Класифікація, типи і розміри батарейок

У наш час батарейки є найпоширенішими джерелами живлення для електроніки і дрібної техніки. Необхідність їх заміни виникає досить часто. Для того щоб зробити оптимальний вибір при купівлі нового гальванічного елемента, слід звертати увагу не тільки на розміри батарейок та найменування виробника. У цій статті знайдуться відповіді на наступні питання: якої форми бувають ці джерела харчування? Якими бувають типи батарейок за розміром? Як маркуються гальванічні елементи і на що потрібно звернути увагу при покупці, щоб джерело живлення прослужив довго?

Види батарейок

Класифікація батарейок здійснюється залежно від матеріалів, з яких виготовлені їх активні компоненти: анод, катод і електроліт.

Існує п'ять видів сучасних джерел живлення:

• сольові,
• лужні,
• ртутні,
• срібні,
• літієві.

Типи батарейок за розміром будуть перераховані нижче. А зараз докладно розглянемо кожен з зазначених класів гальванічних елементів.

Сольові батарейки

Сольові батарейки були створені в другій половині двадцятого сторіччя. Вони прийшли на зміну існуючим раніше марганцево-цинковим джерел живлення. Розміри батарейок не змінилися, а от технологія виготовлення цих гальванічних елементів стала іншою. У сольових джерелах живлення в якості електроліту використовується розчин хлориду амонію. У ньому розміщені електроди, виготовлені з цинку і оксиду марганцю. З'єднання між окремими електролітами здійснюється за допомогою сольового моста.

Основною перевагою таких батарейок є їх низька вартість. Ці гальванічні елементи живлення найдешевші серед усіх існуючих.

Недоліки сольових батарей:

• в період розряду істотно знижується напруга;
• термін зберігання малий і становить всього 2 роки;
• до кінця гарантованого терміну зберігання ємність знижується на 30-40 відсотків;
• при низькій температурі ємність зменшується практично до нуля.

Лужні батарейки

Такі батарейки були винайдені в 1964 році. Ще одна назва цих джерел живлення - алкалайнові (від англійського слова alkaline, що в перекладі означає саме «лужної»).

Електроди такий батарейки виготовлені з цинку і двоокису марганцю. В якості електроліту виступає луг гідроксид калію.

На сьогоднішній день саме ці батарейки є найпоширенішими, адже вони відмінно підходять більшості електронних пристроїв.

Гідності алкалайнових джерел живлення:

• володіють більшою ємністю в порівнянні з сольовими і, як наслідок, більш тривалим терміном служби;
• можуть працювати при низькій температурі навколишнього середовища;
• мають поліпшену герметичністю, то є ймовірність протікання знижена;
• мають більш тривалий термін зберігання, який становить 5 років;
• володіють зниженою швидкістю саморозряду в порівнянні з сольовими батарейками.

Недоліки лужних джерел живлення:

• період розряду характеризується поступовим зниженням вихідної напруги;
• розміри батарейок алкалайнових аналогічні параметрам сольових, а ось вартість і маса лужних джерел живлення вище.

Ртутні батарейки

У такій батарейці анод виготовляється з цинку, катод - з оксиду ртуті. Електроди розділені за допомогою сепаратора і діафрагми, яка просякнута 40% розчином гідроксиду калію. Луг тут використовується як електроліт. Завдяки саме такому складу це джерело живлення може працювати як акумулятор. Але при циклічній роботі гальванічний елемент деградує, ємність його знижується.

Гідності ртутних батарейок:

• стабільну напругу;
• високі показники ємності і щільності енергії;
• можливість роботи як при високій, так і при низькій температурі навколишнього середовища;
• тривалий термін зберігання, який становить 10 років.

Недоліки ртутних джерел живлення:

• висока ціна;
• можливість небезпечного впливу парів ртуті в разі розгерметизації;
• необхідність налагодження процесу збору та утилізації.

Срібні батарейки

У срібною батарейці для виробництва анода використовується цинк, для катода - оксид срібла. Електролітом виступає гідроксид натрію або калію.

Саме до цієї категорії відносяться батарейки для годинників, розміри яких будуть приведені нижче. Гідності срібних джерел живлення наступні:

• стабільність напруги;
• наявність високих показників ємності і щільності енергії;
• несприйнятливість до температури навколишнього середовища;
• тривалий термін служби і зберігання.

