Типы батареек и их характеристики

Типы батареек и их характеристики

Существует множество типов батареек, отличающихся по составу, форме, размеру. Эти критерии определяют технические характеристики, эксплуатационные особенности и применение. Далее приведены виды батареек, их сочетания и особенности.

Виды и их характеристики

Разнообразие этих энергоэлементов весьма обширно. Однако на рынке востребовано несколько типов, используемых в большинстве устройств. Среди них по размерам – пальчиковые, мизинчиковые, средние, бочонки, крона, по химическому составу – солевые, щелочные, литиевые.

Классификация

В систематике батареек действует 2 критерия: состав и габаритные размеры. На основе них создано 2 классификации. Чтобы отличать элементы питания введена маркировка. Систему обозначений по составу и по типоразмерам можно найти в таблицах. Там же приведено, какие батарейки бывают по сочетанию этих критериев, и основные характеристики для разновидностей.

По химическому составу

Значение этого критерия обусловлено тем, что он определяет характеристики батареек: емкость, срок использования и хранения, напряжение, температурный режим, безопасность и т. д. Во многом это обуславливает сферу использования. Далее рассмотрены типы батареек по составу.

Солевые

Включают электролит хлорид аммонийно-цинкового состава, цинковый катод и диоксид марганцевый анод. На основе этого они известны угольно-цинковыми и цинк-карбоновыми. Это энергоэлементы с низкими техническими и эксплуатационными параметрами: напряжение до 1,5 В, малые емкость и длительность хранения (до 2 лет), интенсивный саморазряд, неработоспособность при отрицательных температурах. Так, в холод интенсивно сокращается емкость, а при длительном состоянии покоя возможна утрата целостности. Последнее объясняется реакцией на завершающем этапе разряда, ведущей к возрастанию массы катода. К тому же вместе с этим происходит коррозия цинка и разложение диоксида марганца, сопровождающиеся выделением водорода и кислорода, также ведущего к повышению внутреннего давления. Это самый дешевый вариант батареек, поэтому они весьма обширно распространены. Оптимальным применением для них считают устройства с низким энергопотреблением вроде часов, весов, пультов ДУ.

Щелочные или алкалиновые

Отличаются от предыдущего типа составом электролита – это гидроксид щелочного металла. Поэтому обозначаются как щелочно-марганцевые и алкалиновые. Катод и анод – того же состава. Другой электролит обуславливает низкий саморазряд, работоспособность при температурах до -20°C и срок хранения, составляющий до 5 лет. Напряжение равно 1,5 В. При этом характеризуются невысокой стоимостью. Такие энергоэлементы оптимальны для приборов с умеренным энергопотреблением вроде радио, ночников.

Литиевые

Полностью отличаются составом: электролит – органический, катод – литиевый, анод – из диоксида марганца. Характеризуются значительной емкостью, малым саморазрядом, длительным сроком хранения в 10-12 лет, работоспособностью в морозы до -40°C. Напряжение составляет 3 В. К тому же отличаются высокой энергоплотностью и постоянным напряжением. Это весьма дорогие варианты. Подходят для мощных устройств с интенсивным энергопотреблением типа фонарей, камер, портативных колонок.

Йодно-литиевые

В таких батарейках используется литиевый анод и йодные электролит в виде твердого вещества. Они отличаются компактностью, значительной энергоемкостью и длительным сроком службы. Используются в медицинском оборудовании.

Литьевые с твердыми катодами

Электролит представлен растворами солей лития, катод – литием, анод – фторуглеродом, сульфидами или оксидами металлов. В зависимости от состава выдают от 1,5-3,2 В. Такие батарейки характеризуются хорошими показателями емкости и удельной энергии, обширным температурным интервалом, невысоким саморазрядом. Подходят для устройств разного назначения вместо марганцево-цинковых батареек.

С жидкими окислителями

Катод имеет углеродно-алюминиевый, -никелевый или -стальной состав, электролит – литий-бром ацетонитрильный, -тионилхлоридный или –сульфурилхлоридный. Отличаются высокими показателями удельной энергии и мощности, скорости зарядки, ресурса. Устойчивы к низким температурам до -55°C. Это обуславливает высокую стоимость. Такие энергоэлементы взрывоопасны и токсичны. Актуальны для высокопроизводительных устройств и экстремальных условий.

