Что представляет собой батарейка? Как она работает? На какие виды подразделяются батарейки? Какую форму и какой размер могут они иметь? Как маркируют батарейки? Что обязательно следует учитывать, выбирая батарейку? Какими принципами нужно руководствоваться, на что следует обращать внимание при выборе батарейки?

Ниже попытаемся разобраться в этих вопросах и ответить на каждый из них.

Что представляют собой батарейки и как они работают

Батарейки аа оптом являются гальваническими элементами, каждый из которых представляет собой автономный компактный источник электрического тока.

Автономные источники постоянного электротока подразделяются на 2 разновидности: первичные - для одноразового применения, они не подлежат перезарядке, и вторичные - которые можно перезаряжать.

Батарейки возникли довольно давно. Официальная дата возникновения первой батарейки - 1867-й год. Её создал инженер из Франции Джорджес Лекланше

Выпускать батарейки в коммерческих целях первой начала фирма Eveready в США. Однако батарейки, производимые под маркой Eveready Dry Cell, были только отдалённо похожими на сегодняшние батарейки аа оптом. Первая партия тогда ещё экспериментальных батареек появилась на рынке в 1898-м году. Эти изделия были задуманы в качестве источников питания для радиоприёмников, однако позже получили распространение в автомобилестроении, горной промышленности, на флоте, а затем также в авиации.

Монополия Eveready завершилась в 1920-х гг., когда в США возникла ещё одна фирма - Duracell, наладившая изготовление батареек крупными партиями. В то время батарейки уже были распространены в различных портативных электротехнических устройствах, спрос на них возрастал, крупный опт батареек покупали всё чаще.

Главным преимуществом таких изделий была их дешевизна.

Минусы: низкая ёмкость, низкая надёжность, недолгое время эксплуатации и хранения (9-12 месяцев).

В течение более 100 лет своего существования обычные марганцево-цинковые батарейки пережили значительные усовершенствования и сейчас уже почти не используются в изначальном виде. Их сменили более совершенные, надёжные и ёмкие изделия.

Кроме марганцево-цинковых, сегодня встречаются и другие разновидности батареек.

Типы батареек

Батарейки мелким оптом в Москве подразделяются по материалам, использующимся для производства активных компонентов батареек (катода, анода и электролита).

Самые распространённые виды батареек:
. солевые;
. щелочные;
. ртутные;
. серебряные;
. литиевые.

Все эти разновидности батареек имеют определённые особенности, свои преимущества и недостатки.

Солевые батарейки

Преимущества батареек солевого типа: дешевизна (из всех батареек именно солевые являются наиболее дешёвыми).

Их минусы: трудность определения вида по словесной либо символической информации; значительное падение напряжения во время разряда; потеря ёмкости к концу гарантированного времени хранения составляет от 30 до 40 процентов; в условиях низких температур ёмкость солевой батарейки приближается к нулевому показателю.

Солевая батарейка от батареек других видов отличается надписью на корпусе: это могут быть слова Special Power, General Purpose, Long Life, Extra Power, Extra Heavy Duty, Heavy Duty, Super Heavy Duty и некоторые другие. Но на их смысл можно особого внимания не обращать, поскольку эти слова преимущественно служат маркетинговым приёмом и никак не отображают ёмкость батарейки и длительность её работы.

Щелочные батарейки

Такое название эти батарейки получили от типа используемого в них электролита. Электроды щелочных батареек изготовлены из диоксида цинка и марганца, а электролитом является гидроксид калия.

Сейчас щелочные батарейки пользуются высоким спросом со стороны разработчиков портативных электротехнических приборов и применяются в большей части электронных устройств, будучи наиболее распространёнными в мире.

Стоимость щелочных батареек несколько выше, чем солевых.

Отличительным признаком щелочной батарейки является надпись ALKALINE, нанесённая на корпус.

Преимущества щелочных батареек: большая ёмкость, обеспечивающая долгое время службы; высокий уровень работоспособности в условиях низких температур; хорошая герметичность (низкий риск протечки); длительный срок хранения (до пяти лет); низкая скорость саморазряда (потеря ёмкости после года хранения в условиях комнатной температуры - не выше 10%).

Минусы: спадающая кривая разряда; высокие стоимость и вес.

Ртутные батарейки

Такая батарейка является гальваническим элементом, где анодом служит цинк, а катодом - окись ртути. Катод и анод разделяют между собой диафрагма и сепаратор, пропитанные электролитом, в роли которого выступает раствор щёлочи 40%.

Отдельно необходимо подчеркнуть, что ртутно-цинковый элемент способен работать по принципу аккумулятора, то есть может быть обратимым. Но в случае циклирования (заряд-разряд) происходит деградация этого элемента и его ёмкость снижается.