Недоліком таких батарейок є їх висока вартість.

Літієві батарейки

У такій батарейці катод виготовлений з літію. Він відділений від анода за допомогою сепаратора і діафрагми, яка просякнута органічним електролітом.

Гідності літієвих батарейок:

• постійна напруга;
• висока ємність і щільність енергії;
• незалежність енергоємності від струму навантаження;
• невелика маса;
• тривалий термін зберігання, який складає до 12 років;
• несприйнятливість до перепадів температур.

До недоліків літієвих батарейок можна віднести лише їх дорожнечу.

Як зазначено вище, джерела живлення мають різний хімічний склад. Також істотно відрізняються один від одного форми і розміри батарейок. Гальванічні елементи мають різну висоту, діаметр і напругу. Розглянемо класифікацію батарейок у відповідності з цими параметрами.

Класифікація батарейок за розміром

Залежно від напруги, висоти, діаметру і форми, джерела живлення можна певним чином систематизувати. Однією з найпопулярніших систем класифікації є американська. Вона представлена на малюнку нижче. Така стандартизація відрізняється зручністю, її застосовують у багатьох країнах.

Згідно американській системі джерела живлення класифікуються наступним чином:

Крім класу, зазначеного в таблиці, джерела живлення мають і повсякденна назва, яке використовується в народі. Приміром, розмір батарейки АА порівняти з розміром людського пальця, тому «народне» назва цього гальванічного елемента - «пальчикова» батарейка, або «два А». А ось джерело живлення C іменується в побуті «Дюймовочка». Гальванічний елемент D називають «бочкою». А батарейка ААА, розміри якої схожі з параметрами самого маленького пальця людини, не дарма іменується «мізинчикові», або "три А». Джерело живлення PP3 отримав назву «крона».

Також в електроніці широко використовуються мініатюрні круглі батарейки, розміри і назви яких відрізняються різноманіттям. Більш детальна інформація про сріблясті «пігулках» і класифікація таких джерел живлення наведена нижче.

Батарейки «таблетки»: розміри і назви

Ще одна назва мініатюрної круглої батареї - сухий елемент. Такі джерела харчування складаються з анода, виконаного з оксиду срібла, цинкового катода і електроліту. У якості останнього виступає суміш солей, яка має пастоподібну консистенцію.

Різні виробники нерідко привласнюють таких джерел харчування позначення, які відрізняються від стандартних. Нижче наведена класифікаційна таблиця, в якій вказані альтернативні назви і розміри годинних батарейок.

Саме ці мініатюрні сріблясті «таблетки» змушують працювати механізми сучасних наручних годинників. Коли приходить час замінити батарейку, можна зіткнутися з питанням, яке ж джерело харчування підійде в цій ситуації? Приміром, якщо в годиннику використовувався елемент 399, можна замість нього ставити мініатюрну батарейку, яка в залежності від виробника може мати назви V399, D399, LR57, LR57SW, LR927, LR927SW або L927E. Під такими найменуваннями буде вироблятися «пігулка», висота якої становить 2,6 міліметрів, а діаметр - 9,5.

Розмір батарейок - це не єдиний параметр, на який слід звертати увагу при покупці джерел живлення. Для того щоб навчитися розшифровувати інформацію, яка розташовується на гальванічних елементах, потрібно ознайомитися з основними принципами їх маркування.

Маркування батарейок

Міжнародною електротехнічною комісією (IEC) створена певна система позначень, згідно з якою слід маркувати всі батарейки. На корпусі джерела живлення повинна бути вказана інформація про його енергоємності, складі, розмірі, класі і величині напруги. На прикладі батарейки, зображеної нижче, розглянемо докладніше всі елементи маркування.

Інформація, зазначена на джерелі живлення, свідчить про наступне:

• електричний заряд гальванічного елемента становить 15 А * год;
• клас джерела живлення - AA, тобто це «пальчикова» батарейка;
• напруга становить 1,5 Вольта.

