Какие бывают виды батареек

Какие бывают виды и типы батареек?

Устройства, не подключающиеся к электрической сети, удобны в эксплуатации. Для питания таких приборов используются различные виды батареек. Выбирают элемент, учитывая емкость, размер и некоторые другие технические характеристики.

История создания батареек

Прототип химического источника электрического напряжения появился в 1867 г. Внешний вид батареи сильно отличался от такового у более современных моделей. Компания Everedy впервые начала массовое производство элементов питания. Их использовали в угледобывающей промышленности и мореплавании.

Большой вклад в совершенствование батареек сделала американская компания Duracell, производившая небольшие и дешевые источники тока. Они имели вид цилиндра с графитовым стержнем, погруженным в оксид марганца.

До середины 20 в. конструкция батареи не менялась.

Позже были разработаны литий-ионные аккумуляторы, отличающиеся большой емкостью и возможностью перезарядки. Современные батарейки имеют разные конструкции и химические составы.

Виды батареек по химическому составу

Наиболее часто функции источников напряжения выполняют цинково-марганцевые и литиевые составы. Существуют и другие типы элементов питания.

Солевые

Изделие такого типа стоит недорого, что объясняется низкой энергоемкостью. Элемент имеет разные размеры. Принцип работы основывается на вступлении диоксида марганца в химические реакции. Цинк выступает в роли анода и корпуса. Проводит ток хлорид аммония, находящийся в распределительных отверстиях. Вещество представляет собой вязкую субстанцию. Солевые батареи используются для питания устройств, потребляющих небольшое количество энергии.

К преимуществам таких элементов относятся:

• низкая стоимость;
• простая конструкция;
• удобство в применении;
• возможность использования в бытовых условиях.

Отрицательными качествами считаются:

• чувствительность к перепадам температур;
• небольшой срок хранения;
• быстрая потеря заряда;
• невозможность повторной зарядки;
• высокий риск утечки солевого компонента.

Серебряные элементы

Конструкция включает серебряный катод, цинковый анод и электролитный состав. Принцип действия аналогичен с таковым у ртутных элементов. Серебряные батарейки устанавливаются в наручные часы.

Их отличают такие особенности:

• бесперебойная работа при низких температурах;
• подача высокого напряжения;
• увеличенная емкость.

Батарейки не утрачивают заряд при длительном хранении. Единственным недостатком считают высокую стоимость.

Щелочные или алкалиновые

Алкалиновыми называются источники, где электрическое напряжение возникает за счет преобразования вязкого гидроксида кальция. Цинковый анод пребывает в порошкообразном состоянии. Катод производится из диоксида магния. Материал устойчив к коррозии, что помогает продлить срок службы батареи.

По сравнению с солевыми элементами алкалиновые имеют большую емкость. Они могут использоваться при низкой температуре. Их применяют люди, занимающихся строительством, поиском металла, плаванием.

Ртутные батарейки

В прошлом ртутные источники питания устанавливались в фотоаппараты, космические и военные приборы. Элементы содержат ртутно-цинковый состав. Для улучшения характеристик батарейки электроды покрывают серебром и гидроксидом магния.

Изделия выделяют токсичные пары, поэтому сейчас практически не используются.

К преимуществам относят нечувствительность к изменению температур, возможность восстановления заряда. Источники выдают постоянное напряжение и служат не менее 2 лет.

Литиевые

Существует 3 разновидности литиевых батарей:

1. С твердыми катодами.
   Эти части аккумулятора состоят из лития. В качестве анода используются сульфиды или оксиды. Напряжение достигает 1,5 В. Устройства применяются часто, что объясняется нечувствительностью к перепадам температур, высокой емкостью и низкой потерей заряда.
2. С жидким окислителем.
   Источником напряжения является диоксид серы, погружаемый в вязкий раствор тионилхлорида. Катоды представляют собой алюминиевые пластины с углеродистым напылением. Бромид лития выступает в роли проводника электричества. При установке в мощные устройства батарея быстро разряжается. Некоторые элементы питания содержат токсичные вещества или взрываются при неправильной эксплуатации.
3. С йодом.
   Вещество является окислителем, литий — восстановителем. Заряд сохраняется в течение длительного времени. Батарейки используются для поддержания работы кардиостимуляторов.

Типы батареек по размеру и форме

Существуют источники питания разных размеров и форм. Для классификации батареек используют американскую или европейскую систему. Определить тип батареи помогают специальные таблицы. Изделие помечается маркировкой в соответствии с американской системой.