Серебряные элементы питания

Электролит представлен гидроксидом щелочного металла, анод состоит из оксида серебра, катод – из цинка. Также известны как серебряно-цинковые. Выдают напряжение 1,55 В. Характеризуются значительной емкостью, малым саморазрядом, длительным сроком хранения в 10 лет. Минимальный температурный предел — -30°C. Такие батарейки применяются преимущественно в часах.

Воздушно цинковые

В качестве электролита также используется гидроксид щелочного металла. Анод – кислородный, катод – цинковый. Отличаются повышенной емкостью, превосходящей литиевые аналоги в 2-3 раза. Выдают напряжение 1,2-1,4 вольта. Рабочий температурный интервал – от 35 до -20°C. Основной недостаток – крайне короткий эксплуатационный срок, составляющий несколько недель. Хранение возможно только в герметичной таре ввиду саморазряда. В таких условиях эти энергоэлементы выдерживают несколько лет. Этот тип батареек считается наиболее экологичным. Стоимость средняя. Применяются в основном в медицинском оборудовании.

Ртутные

По основным параметрам близки к литиевым аналогам. Они подходят для многократной перезарядки, имеют обширный температурный диапазон, но быстро утрачивают емкость ввиду скопления текучего электролита в одном месте. Отличаются негативными особенностями, связанными с токсичным химическим составом: опасностью при нарушении целостности корпуса и сложной утилизацией. Ввиду этого мало распространены.

Типы батареек по размеру и форме

Еще одна классификация основана на габаритах и форме батареек. Повсеместно используется американская система обозначений. Введен соответствующий ей ГОСТ, однако он мало известен.

Среди типов батареек по размеру наиболее распространены цилиндрические варианты, представленные в следующих категориях.

  • A. Солевые энергоэлементы на 1,5 В к настоящему времени почти вышли из применения. Ранее использовались на ноутбуках.
  • ½ AA. Производятся модификации литий-диоксидмарганцевого и литий-тионилхлоридного состава. Первые выдают напряжение 3 В, вторые – 3,6 В.
  • AA. Называются пальчиковыми. Встречаются щелочные, литиевые и угольно-цинковые модификации батареек AA на 1,5 В.
  • AAA. Мизинчиковые батарейки, как называются неофициально. Выдают 1,5 В.
  • AAAA. Щелочные варианты на 1,5 В, рассчитанные на тонкие цилиндрические устройства вроде фонарей, указок, глюкометров, стилусов.
  • B. Солевые и щелочные энергоэлементы на 1,5 В, используемые преимущественно в фонарях.
  • C. Средние также на 1,5 В. Встречаются только в щелочном и солевом вариантах.
  • D. Большие, носящие название «бочонки», отличаются высокой емкостью в 8-12 тыс. мАч. Также встречаются в двух видах состава. Это первые элементы на 1,5 В, появившийся в конце XIX в.
  • F. Тоже встречаются в 2 типах на 1,5 В, различающихся емкостью: от 10,5 до 26 А/ч.
  • N. 1,5 В батарейки двух типов на 400-1000 мАч.
  • PP3. Энергоэлементы крона выдают 9 В и в зависимости от состава имеют энергоемкость в 400-1200 мАч. Встречаются варианты солевого, щелочного и литиевого состава. В корпусе объединено несколько энергетических элементов.
  • R10. Батарейки на 1,5 В. Существует модификация, объединяющая 2 таких элемента, благодаря чему напряжение удвоено. Узко распространены.
  • A23. Щелочные элементы на 12 В для радиоуправляемых устройств.
  • A27. Близки к предыдущему типу. Помимо радиоуправляемых устройств применяеются в электронных сигаретах и зажигалках.
    Среди плоских встречается один вид квадратных батареек и несколько круглых энергоэлементов.

3336 — квадратные щелочные и солевые батарейки. Их напряжение составляет 4,5 В, емкость – 1,2-6 тыс. мАч. Круглые плоские элементы питания, известные как дисковые батарейки или таблеки, подразделяют по химическому составу. Существуют литиевые, щелочные, серебряные и воздушно-цинковые варианты таблеток. Первые выдают напряжение 3 В, вторые – 1,5 В, третьи – 1,55 В, четвертые – 1,2 В. Каждый из них встречается в нескольких типоразмерах. Батарейки-таблетки рассчитаны преимущественно на часы и прочие мелкие устройства.

Видео о видах батареек

 

Ссылка на основную публикацию