Виды батареек: подробная классификация элементов питания по размеру, составу и другим параметрам

Классификация батареек по размеру

Размеры и форма (типоразмер) различны, и по этому признаку легче всего различать изделия. При этом химический состав может быть одним и тем же. Виды батареек по размеру:

Классификация по размеру.

• А. Цилиндрической формы изделие, имеющее высоту 50 мм (вместе с контактной поверхностью) и диаметр 17 мм. Сегодня практически не используется;
• АА. Тоже в форме цилиндра, другое название – «пальчиковая». Высота – 50.5 мм, диаметр – 14.5 мм. Применяется для питания: пультов дистанционного управления, фототехники, фонарей, других осветительных приборов и пр.;
• ААА. Может называться «мизинчиковая», так как по форме похожа на АА, только меньше. Высота – 44.5 мм, диаметр – 10.5 мм. Ее используют для запитки приборов с небольшим потреблением тока: пульты ДУ, игрушки, FM-радио, аудиоплееры и т.д.;
• АААА. Высота – 42.5 мм, диаметр – 8.3 мм. Встречается нечасто, в основном в устройствах с небольшим потреблением тока, например, планшетных стилусах;
• B. Высота – 60 мм, диаметр – 21.5 мм. Применяется в дозиметрах, приборах химической разведки. В быту не актуальна;
• C. «Дюймовочка» или «эска», высотой 50 мм и диаметром 26 мм. В СССР обозначалась как 343. Этот типоразмер подходит для питания: игрушек, фонариков, FM-радио, музыкальных инструментов и т.д.;
• D. Популярная во времена СССР «бочка», высота которой – 61.5 мм, а диаметр – 34.2 мм. Ею запитывали: магнитолы, рации, счетчики Гейгера, фонари, часы, вольтметры и пр.;
• N. Высота – 30.2 мм, диаметр – 12 мм. Применяется для: лазерных указок, микрофонов, дверных звонков;
• 1/2АА. Вдвое укороченная пальчиковая батарейка. Высота – 25 мм, диаметр – 14.5 мм;
• Крона. Обычно это элемент питания, состоящий из 6 других батареек, например, размера АААА. Характерная черта – напряжение 9 В.

Есть еще миниатюрные элементы питания, диаметр которых – 4.8 – 11.6 мм, а высота – до 5.4 мм. Из-за приплюснутой формы пошло название «таблетка» или «монетка». Обычно применяются в наручных часах и других компактных устройствах.

Распределение по форме

Наиболее распространены цилиндрические батарейки, но не реже встречаются дисковые изделия. Классификация по форме такова:

Классификация по форме.

• R. От английского слова «Round» – круглый элемент. Это цилиндрические модели и «таблетки»;
• P. Не круглые, встречаются редко;
• F. Плоские, имеющие послойное построение;
• S. Выглядят как прямоугольная или призматическая площадка.

Какие-то изделия есть в каждом магазине, а другие приходится поискать. Несмотря на изобилие вариантов, классифицируются они по стандартам. АА, ААА, B, C – американский стандарт, более привычный, поэтому обычно придерживаются его.

Виды по химическому составу

В зависимости от того, из чего делают батарейки, согласно международному стандарту IEC, маркируются так:

• R — солевые;
• LR — щелочные;
• SR — серебряные;
• CR — литиевые;
• PR — воздушно-цинковые.

У каждого типа батареек есть плюсы и минусы.

Солевые

Их легко отличить по цене, ведь они являются самыми дешевыми. На рынке представлены фирмами «Дюраселл», «Сони», «Тошиба». Являются усовершенствованными марганцево-цинковыми батарейками. Желательно применять в приборах с низким потреблением напряжения: часах, весах, пультах.

Быстро разряжаются, их нельзя зарядить обратно. При длительной эксплуатации гальванический элемент может протечь. При минусовых температурах солевые аккумуляторы перестают работать. Несмотря на многие недостатки, данный продукт востребован на рынке.

Алкалиновые (щелочные)

Гальванические элементы этого типа впервые появились в 1964 году. Их тогда выпускала фирма Duracell.