Ртутные батарейки отличаются от щелочных более постоянным напряжением, большей ёмкостью, более высокой энергоплотностью и более высокой ценой.

Преимущества ртутных батареек: постоянное напряжение, высокие показатели энергоплотности и энергоёмкости, стойкость к низким и высоким температурам, длительное время хранения.

Минусы ртутных батареек: дороговизна, ядовитость ртути в случае нарушения герметичности, трудности со сбором и безопасностью утилизации.

Серебряные батарейки

В таких батарейках роль анода играет цинк, а катода - окись серебра. Электролитом в таких батарейках является щёлочь - гидроксид натрия либо калия.

Батарейки, которые созданы в соответствии с серебряно-цинковой схемой, в значительной степени по своим характеристикам совпадают с батарейками ртутного типа. Подобно ртутным батарейкам, они отличаются постоянным напряжением, значительной энергоплотностью, могут храниться длительное время, однако отличаются от ртутно-цинковых более высокой ёмкостью на единицу массы, а также нетоксичностью.

Плюсы серебряных батареек: постоянное напряжение, высокие показатели энергетической плотности и ёмкости, термическая стойкость, долгой срок эксплуатации (на 40 процентов дольше, чем у литиевых батареек), длительное время хранения.

Минусом серебряных батареек является их дороговизна. На серебряные батарейки аа оптом цена бывает очень высокой.

Литиевые батарейки

Эти батарейки имеют постоянное напряжение, наиболее высокую из всех видов батареек ёмкость на единицу веса и высокую энергоплотность. Литиевая батарейка содержит катод из лития и анод, который может быть сделан из любого материала.

Помимо постоянного напряжения и высоких показателей энергетической плотности и энергетической ёмкости, несомненный плюс литиевых батареек заключается в независимости их ёмкости от тока нагрузки. потому в случае большого тока нагрузки такая батарейка также сможет прослужить в несколько раз дольше щёлочной батарейки, имеющей такую же ёмкость.

Отличительным признаком батарейки литиевого типа является надпись LITHIUM на корпусе.

Литиевые батарейки характеризуются лёгкостью, длительным временем хранения (доходящим до 12-и лет), термической стойкостью.

Единственным недостатком литиевых батареек является их высокая цена.

Классификация батареек - формы, размеры и другие характеристики

По размерам и форме батарейки классифицируются на несколько видов.

Примечание. Данная таблица не включает миниатюрные батарейки типа «таблетки», подразделяющиеся на множество размеров и форм.

Технические характеристики

Правила маркировки батареек установлены Международной Электрической Комиссией (IEC) и используются в т. ч. в России. Расшифровка маркировки батареек приведена в следующей таблице:

Миниатюрные батарейки также имеют определённую маркировку, позволяющую определить параметры конкретной батарейки, но необходимо учитывать, что одновременно с общепринятой маркировкой изготовители нередко применяют свою, из-за чего замена отработанной батарейки порой становится затруднительной.

Ёмкость и напряжение батарейки

Напряжение батарейки аа оптом в Москве, которое она способна обеспечить, может быть довольно разным. Этот параметр нередко связан с разновидностью самой батарейки. К примеру, обыкновенные солевые «пальчиковые» батарейки способны обеспечивать напряжение 1,2 В и 1,5 В, щелочные - 1,5 В. Литиевые батарейки Дюрасел оптом в Москве выполняются в стандартных размерах, нередко имеют напряжение 3 В, однако иногда бывают и с напряжением 1,5 В.

Батарейки квадратной формы и батарейки типа «крона» вне зависимости от их электрохимической системы создают напряжение соответственно 4,5 В и 9 В.

Батарейки типа «таблетки» могут создавать напряжение 1,2 В, 1,5 В и 3 В.

Ёмкость батарейки определяет длительность работы устройства, в которое помещается батарейка.

Срок эксплуатации батарейки Duracell оптом определяется следующими факторами:
. фактическим уровнем её заряженности;
. режимом использования;
. температурой окружающей среды;
. током отсечки.

Понятие «ток отсечки» обозначает ток, при котором невозможна работу устройства даже в случае сохранения заряда батарейки. К примеру, батарейка, не работающая с определённого момента в фотоаппарате, нередко ещё может работать в пульте дистанционного управления либо в часах.

Саморазряд представляет собой самопроизвольную утрату ёмкости батарейки во время её хранения и применения.

Причиной саморазряда являются химические реакции, которые происходят внутри батарейки и продолжаются независимо от того, используется ли батарейка либо хранится.