А що означає напис "LR6"? Це, власне, і є маркування, яке дає інформацію про хімічний склад і класі джерела живлення. Види батарейок мають наступні буквені позначення:

• сольова - R;
• лужна - LR;
• срібна - SR;
• літієва - CR.

Класи батарейок позначаються такими цифрами:

• D - 20;
• C - 14;
• AA - 6;
• AAA - 03;
• PP3 - 6/22.

Тепер можна розшифрувати маркування LR6 на наведеному малюнку. Букви тут позначають, що це лужний гальванічний елемент, а цифра вказує розмір «пальчикової» батарейки, тобто вказує приналежність джерела живлення до класу AA.

Сфера застосування та особливості вибору батарейок

В першу чергу слід відзначити, що всі гальванічні елементи відповідають вимогам уніфікації, тобто споживач без проблем може замінити джерело живлення одного виробника аналогічної батарейкою іншого. Є лише одне застереження: не слід використовувати в одному пристрої джерела струму, виготовлені різними фірмами або тим більше що відносяться до різних видів. Це істотно знизить термін служби батарейок.

При виборі джерел живлення потрібно звернути увагу на упаковку. Нерідко виробник вказує на ній пристрої, в яких рекомендується використовувати саме ці батарейки. Якщо така інформація не надана, поради, розміщені нижче, допоможуть зробити правильний вибір.

Сольові батарейки мають малою ємністю в 0,6-0,8 А * год і використовуються в пристроях з малим енергоспоживанням. Це можуть бути пульти дистанційного керування, термометри електронні, тестери, ваги напольні або кухонні. Також сольові елементи можуть бути використані як батарейки для годин. Розміри таких джерел струму аналогічні відповідним параметрам алкалайнових, однак області їх застосування істотно різняться. Адже якщо використовувати сольові батарейки в пристроях з електродвигуном, ліхтариках або фотоапаратах, то термін їх служби може скласти всього 20-30 хвилин. Такі гальванічні елементи не розраховані на великі навантаження.

Лужні батарейки мають досить великий ємністю в 1,5-3,2 А * г. Це дозволяє успішно використовувати їх в пристроях, які мають підвищене енергоспоживання. До таких пристосуванням ставляться цифрові фотоапарати зі спалахом, ліхтарики, дитячі іграшки, офісні телефони, комп'ютерні мишки і т. П. Батарейки, розроблені спеціально для фотоапаратів, швидше віддають енергію. Це позитивно відбивається на швидкості роботи камер. Якщо використовувати алкалайновая джерело живлення в пристроях з невеликим енергоспоживанням, то батарейки покажуть відмінний результат, їх термін служби складе кілька років.

Двадцять - тридцять років тому ртутні батарейки широко використовувалися в таких пристроях, як електронний годинник, кардіостимуляторів, слухових апаратів, пристосування військового призначення. На сьогоднішній день використання цих джерел живлення є обмеженим. У багатьох країнах заборонено виробляти і експлуатувати такі гальванічні елементи через те, що ртуть є токсичною речовиною. У разі використання цих джерел струму необхідна організація їх окремого збирання і утилізація згідно вимогам безпеки.

Срібні батарейки не набули масового поширення через високу вартості металу. Однак мініатюрні джерела живлення цього виду широко використовуються в наручних годинниках, материнських платах ноутбуків і комп'ютерів, слухових апаратах, музичних листівках, брелоках та інших пристроях, де неможливо використовувати батарейки більшого розміру.

Літієві батарейки мають більш тривалий термін служби в порівнянні навіть з кращими алкалайновая. Тому такі джерела живлення застосовуються в пристроях, які володіють високим енергоспоживанням. Це може бути комп'ютерна та фототехніка, медична апаратура.

Висновок

Батарейка - виріб, який, незважаючи на свої невеликі розміри, може бути небезпечним. Не можна розбирати джерело живлення, кидати його у вогонь і, звичайно, намагатися перезарядити. У мережі можна відшукати поради про те, як подарувати батарейці друге життя. Не намагайтеся проводити такі експерименти, адже це може бути небезпечно.

При покупці нових батарейок слід звертати увагу не тільки на виробника і відповідні розміри, а й на хімічний склад джерел живлення. Для цього потрібно вміти читати маркування. Правильно підібрані батарейки будуть служити довго і якісно.