Самыми востребованными являются такие батарейки:

1. Пальчиковая (АА). Имеет форму тонкого цилиндра высотой 5 см. Если на корпусе присутствует обозначение L, источником напряжения является щелочной состав.
2. Мизинчиковая (ААА). Представляет собой цилиндр высотой 42-44 мм. Устанавливается в детские игрушки, электронные часы и ручные фонарики.
3. Средняя (С). Высота составляет 5 см, ширина — 2,5 см.
4. Большая (D). Высота батарейки достигает 6 см, ширина — 3,5 см.
5. Круглые таблетки. Диаметр составляет 5-15 мм. Источник питания выдает напряжение в 3 В.

Как выбрать батарейку?

При выборе элемента питания учитывают такие характеристики:

1. Срок годности.
   При хранении батареи постепенно утрачивают заряд. Особенно часто такое случается с солевыми элементами. Щелочные и литиевые изделия подходят для долгого хранения.
2. Напряжение.
   У стандартной пальчиковой батарейки этот показатель составляет 4-6 В. Таблетки выдают напряжение в 3 В. Этого хватает для нормальной работы наручных часов.
3. Тип источника питания.
   Для поддержания работы мощных устройств используются литиевые аккумуляторы. Для пульта или настенных часов достаточно солевого элемента.
4. Производитель.
   Не все батарейки, имеющие популярные названия, считаются качественными. При выборе источника питания предпочтение отдают маркам, имеющим положительные отзывы пользователей.

Тип батарейки указывается на корпусе.

Виды батареек

Каждый человек использует электронные устройства, у которых имеется автономный источник питания. В большинстве случаев это одноразовые элементы питания, называемые батарейками.

Что такое батарейка

Батарейка – это автономный гальванический элемент питания различных устройств, работающих от электрической энергии. Принцип действия батареек основан на использовании необратимой химической реакции двух металлов (или их оксидов) в электролите, сопровождающейся появлением электродвижущей силы. Из-за необратимости проходящих в таких источниках питания реакций, связанных с образованием электроэнергии, их называют первичными.

Вторичные источники питания (аккумуляторы), работают с использованием тех же принципов действия, но с химическими веществами, которые могут восстанавливаться после заряда, что делает возможным их многократное использование.

Маркировки батареек

Согласно стандарту IEC (Международная электротехническая комиссия), маркировку гальванических источников тока делают исходя из состава электролита и активного металла, применяющихся в их конструкции.

По этой классификации существует 5 самых распространенных типов круглых (цилиндрических) батареек: солевые, щелочные, литиевые, серебряные и воздушно-цинковые. Буква R в их обозначении означает круглую форму (от английского round).

Солевые батарейки (R). Имеют катод из цинка, анод из диоксида марганца и электролит из хлоридов аммония и цинка. Они обеспечивают напряжение 1,5 вольта, имеют небольшую емкость, высокий саморазряд и низкий срок хранения (до 2-х лет). При низких температурах они неработоспособны.

Солевые батарейки самые дешевые и имеют посредственные технические характеристики. В обиходе их также называют цинк-карбоновыми и угольно-цинковыми.

Литиевая и Щелочная батарейка

Щелочные батарейки (LR). Имеют катод из цинка, анод из диоксида марганца и электролит из гидроксида щелочного металла. Они имеют напряжение 1,5 вольта, увеличенную емкость, низкий саморазряд и большой срок хранения до 10 лет. Они сохраняют работоспособность при низких температурах до -20 градусов.

Эти источники тока недороги, в обиходе их еще называют алкалиновыми и щелочно-марганцевыми.

Литиевые батарейки (CR). Имеют катод из лития, анод из диоксида марганца и органический электролит. Они имеют напряжение 3 вольта, большую емкость, малый саморазряд и большой срок хранения до 10-12 лет. Они сохраняют работоспособность при низких температурах до -40 градусов. Эти источники тока довольно дороги.

Серебряные батарейки (SR). Имеют катод из цинка, анод из оксида серебра и электролит из гидроксида щелочного металла. Они имеют напряжение 1,55 вольта, высокую емкость, малый саморазряд и длительный срок хранения до 10 лет. Они сохраняют работоспособность при низких температурах до -30 градусов. Как правило, применяются в часах. В обиходе их также называют серебряно-цинковыми.

Воздушно-цинковые элементы (PR). Имеют катод из цинка, анод из кислорода и электролит из гидроксида щелочного металла.

Эти источники тока являются самыми чистыми с точки зрения экологии, благодаря чему широко используются в специальных медицинских устройствах, но имеют самый малый срок эксплуатации (несколько недель после вскрытия упаковки). Они имеют среднюю стоимость, имеют напряжение 1,2-1,4 вольта и очень высокую емкость (больше, чем у литий-ионных элементов в 2-3 раза), сохраняют работоспособность при температурах от -20 до +35 градусов.