Саморазряд начинается в момент выпуска батарейки и продолжается до окончания её эксплуатации. Когда батарейка не применяется, то в течение номинального срока хранения, который указан на корпусе, она может утратить от 10 до 30 процентов первоначальной ёмкости.

Наиболее сильно происходит разряжение батарейки в момент начала её хранения.

Температурные колебания провоцируют саморазряд.

Предназначение батареек различных видов и отрасли их применения

Батарейки могут предназначаться: для значительных нагрузок (сила тока 0,2 А), для средних нагрузок (сила тока 0,1 А) и для низких нагрузок (сила тока 0,01 А). Большая часть компаний-изготовителей указывает на упаковке для батареек разновидности устройств, для которых конкретная батарейка больше подходит. При отсутствии указаний на тип устройства правильно выбрать батарейку может помочь нижеуказанная информация.

Батарейки солевого типа совершенно непригодны для устройств, испытывающих высокие нагрузки (к примеру, цифровых фотоаппаратов со вспышкой), а также плохо пригодны для устройств, испытывающих средние нагрузки (к примеру, CD-плееров, фонариков, некоторых игрушек).

Они обладают низким уровнем ёмкости (от 600 до 800 мАч) и предназначаются для применения в устройствах, характеризующихся низким уровнем потребления энергии, к примеру, в пультах управления, электронных термометрах, тестерах, весах электронных кухонных и наполных, часах настенных и настольных. Солевые батарейки не рассчитаны на высокие нагрузки, потому недопустимо вставлять их в устройства, которые содержат электродвигатели (CD-плееры и электронные игрушки), фотоаппараты и фонарики. В фонарике либо в игрушке такой батарейки хватит на двадцать-тридцать минут, в фотоаппарате - на 3-5 фотографий со вспышкой.

Батарейки щелочного типа можно устанавливать в устройства как с низкими, так и со средними и высокими нагрузками. Такие батарейки везде способны обеспечить высокую эффективность.

Они характеризуются сравнительно большим уровнем ёмкости (от 1500 до 3200 мАч) и являются оптимальными для использования в устройствах, отличающихся умеренным и высоким уровнем потребления энергии: это цифровые фотоаппараты со вспышкой, фонарики, игрушки, CD-плееры, компьютерные мышки, офисные телефоны. Щелочные батарейки, имеющие пометку «фото», характеризуются высокой ёмкостью и созданы для фотоаппаратов. Стоимость их выше, но срок службы дольше. Фото-батарейки отдают энергию быстрее, что повышает скорость работы устройства, в которое такая батарейка установлена.

В устройствах с низким уровнем потребления энергии, в частности, пультах управления, такая батарейка будет работать несколько лет.

Батарейки ртутного типа сейчас имеют ограниченное распространение. В более чем половине стран мира их изготовление и использование запрещены по причине ядовитости ртути и трудности безопасного сбора и утилизации таких изделий.

Серебряные батарейки сейчас не имеют массового распространения по причине высокой стоимости серебра. Широким спросом пользуются только малоразмерные батарейки, для производства которых применяется мало серебра - это батарейки для материнских плат ПК, наручных часов, слуховых аппаратов, микрокалькуляторов, лазерных указок, микрофонариков, музыкальных открыток и брелоков, то есть всех устройств, в которых невозможно применять более крупные батарейки.

В авиации, на флоте, в космонавтике до появления батареек литиевого типа серебряно-цинковые батарейки были незаменимыми.

Батарейки литиевые на больших токах способны служить намного дольше лучших щелочных батареек, потому литиевые источники питания используют в большинстве устройств, характеризующихся высоким уровнем потребления энергии. Они широко применяются в компьютерной технике, фототехнике, игрушках и медицинской аппаратуре. Также их часто используют в авиации, военной промышленности, на флоте и в космонавтике, где они успешно заменяют серебряные и ртутные батарейки.

Завершение

Батарейка - небольшиие изделия, которые могут иногда представлять опасность.

Во избежание риска нанесения вреда здоровью следует соблюдать меры предосторожности: нельзя разбирать батарейку и бросать её в огонь.

Также нельзя пытаться «перезарядить» батарейку. Несмотря на то, что некоторые источники подчас содержат рекомендации от разных «Кулибиных» о «перезарядке» батареек - это делать ни в коем случае нельзя. Во-первых, в сколько-нибудь значительной мере увеличить срок эксплуатации батарейки таким путём всё равно не выйдет. Батарейка является первичным элементом, потому, в отличие от аккумулятора, являющегося вторичным элементом, реакции, которые в ней проходят, необратимы. К тому же во время «перезарядки» она может попросту взорваться. Полезнее и лучше всего отработавшую батарейку сдать в утилизацию.

