.

Квадратный гальванический элемент применяется для приборов, которым нужно большое потребление энергии: тестерах, пультах управления устройствами, игрушках, шокерах и так далее.

к оглавлению ^

LR1 (N)

Гальванический элемент применяется для питания лазерных указок, диктофонов, беспроводных дверных звонков, микрофонов и так далее.

Батарейка N фото

Отличается длительным сроком хранения (7 лет), устойчив к температурному воздействию.

Высота изделия 29, 7 миллиметров, диаметр — 11,5 миллиметров. Весит батарейка 25 грамм.

к оглавлению ^

Таблетки

Круглый мини-элемент питания внешне напоминает таблетку. Они бывают разных размеров и форм: маленькие, побольше, плоские, выпуклые.

Батарейки таблетки фото

Их еще называют «сухой» элемент: в таких батарейках анодом выступает оксид серебра, катодом — цинк, электролитом — пастообразный солевой раствор.

Напряжение в источниках питания может варьироваться, исходя из их вида;

  • 1,4 В — воздушно-цинковые (PR);
  • 1,5 В — щелочные (LR);
  • 1,55 В — серебряно-цинковые (SR);
  • 3 В — литиевые (CR).

Преимущественно таблетки сделаны из лития с напряжением 3 Вольта (CR2016, CR2450). Гальванические элементы типоразмера CR2032 используют для питания энергозависимых компонентов (CMOS-памяти, часов, большинства материнских плат).

Батарейки CR2032 фото

Обозначение таблеток у производителей существенно отличается. Ниже приведена таблица соответствия дисковых батареек для часов.

Таблица соответствия часовых батареек фото

Исходя из данных можно легко определить аналоги у разных производителей. Например, таковыми для таблетки 377 или 377а выступают V377, D377, LR66, LR60SW, LR626, LR626SW, L626E. В таблице указаны диаметр и высота элемента.

Такие таблетки широко применяются для наручных часов. Однако их также используют для калькуляторов, слуховых аппаратов, датчиков и так далее.

Соответствие марганцево-цинковых часовых источников питания приведено в таблице.

Соответствие марганцево-цинковых часовых батареек фото

Опираясь на данные, можно определить аналоги батарейкам AG1 (G1), AG10, AG6 и так далее.

По следующей таблице соответствия выявляются заменители источникам питания SR44, SR721W, SR521W и другим.

Соответствие батареек для часов фото

к оглавлению ^

Маркировка

Все виды батареек классифицируются, согласно стандартам: общеизвестными являются американские. В России обозначения разработал ГОСТ, но в обиходе они используются редко.

Маркировка батареек фото

В зависимости от материалов изготовления элементов питания, применяется маркировка:

  • R— солевая;
  • LR — щелочная;
  • SR — серебряная;
  • CR — литиевая.

По буквенным обозначениям можно определить к какому классу относится изделие. Например, батарейка CR123а является литиевой. На изделиях этого вида может также стоять обозначение «Lithium». На щелочных элементах указывается надпись « ALKALINE».

На фото представлены различные типоразмеры щелочных батареек и Крона.

Маркировка батареек фото

Согласно утвержденной системе обозначений, на корпусе изделия должны присутствовать характеристики энергоемкости, состава, размера, вида, напряжения.

Маркировка батарейки фото

Информация на фото свидетельствует, что батарейка щелочная (LR), ее емкость составляет 15 Ач, размер (size) — АА(пальчиковая), напряжение — 1,5 Вольта.

к оглавлению ^

Технические особенности

При выборе батареек важно учитывать их технические параметры.

К основным относятся:

  • Напряжение — показатель варьируется, в зависимости от вида батареек. Для большинства элементов питания он составляет 1,5v, для литиевых характерен вольтаж 3 V. Повышенной мощностью обладают батарейки Крона с напряжением 9V. Также высокий показатель имеют аккумуляторы, например, 26650 с вольтажом 3,7 V и так далее.
  • Саморазряд — определяет потерю емкости за время хранения. В зависимости от этого показателя, на батарейки устанавливают срок годности. Наименьший период характерен для солевых изделий (2 года), наибольший — для литиевых (до 12 лет). Щелочные хранятся до 5, ртутные — до 10 лет. Перепады температур провоцируют саморазряд.
  • Емкость — параметр определяет, сколько электричества в батарейке. Срок службы изделия зависит от данной характеристики. Наименьшая емкость у популярных солевых и щелочных батареек (600 мАч). Самый высокий показатель отмечается у изделий типа D(15000-18000 мАч).