Если рассматривать все химические источники питания, алкалиновые сейчас наиболее востребованы. Материалом катода служит цинк, а анода – двуокись марганца. Электролит щелочной – гидроксид калия (гелеобразная субстанция).

Устройство алкалиновой батарейки.

Если сравнивать с солевыми изделиями, алкалиновые характерны повышенной энергоемкостью и способны работать при минусовых температурах, вплоть до -20°. Срок их хранения – 7 – 10 лет, чего можно добиться за счет низкого саморазряда. Параметр напряжения – 1.5 В. По цене немного дороже солевых. Встречаются подзаряжаемые разновидности.

Щелочные элементы применяют для устройств со средним или высоким потреблением тока: в фототехнике, аудиоплеерах, детских игрушках.

Ртутные батарейки

Не получили широкого распространения из-за высокой стоимости и повышенной токсичности. Ведь они могут протечь, а ртуть опасна для человека. Но такой гальванический элемент можно перезаряжать несколько раз. Хотя со временем теряется его емкость — за счет того, что ртуть стекает и собирается каплями внутри батареи.

Достоинствами данных изделий можно назвать хорошую бесперебойную работу в суровых атмосферных условиях, длительный срок годности.

Никель-кадмиевые (Ni-Cd)

Изобретены в конце 19 века в Швеции инженером Вальдемаром Юнгнером.

Это аккумуляторные источники питания, с анодом из гидрата закиси кадмия, и катодом из гидрата закиси никеля. Электролитом служит гидроокись калия, куда добавляется LiOH (гидроксид лития). По форме бывают плоские, кубические, цилиндрические, обязательно с герметичным корпусом.

Напряжение составляет около 1.35 В. Срок их эксплуатации – от 100 до 900 циклов зарядки-разрядки (зависит от конструкции, качества примененных материалов, режима работы). Ламельные никель-кадмиевые АКБ, используемые в промышленности, работают по 20 – 25 лет. Как и никель-солевые, допускают хранение в разряженном виде. Особенность – низкое сопротивление, поэтому в ходе зарядки, даже большими токами, не греется. Нагреваться начинает только когда полностью восстановит заряд.

Никель-кадмиевые аккумуляторы применяются редко из экологических соображений, и то преимущественно там, где другие системы не подходят. Обычно это питание устройств, характерных большими разрядными и зарядными токами.

Никель-кадмиевые батарейки.

Плюсы:

• диапазон рабочей температуры – от -50 до +40°;
• долго хранятся разряженными;
• срок службы;
• стабильно работают на морозе, без снижения энергоемкости (до разумных пределов);
• безопасны при разгерметизации, по крайней мере не загораются, как литиевые;
• доступность.

Минусы:

• высокий саморазряд (одни модели за сутки теряют 10%, другие столько же за месяц);
• если долго хранятся без работы, восстанавливать заряд надо по определенному алгоритму;
• из-за «эффекта памяти» требуют полной разрядки;
• в сравнении с другими АКБ низкая энергоемкость.

Кадмий является ядовитым материалом, поэтому в некоторых странах действует запрет на изготовление Ni-Cd аккумуляторов. Утилизировать отработанные изделия запрещено – их сдают в специальные пункты для последующей переработки.

Никель-металл-гидридные (Ni-Mh)

Никель-металл-гидридные батарейки.

Также аккумуляторные батареи, востребованные в тех сферах, где требуется длительное сохранение заряда. Популярны за счет высокой энергоемкости и экологичности материалов, что упрощает утилизацию.

Катод – оксид никеля, анод – водородный металлогидридный электрод. Их начали разрабатывать в середине ХХ века, в качестве замены никель-кадмиевых АКБ. Сегодня сплавы и металлы совершенствуются, и современные Ni-Mh аккумуляторы выдерживают до 2000 циклов зарядки-разрядки.

На рынке встречается две группы:

• 1500 – емкость 3000 мАч. Для приборов с высоким расходом энергии за короткий промежуток времени: фототехники, аудиоплееров и прочих гаджетов;
• 300 – 1000 мАч. Для тех устройств, где энергия расходуется после временного интервала: игрушки, рации, навигаторы и другие приборы, работающие автономно.