В данном материале речь пойдет о таких источниках энергии, как батарейки и аккумуляторы, их типах и о том, какой источник лучше всего выбрать для вашего проекта.

Чем различаются батарейки?

Существует несколько пунктов, по которым можно различить батарейки и аккумуляторы.

Размер. Размер имеет значение! Свинцово-кислотные аккумуляторы не такие маленькие, как батарейки типа C, но дают энергии куда больше. Батарейки-таблетки же можно использовать в очень узких пространствах. Вообще, в международной классификации существуют стандартные размеры типа AA, AAA или 9V.

Вес и удельная отдача энергии. Батарейки и аккумуляторы лучшего качества (а, следовательно, большей цены) имеют более высокую удельную отдачу энергии или, как ее еще называют, плотность мощности. Если вес является важным аспектом вашего проекта, то, вероятно, вам нужно будет найти более легкие батарейки или аккумуляторы с как можно более высокой удельной отдачей энергии (это, естественно, скажется на стоимости источника энергии). Такой показатель обычно выражается в ваттах-часах на килограмм.

Цена. Как уже было отмечено, цена в значительной степени пропорциональна удельной отдачи энергии и емкости батареи. Чем больше мощности в меньшем корпусе вы хотите получить, тем больше придется отдать денег.

Напряжение. Напряжение батарейки или аккумулятора, как правило, определяется типом химических элементов, используемых в источнике энергии. Например, все щелочные батарейки выдают 1.5 В, свинцово-кислотные 2 В, а литиевые 3 В. Батареи могут быть изготовлены из нескольких ячеек. Так, например, вы вряд ли увидите свинцово-кислотные батареи напряжением 2 В. Обычно они соединяются друг с другом в одном корпусе, чтобы на выходе источника энергии получить 6 В, 12 В или 24 В. Кроме того, большинство электронных устройств используют несколько щелочных батареек для генерации необходимого рабочего напряжения.

Не забывайте про номинальные и реальные напряжения. Например, батарейка типа AA на 1.5 В начнет свою работу при 1.6 В, затем быстро снизит напряжение до 1.5 В и потом будет медленно разряжаться до 1.0 В (точка, при которой батарейка будет считаться «мертвой»).

Повторное использование. Некоторый батарейки можно перезаряжать до сотни раз.

Энергоемкость и энергоотдача

Энергоемкость определяет количество энергии, которое сохраняется в батарее. Эта величина часто выражается в ватт-часах. Ватт-час представляет собой напряжение в вольтах, которое обеспечивает источник энергии, умноженное на силу тока в амперах, которую этот источник может выдать за час. Поскольку напряжение зависит от типа используемого в батарее химического элемента (щелочные, литиевые, свинцово-кислотные и т.д.) зачастую на батарейке пишется только величина ампер-час (Ач или Ah) или миллиампер-час (мАч или mAh). Для получения ватт-час (Вт*ч или Wh). Нужно умножить Ач на номинальное напряжение. Например, предположим, что у нас есть батарейка с номинальным напряжением 3 В и 1 Ач, значит ее энергоемкость составит 3 Вт*ч.

Тем не менее, величина тока, которую мы действительно можем получить (энергоотдача) зачастую ограничена. Например, батарейка-таблетка, которая рассчитана на 1 Ач не может в действительности обеспечить 1 Ампер тока в течение часа. По факту, она даже не предоставит и 0.1 А. Если сравнить с человеком, то можно сказать, что человек способен преодолеть 50 километров. И, конечно же, пробежать 50 километров это не то, что просто пройти те же 50 километров. Кроме того, батарейка не имеет никаких проблем с тем, чтобы выдать 1 мА за 1000 часов, но если вы попытаетесь получить 100 мА, что она не продержится и 10 часов.

Например, на рисунке ниже батарейка-таблетка питает резистор 3.9 КОм и выдает 230 мАч прежде чем разрядиться до 2 В, но если поставить сопротивление 1 КОм, она предоставит только 125 мАч.

Свинцово-кислотные аккумуляторы являются рабочими лошадками в промышленной и автомобильной сферах. Они достаточно дешевы, перезаряжаемы и легко доступны. Такие источники питания используются там, где необходимо много энергии, и вес энергоносителя не столь важен. Один элемент свинцово-кислотного источника имеет номинальное напряжение 2 В, это значит, что вы всегда получите аккумулятор с четным значением напряжения (6, 12 или 24 В).