Параметры емкости и напряжения для различных типов батареек представлены в таблице.

Показатели батареек фото

к оглавлению ^

Как отличить аккумуляторные батарейки от обычных

При покупке источников питания можно выбрать перезаряжаемый (аккумулятор) или обычный. Для этого лучше обратить внимание на внешний облик изделия:

  • Надпись «do not recharge» значит, что перезаряжать устройство нельзя. В другом случае, указание «rechargeable» определяет возможность перезарядки.
  • На аккумуляторных элементах питания стоит обозначение их вида (Ni-Cd — никель-кадмиевый, Ni-Mh — никель-металлогидридный, Li-Ion — литий-ионный).
  • Цена обычных батареек дешевле, чем у имеющих возможность перезарядки.

Отличия батарейки и аккумулятора фото

Различить гальванические элементы можно по техническим характеристикам. Если померить мультиметром батарейку, значение напряжения 1,5 В свидетельствует, что это обычное изделие, параметр не выше 1,2 указывает на аккумулятор. Однако в настоящее время можно встретить перезаряжаемые элементы с повышенным показателем (1,6В).

к оглавлению ^

Как правильно выбрать

Чтобы не ошибиться при выборе батарейки, рекомендуется ознакомиться с инструкцией к прибору.

В документе или на самом устройстве должен быть указан типоразмер подходящего источника питания.

При выборе батарейки следует учитывать особенности ее вида:

  • Солевые изделия не подходят для питания мощных и среднемощных приборов (вспышек фотоаппаратов, профессиональных фонарей и так далее).
  • Щелочные батареи подходят для устройств с небольшим и умеренным энергопотреблением. Однако для мощных осветительных приборов они не годятся.
  • Литиевые элементы питания можно применять для любых устройств. Однако для мелкой техники нецелесообразно использовать этот вид, допустимо обойтись более дешевыми аналогами.

Часто возникает вопрос, как выбрать батарейку для телефона. Такие аккумуляторы обычно являются литий-ионными, поэтому лучше приобрести изделие с маркировкой Li-Ion или Li-полимер. Они не требуют полной разрядки устройства, как более устаревшие образцы.

Батарейка для телефона фото

После покупки рекомендуется подключить телефон к электропитанию минимум на 20 часов. Далее желательно разрядить устройство полностью и снова зарядить (повторить не менее 2 раз). Можно воспользоваться рекомендациями, как быстро посадить батарейку на телефоне: запустить несколько браузеров, игр, включить фонарь, камеру или воспользоваться специальным приложением для срочного разряда.

При эксплуатации батареек важно соблюдать меры предосторожности:

  • не сжигать их;
  • не разбирать;
  • не перезаряжать изделия, которые для этого не предназначены и являются первичными элементами;
  • беречь от детей — проглоченные источники питания в виде таблеток могут стать причиной летального внутреннего кровотечения.

Батарейки считаются потенциально опасными устройствами для окружающей среды, особенно, ртутные. Не рекомендуется выбрасывать отработанные изделия совместно с другим мусором, желательно сдавать их в специальные пункты приема

Поделись с другими
Система Orphus


Подпишитесь на обновления по email :
Если Вам понравилась наша статья и Вам есть что добавить, поделитесь своими мыслями. Нам очень важно знать Ваше мнение!

КОММЕНТАРИИ

  1. Анастасия

    Давно хотела разобраться как устроены батарейки. Теперь после прочтения этой информации я больше знаю и перестала их бояться. Батарейки правда могут взорваться и нанести повреждения человеку?

  2. Софья

    Никогда бы не подумала, что обычная батарейка так сложно устроена! Подумать только: 6 видов батареек! Для меня, как для человека, использующего технические приборы на батарейках — статья была крайне полезна.Теперь в магазине можно блистать знаниями о виде и размере батареек, а то раньше мне приходилось объяснять на пальцах) Кстати, прочитав вопрос Анастасии, я тоже заинтересовалась им. К счастью, батарейка взорваться не может, она лишь сильно нагревается, но думаю и этого достаточно, чтобы нанести человеку ожог. Будьте осторожны.

  3. Lamerok

    Благодарю за статью! Узнал очень много о аккумуляторах. Раньше знать только 4 вида обычных батареек. Посоветуйте какие батарейки лучше брать? Что бы держали дольше, конечно же)

Добавить комментарий