Служат в среднем 1 – 5 лет. Характеристика саморазряда составляет 30% в месяц, что довольно большой показатель, причем в условиях комнатной температуры. Рабочая температура – от -20 до +60°.

Плюсы:

• экологичность (меньше вредных веществ в конструкции, чем у аналогов);
• повышенная энергоемкость;
• без «эффекта памяти» (не требуют полной разрядки).

Минусы:

• после 300 циклов зарядки-разрядки падает емкость;
• могут загореться;
• увеличенный саморазряд.

Лучше всего такие АКБ себя зарекомендовали для устройств с большим потреблением энергии за короткий промежуток времени.

Литий-ионные (Li-Ion)

Катод – литий, анод – диоксид марганца, монофторид углерода или другие материалы. Электролит – органический.

Устройство литий-ионной АКБ.

Особенности этих элементов: повышенная энергоемкость, сроки хранения, достигающие 12 лет, малый вес, стабильное напряжение.

Литиевые батареи применяются в мощных приборах с продолжительной работой: фотоаппаратура, портативные колонки, медицинское оборудование, смартфоны и т.д.

Также встречаются йодно-литиевые элементы, в которых литий служит восстановителем, а йод окислителем. Это мощные батарейки, долго хранящиеся и медленно разряжающиеся.

Еще к литиевым относят изделия, имеющие твердый катод. Материал анода в таком случае – сульфиды и оксиды металлов. Электролитом служат солевые растворы. Емкие, работающие в широком диапазоне температур батарейки, но дорогие.

Плюсы:

• компактные;
• разный параметр напряжения;
• сроки хранения;
• устойчивы к перепадам температур.

Их недостаток – высокая цена.

Серебряные

Работают по аналогии с ртутными аккумуляторами. Недостаток только один – очень высокая стоимость. Но при этом у них емкость на 30-50% больше, чем у литиевых батареек. Серебряные элементы питания хорошо работают при высоких и низких температурах, обладают длительным сроком службы.

Воздушно-цинковые

Этот тип батарей очень чувствителен к внешним факторам, таким как влажность и температура воздуха, поэтому их рекомендуют использовать в помещениях. Положительные свойства — большая ёмкость и экологичность. После вскрытия упаковки могут проработать не больше одного месяца.

Нельзя обходить вниманием стоимость данных устройств. Серебряные, литиевые и щелочные элементы питания выделяются высокой стоимостью, однако они могут работать длительное время. При правильной их эксплуатации они могут окупить себя несколько раз, тогда как солевые батарейки буквально за короткое время будут выходить из строя.

1. Также следует присмотреться к упаковке и производителю элементов питания. В большинстве случаев изготовители всегда маркируют корпус элементов питания, чтобы покупатель мог определить тип электролита.
2. При подборе элемента питания необходимо учитывать, что при различных нагрузках он будет вести себя совершенно по-разному. К тому же на функциональность будет влиять окружающая среда. Так зимой, но холоде будет ухудшаться электропроводность электролита, вследствие чего будет снижаться и его емкость.
3. Необходимо учитывать тот факт, что при длительном хранении элементов питания они могут терять порядка 30% начальной емкости. Поэтому рекомендуется внимательно присмотреться к дате производства. Следует знать, что отечественные изготовители маркируют дату изготовления, а иностранные производители указывают последнюю дату использования батарейки.
4. Необходимо тщательно осмотреть элементы устройства, чтобы убедиться в отсутствии дефектов, которые могут уменьшить эффективность эксплуатации.
5. Подбирая источники питания для конкретного прибора, необходимо учитывать размеры посадочного пространства под них, оно может быть различным. К примеру, для пульта дистанционного управления будут нужны мизинчиковые батарейки, а для какого-нибудь плеера придется приобретать пальчиковые элементы питания. Для электронных весов, слухового аппарата или другого небольшого прибора потребуется купить таблеточные элементы питания. При этом необходимо учитывать маркировку, толщину и диаметр «таблетки», чтобы она подошла для конкретного прибора.