Плюсы: относительно дешевы, мощные, легко перезаряжаемые, высокая токоотдача

Минусы: тяжелые, имеют большие размеры, поскольку удельная отдача энергии довольно низка

Цены: свинцово-кислотный аккумулятор на 12 В и 7 Ач будет стоит 500-1000 руб.

Удельная отдача энергии: 7 Вт*ч/кг

Щелочные батарейки являются наиболее распространенными среди батарейных источников энергии. Они продаются почти в каждом магазине, поэтому с доступностью проблем возникнуть не должно. Благодаря доступности, цене и размерам они хороши в потребительских электронных устройствах. Они имеют более высокую плотность заряда, чем никель-кадмиевые и немного выше, чем никель-металл-гидридные батарейки. Тем не менее, они одноразового использования. Их номинальное напряжение 1.5 В и доступны они в размерах, начиная от AAAA и заканчивая D.

Также существуют большие 6-вольтовые щелочные батарейки, состоящие из пары крупных энергоэлементов. Они довольно удобны тем, что они доступны во многих магазинах, имеют большую емкость и энергоотдачу, и к их выводам удобно присоединить провода.

Кроме того, имеются батарейки на 9 В (в России известные как Крона) в специальном форм-факторе, которые на самом деле состоят из маленьких отсеков на 1.5 В. В результате они имеют довольно низкую энергоемкость и энергоотдачу, и в то же время они достаточно дорогие. Если вам нужно получать с источника питания более 20 мА, то они не будут лучшим решением.

Цены: батарейки типа AA могут стоить 30-40 рублей и иметь до 3000 мАч

Удельная отдача энергии: 100 Вт*ч/кг

Плюсы: популярные, относительно безопасные, долгий срок эксплуатации

Минусы: неперезаряжаемые, невысокая энергоемкость

Никель-кадмиевые (Ni-Cad) батарейки

Это давно известные перезаряжаемые батарейки, которые когда-то были очень популярны. Они продаются в стандартных форм-фаторах типа AA, AAA, C, а также в прямоугольных корпусах, что позволяет их легче вставлять в некоторые типы устройств. Сегодня они используются достаточно редко, поскольку никель-металл-гидридные (NiMH) батарейки имеют большую плотность энергии. Однако они дешевле и до сих пор используются во многих беспроводных телефонах, фонарях и радиоуправляемых игрушках, то есть там, где энергоэффективность не так важна, как цена. Еще одна приятная вещь заключается в том, что они разряжаются медленнее, чем NiMH. Батарейки Ni-Cad состоят из элементов с номинальным напряжением 1.2 В, что дает возможность сформировать из трех элементов батарейку напряжением 3.6 В.

Плюсы: недорогие, надежные, стандартные размеры, легко перезаряжаются

Минусы: низкая плотность энергии, содержат токсичные металлы

Цены: батарейки типа AA могут стоить 30-40 рублей и иметь до 1000 мАч

Удельная отдача энергии: 60 Вт*ч/кг

Никель-металл-гидридные батарейки (Ni-MH)

Это более популярные перезаряжаемые батарейки, они также продаются в стандартных размерах. Во многих случаях никель-металл-гидридные батарейки будут хорошей заменой обычным щелочным батарейкам. Напряжение одного элемента составляет 1.25 В, что меньше напряжения щелочных батареек 1.5 В, но больше никель-кадмиевых 1.2 В. Самый неприятный момент заключается в том, что эти батарейки имеют высокий показатель саморазряда, хотя за последние годы благодаря новым технологиям этот показатель удалось снизить.

Плюсы: хорошая альтернатива щелочным батарейкам, высокая плотность заряда, стандартные размеры, лучшая емкость по сравнению со щелочными батарейками, довольно легко подзарядить, но они не слишком надежные

Минусы: дороже, чем никель-кадмиевые батарейки, срок службы не очень длинный, быстро саморазряжаются

Цены: батарейки типа AA могут стоить 70-100 рублей и иметь до 2500 мАч

Удельная отдача энергии: 100 Вт*ч/кг

Литий-ионные (Li-ion) и литий-полимерные (Li-Poly) аккумуляторы

Эти аккумуляторы появились не так давно и завоевали популярность благодаря возможности перезарядки. Сегодня они используются в устройствах потребительской электроники, таких как видеокамеры, сотовые телефоны, ноутбуки и т.д. Они очень легкие и имеют высокую плотность заряда. Тем не менее, они очень чувствительны и требуют специальной цепи, чтобы не допустить возможности взрыва. Это означает, что литий-ионные элементы на прилавках магазинах в «сыром» виде в основном не встречаются, поскольку они достаточно опасны без защитной цепи. Если вам нужен литий-ионный аккумулятор, то лучше взять его из видеокамеры или телефона и заряжать только соответствующим зарядным устройством. Один литий-ионный энергоэлемент рассчитан на 3.6 В, поэтому часто можно встретить аккумуляторы на 3.6 В или 7.2 В.

Плюсы: очень легкие, высокая плотность заряда и энергоотдача, относительно высокое напряжение

Минусы: дорогие, хрупкие, могут взорваться при неправильном использовании

Цены: аккумуляторы для сотовых могут стоить около 300-400 рублей и иметь 750 мАч

Удельная отдача энергии: 126 Вт*ч/кг для литий-ионных, 185 Вт*ч/кг для литий-полимерных аккумуляторов

Большинство литиевых батареек, которые вы встретите, будут в форме таблетки или кнопки. Литиевые батарейки-таблетки имеют номинальное напряжение 3 В, а щелочные, цинковые и марганцевые батарейки-таблетки характеризуются напряжением 1.5 В. Они очень малы и очень легкие, отлично подходит для небольших, маломощных устройств. Тем не менее, они не являются перезаряжаемыми и имеют высокое внутреннее сопротивление (это делает их довольно безопасными).

Наиболее популярной на сегодняшний день батарейкой такого типа является CR2032, имеющая диаметр 20 мм и толщину 3.2 мм. Она выдает 220 мАч при напряжении 3 В. Наибольшими по размерам являются CR2477 (24 мм x 8 мм) с энергоемкостью 1000 мАч и ценой от 120 рублей.

Еще можно встретить батарейки типа CR123 с напряжением 3 В, которая немного толще и немного короче батарейки типа AA.

Плюсы: легкие, компактные, высокая плотность, дешевые, относительно высокое напряжение, легко соединять для получения больших напряжений, долгий срок эксплуатации

Минусы: неперезаряжаемые, невысокая токоотдача, нужен специальный держатель

Цены: CR2032 (220мАч) стоит примерно 15-30 рублей, CR123 (1300 мАч) 100-150 рублей

Удельная отдача энергии: 270 Вт*ч/кг

Как подобрать подходящий источник энергии для вашего проекта

Итак, вы изобрели какое-то устройство и вам нужно запитать его. Для начала нужно ответить на два вопроса.

Ваше устройство «прожорливое»? Проекторы, большие аудио системы, и проекты с электроприводом должны ориентироваться на количество ампер потребляемого тока. Здесь следует обратить внимание на большие 6-вольтовые щелочные батарейки одноразового использования или перезаряжаемые свинцово-кислотные аккумуляторы.

Ваше устройство очень компактное? Если да, то, возможно, вам потребуются литиевые батарейки-таблетки (одноразовые) или маленькие литий-полимерные батарейки, которые используются радиоуправляемых самолетах.

Также можно ориентироваться в выборе источника питания по дополнительным вопросам.

Вы будете делать много таких устройств? Если да, то берите классические щелочные батарейки, которые легко можно найти на прилавках магазинов.

Батарейки должны быть удобны для пользователя? Тогда берите батарейки типа AA или на 9 В типа Крона.

Нужно входное напряжение примерно 5 В? Три щелочные (4.5 В) или 4 NiMH (4.8 В) пойдут наиболее лучшим образом.

Необходим перезаряжаемый источник энергии? Возьмите кейс для батареек, поместите туда батарейки NiMH и плодзаряжайте их зарядным устройством высокого качества.

Нужно несколько батареек, соединенных последовательно? Следует помнить, что у последовательно соединенных батареек должна совпадать энергоотдача. Если вы соедините 9-вольтовую батарейку с батарейкой типа AA, чтобы получить 10.5 В, 9-вольтовая батарейка разрядиться за 1/10 долю отведенного времени, оставив вас с напряжением только 1.5 В.

Сегодня батарейки это такой же продукт первой необходимости, как и зубная паста или салфетки, без них не будет работать пульт, ночник, фонарик, калькулятор, часы и многое другое. Если вы сейчас сядете и посчитаете, сколько же приборов питается от этих маленьких элементов, то возможно удивитесь, практически половине устройств необходимо покупать батарейки. Как часто придется менять, зависит от грамотного подхода к выбору батареек. Почему элементы питания одной фирмы работают месяц, а другой пол года? Дело даже не в цене. Как правило, в магазине покупатель первым делом смотрит на форму и размер, может еще и на производителя. Лишь единицы подбирают батарейки по химическому составу, напряжению, емкости, проверяют сроки годности.

Что такое батарейка и когда она появилась?