Какие разновидности батареек C-типа бывают

Изделия C-типа (в форме цилиндра) бывают солевые, щелочные, никель-металлогидридные.

C-R14

Это солевые источники питания, которые нельзя перезаряжать. Они недорогие по цене, их напряжение в 1,5V. По стандартам ANSI обозначаются, как 14D. Мало весят и имеют небольшие рабочие параметры.

Подойдут для техники с малым энергопотреблением – до 200-400мА. Их рекомендуется применять лишь при комфортной (плюсовой) температуре. На холоде они лишаются своих свойств.

C-LR14

Щелочные батарейки с мощностью в 1,5V. Их стоимость в 2-3 выше, чем солевых. При этом их объем в 7-10 раз больше, а также сроки службы – в пять раз продолжительнее.

14А – это обозначение по ANSI. По весу чуть больше, чем солевые изделия. Могут пару дней давать подпитку устройству с мощностью до 400-500мА. Или же пару часов технике с мощностью до 1-2А. Температурный диапазон у них значительно шире.

C-HR14

Данное изделие является никель-металлогидридным аккумулятором. Его можно заряжать. Имеет стоимость выше, чем у предыдущих моделей. Обладает такими параметрами:

Если сравнивать с никель-кадмиевыми элементами, то у этих улучшенные показатели. При правильном использовании они прослужат не один год.

Достоинства и недостатки

Достоинства и недостатки элементов сильно разнятся в зависимости от химического типа элемента питания типа «С». Наиболее заметными минусы можно встретить у следующих батареек:

• Солевые элементы питания могут потечь, что приведет к короткому замыканию электрической платы и разъеданию токоведущих дорожек.
• Литиевые аккумуляторы и батарейки могут взорваться.
• Щелочные имеют значительный вес, что особенно заметно, когда в держатель прибора устанавливается несколько батарей этого типа.
• Никель-металлогидридные изделия обладают довольно высоким уровнем самостоятельного разряда.

Существенным недостатком может являться стоимость источников тока типоразмера «С». По этому параметру существенно уступают литиевые батареи, цена которых может отличаться в большую сторону в несколько десятков раз, по сравнению с самыми дешевыми изделиями.

Положительными характеристиками батареек могут являться:

• Низкая стоимость при покупке солевых.
• Значительный запас электроэнергии у щелочных элементов.
• Устойчивость к большим нагрузкам и экологическая безопасность у никель-металлогидридных изделий.
• Большой ресурс работы у литиевых элементов питания.

В качестве положительных особенностях источника тока также могут рассматриваться возможность работы при отрицательных температурах воздуха. По этому показателю неплохо себя зарекомендовали литиевые АКБ.

Область применения

Область применения батареек и аккумуляторов типа «С» очень широка. Портативные источники электроэнергии используются в устройствах, в которых наблюдается повышенное электропотребление.

Кроме того, такие элементы питания могут устанавливаться последовательно, поэтому с их помощью можно обеспечить работоспособность устройств, для работы которых требуется значительно большее напряжение, чем 1,5 или 3,7 Вольта.

Наиболее часто источники питания этого типа можно обнаружить в батарейных отсеках следующих устройств:

• Радиоприемников.
• Фонарей.
• Измерительных приборов.
• Детских игрушек.

Элементы питания могут типа «С» могут устанавливаться не только в портативные устройства, но и в стационарно расположенные бытовые приборы. Например, с помощью одной или двух батареек может осуществляться запал горючего в газовых плитах или водогрейных колонках.

Можно ли заряжать

Если батарейка тип «С» аккумулятор, то это означает, что ее заряд можно восстановить, установив ее в держатель специального устройства. Оживить солевую или щелочную батарею таким образом практически невозможно.

Нарушение инструкции по безопасному использованию гальванических элементов может привести к взрывной разгерметизации изделия.

Если разряд батарейки достиг критического значения, то ее следует вынуть из устройства и установить вместо нее новое изделие либо перезаряжаемую АКБ.

Как вам статья?