Современные виды батареек

- Щелочные (алкалайновые) батарейки. Универсальные как по цене, так и по сроку службы батарейки, занимающие большую долю рынка. В качестве электролита используется гидроксид калия, от чего у батареек такое название. Щелочные батарейки хранятся до пяти лет, имеют большую емкость, чем предшественники. У данного вида снижены риски протечки, долгая работоспособность при низких температурах и минимальная скорость саморазряда. Маркируются щелочные элементы питания надписью ALKALINE, что в переводе с английского значит щелочные. Рекомендуются для использования в приборах с умеренной нагрузкой, таких как: детские игрушки, ночники, радио, пульты ДУ и т.п.

- Литиевые батарейки. Появились сравнительно недавно, находятся выше по ценовой категории. С развитием всевозможных гаджетов и портативных устройств начал расти спрос на элементы питания, выдерживающие интенсивное потребление тока в длительный промежуток времени. Литиевые батарейки отвечают всем требованиям потребителя: долгий срок хранения и службы, устойчивость к температурам (высоким и низким), легкие по весу, не протекают. Следует отметить, литиевые батарейки обладают постоянным напряжением и высокой энергоплотностью, которую не обеспечит ни один предшественник. Подходят для оборудования с высоким энергопотреблением: фонари, вспышки, фотоаппараты, портативные колонки. Маркируются надписью на корпусе «Lithium».

Довольно редко встречаются ртутные и серебряные элементы питания, хотя по своим свойствам они схожи и мало чем уступают литиевым.
Недостатками ртутных элементов питания считается небезопасность использования при повреждении целостности конструкции, сложности с утилизацией.

Типоразмеры батареек

ААА (мизинчиковые или R03/LR03) – цилиндрические батарейки, тоньше элементов АА, но могут применяться в тех же приборах.

С (R14/LR14) и D (R20/LR20) – похожие по форме и размеру элементы, по сравнению с АА и ААА очень громоздкие и тяжелые. Сегодня производители редко прибегают к установке данных элементов питания, так как размеры гаджетов становятся все меньше и компактнее, батарейки соответственно тоже.

Крона (6F22 / 6LR61) – данный элемент питания отличается от предыдущих размерами, формой и самым высоким напряжением 9V. Контакты батарейки находятся с одной стороны. Применяется в современных приборах крайне редко.

Важные особенности

- Саморазряд. Это потеря емкости батареи за период хранения, поэтому у каждого элемента питания есть срок годности. За время хранения (без использования) батарейки емкость может сократиться до 30%, так же многое зависит от температуры хранения. Происходит это из-за медленного протекания химических процессов внутри батарейки, т.е. процесс протекает все время, просто в рабочем режиме химические реакции проходят быстрее, а в состояние покоя медленнее. Когда покупаете батарейки, обязательно смотрите на дату производства, чем она свежее, тем больше емкость соответствует заявленной.

- Напряжение. В зависимости от вида и типа батарейки варьируется напряжение, которое она обеспечивает. Стандартное напряжение бюджетных элементов питания 1,5V, литиевые батарейки обеспечивают напряжение в 3V. Самым мощным элементом питания следует считать Крону, напряжение составляет 9V.

- Емкость. Показатель, определяющий количество «электричества» с батарейке, срок службы элемента питания напрямую зависит от емкости. Как рассчитать время выработки батарейки?

Для расчета важно знать два параметра: заряд и потребляемый ток. Допустим заряд батарейки 3 Ач и установлена она в устройство с потреблением тока 250 мАч (0,25Ач), рассчитываем сколько часов проработает батарейка: 3 Ач / 0,25 Ач = 12 часов.
Фактический срок службы может не совпадать с рассчетным по ряду причин:
Температура внешней среды
Саморазряд
Режимы использования
Ток отсечки

Подводим итоги

Важно: просто выбросить отработанную батарейку в мусорное ведро не правильно!
На упаковке или корпусе всегда присутствует обозначение -не выбрасывать вместе с бытовым мусором. Если в вашем городе есть пункт приема, то не поленитесь сделать мир чуточку чище.

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 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.

• 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.

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:

Кроме класса, указанного в таблице, источники питания имеют и обиходное название, которое используется в народе. К примеру, размер 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 размеры которой схожи с параметрами самого маленького пальца человека, не зря именуется «мизинчиковой», или «три А». Источник 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 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 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.

Статьи с тестом батареек и их восхвалением. В душе у меня он вызвал небольшое негодование, особенно когда многие стали писать что используют их в пультах РУ. Сразу вспомнив что в моем пульте используется 8 аккумуляторов и представив что многие часто выкидывают 8 батареек на помойку стало не по себе.

Сразу скажу что для статьи я использовал сугубо данные из чужих тестов. Сам тесты не проводил т.к. часто сталкивался с практическим подтверждением этих тестов лично и не вижу смысла в их повторении в сотый раз.

Важная информация которую полезно знать:

1. Ни в одном более менее нормальном и сложном устройстве, например таком как пульт управления не используется питание напрямую от батареи, обычно ставят в зависимости от качества аппаратуры и требованиям к питанию импульсный стабилизатор с хорошей фильтрацией (качественная дорогая аппаратура), линейный стабилизатор/импульсный стабилизатор (обычная аппа), например в моей 7ми канальной футабе несколько линейных стабилизаторов, ВЧ блок передачи питается от стабилизатора на... внимание... на 5 вольт! при том что аппаратура питается от сборки 8-ми никель металлгидридных аккамуляторов напряжением 9.6 вольт. (для справки импульсные стабилизаторы обладают очень высоким КПД, линейные стабилизаторы всю лишнюю энергию превращают в тепло, так, например, при токе в 1А и понижении напряжения с 10 вольт до 5 на них выделяется 5Вт и кпд составляет ~50% так что например ставить в мою аппаратуру батарейки АА смысла никакого нет, при большем напряжении большая часть энергии просто уйдет в тепло).

2. Среднее напряжение до которого заряжаются аккумуляторы это 1.4-1.6 В. Напряжение под нагрузкой в процессе их разряда изменяется от 1.4В до 0.9В. Без нагрузки напряжение на разряженных аккумуляторах 1.0-1.1 В. Если разрядить сильнее то аккумулятору с большой вероятностью будут нанесены необратимые повреждения. В зависимости от степени и количества разрядов аккумулятор в последствии выйдет из строя.

3. Не смотря на, вроде как, меньшее номинальное напряжение аккумуляторов, обычно заявляется как 1.2В, в то время как у батареек оно заявляется равным 1.5В, график разряда аккумуляторов более пологий по сравнению с обычными батарейками АА и при начале разряда они сохраняют свое напряжение в отличии от батареек у которых оно сразу начинает падать до 1.3-1.2В.
Пример можно посмотреть на картинке:
при 23 градусах


при -15 градусах

Обращаю внимание что любое устройство перестают функционировать когда напряжение достигает какого-то определенного для этого устройства порогового значения. На графике при обычной температуре очень хорошо видно что например аккумуляторы практически все время разряда держат напряжение выше 1 вольта, если быть точнее то модель приведенная на графике держала напряжение выше 1 вольта примерно 95-98% времени разряда в ноль. Обычные же батарейки имеют более наклонный график и в данном примере например батарейка держалась выше 1 вольта примерно 80% времени разряда в ноль. И это батарейка которая в данной статье набрала максимальную емкость!
Если же верхним порогом поставить напряжение в 1.1В то у аккумулятора оно держится примерно 90-92% времени! А у батарейки 53% ! Разница на лицо!!

На морозе ситуация с батарейками только усугубляется, причем значительно! В данном тесте время работы батарейки при -15 по по сравнению с временем работы при +23 изменилось следующим образом:
при разряде до 1 В время работы уменьшилось примерно в 8 раз!
при разряде до 1.1 В время работы уменьшилось примерно в 7 раз!

Для аккумулятора падение времени разряда составило примерно 1.5 раза.

А если еще вспомнить про линейные регуляторы напряжения которые на самом деле используются очень часто так только они могут выдать ток без пульсации при копеечной цене, про зависимость напряжения от температуры, то в итоге львиная доля батарейки не будет использована.

Вывод из этого может быть только один - максимум где можно использовать батарейки это сверхнизкоточные устройства, такие как пульт от телевизора, часы, ароматизатор воздуха. И то если не брать в расчет аккумуляторы со сверх низким током саморазряда, такие как eneloop.

P.S. Хотелось бы узнать статистику использования батареек, кто, как часто и где их использует, предлагаю в комментариях ниже написать.
P.S.2. Надеюсь эта информация пролила свет на то почему очень важно иметь график зависимости напряжения батарейки/аккумулятора от времени разряда в тестах. Также в этой маленькой статье нет графика зависимости времени от тока разряда, но в целом стоит отметить что чем больше ток тем сильнее усугубляется ситуация с батарейками. Чем меньше ток тем больше сокращается разница между хорошими батарейками и аккумуляторами (если не учитывать аккумуляторы с низким током саморазряда, они по прежнему оставляют батарейки позади), но эта разница сокращается на хоть какое-то более менее значимое значение при токах порядка 0.5мА (пол года работы). При токах 200мА когда аккумулятор или батарейка разряжаются за 10-15 часов, ток саморазряда роли практически не играет и батарейки проигрывают по всем параметрам.