При хранении такие элементы нужно герметизировать для предотвращения саморазряда. При соблюдении правильных условий хранения (обеспечение герметичности) они имеют низкий саморазряд и могут храниться несколько лет.

Типы батареек по размеру и их обозначения

В настоящее время в мире очень большое распространение получила система обозначений батареек, принятая в США. Она основана на физических размерах источников питания. Далее рассматриваются самые распространенные из них.

Виды батареек по размерам и химическому составу: шпаргалка CHIP

Чем литиевая батарейка отличается от солевой или щелочной? Какая лучше? Об этом и других особенностях батареек — в нашей статье.

Какие батарейки лучше — алкалиновые или солевые? Ни те и не другие. В этой статье мы разберемся в химическом составе и типоразмерах батареек, которые используются в бытовой электронике. Читайте нашу шпаргалку по этим двум вопросам.

Виды батареек по химическому составу

В быту «батарейками» называют гальванические элементы, которые создают электрический ток за счет химической реакции. Гальванические элементы производят электрическую энергию благодаря реакциям между двумя металлами в растворе электролита. Один металл является «минусом», другой «плюсом». Между ними протекает реакция окисления (на «минусе») и восстановления (на «плюсе»), за счет которой и возникает ток.

Традиционно с химической точки зрения батарейки разделяют на виды в зависимости от того, какие металлы или какой тип электролита в них используется.

Солевые батарейки

Это старейший тип батареек, разработанный компанией Eveready еще в 20-х годах прошлого века. В качестве «минуса» в нем используется цинк, а в качестве «плюса» — двуокись марганца. Электролит, который обеспечивает протекание реакции — хлорид аммония. Это соль, поэтому батарейка называется солевой.

Солевые батарейки имеют международную маркировку R. Такие батарейки подходят для устройств, не требующих большой мощности питания: детских игрушек, пультов ДУ для телевизоров, часов, ручных фонариков, небольших радиоприемников.

Преимущества

дешевизна
маленький вес
возможность возобновить работу батарейки после разряда

Недостатки

невысокая выработка тока
не работают при минусовых температурах
небольшой срок хранения
проблемы с герметичностью
и быстрая разрядка при неиспользовании

Щелочные батарейки

Щелочные батарейки также называются алкалиновыми (от французского alcaline — щелочной). Они также состоят из марганца и цинка, но в качестве электролита, в котором протекает реакция, в них используется гидроксид калия. Это щелочь, поэтому у батарейки такое название.

Щелочная батарейка маркируется буквами LR. Эти батарейки подходят для устройств со средним и высоким потреблением тока, таких как ручные прожекторы, плееры и диктофоны, фотоаппараты.

Преимущества

большая емкость, чем у солевых
могут работать при низких температурах
герметичны
малая скорость саморазряда — могут храниться до 7 лет

Недостатки

цена чуть выше
более тяжелый вес
одноразовые — после выработки заряда использоваться больше не могут

Ртутные батарейки

В этих батарейках в качестве «минуса» служит цинк, а «плюса» — оксид ртути. Они разделяются слоем электролита, в роли которого выступает 45% раствор щелочи (гидроксид калия, как и в алкалиновых).

Ртутные батарейки в наше время используются очень редко из-за общеизвестного факта: ртуть токсична. Однако еще в недалеком прошлом они активно применялись в электронных часах, весах, медицинской технике — слуховых аппаратах, кардиостимуляторах.

Преимущества

стабильность напряжения
большая ёмкость
высокая энергоплотность
стойкость к перепаду температур
долгое время хранения

Недостатки

ядовитость ртути при нарушении герметичности
дороговизна
сложность утилизации

Серебряные батарейки

Есть и такие. В них роль «минуса» опять играет цинк, а роль «плюса» — оксид серебра. Реакция с выделением электрического тока протекает при помощи щелочного электролита — гидроксида калия или натрия.

Международная маркировка серебряной батарейки — SR. Используются они в тех же сферах, что и ртутные, и по достоинствам и недостаткам практически им аналогичны. Главное преимущество серебряных батареек перед ртутными — безопасность: серебро нетоксично, и при нарушении герметичности корпуса нет риска отравления. Главный минус — серебряные батарейки дороже всех остальных видов батареек.

Литиевые батарейки

Наконец, последний тип батареек — литиевый. У этих батареек в качестве «плюса» используется литий, а вот «минус» и электролит могут быть представлены различными веществами: диоксид марганца, монофторид углерода, пирит, тионилхлорид и другие.

Литиевые батарейки могут использоваться в разной портативной электронике и имеют маркировку CR. Они объединяют в себе все преимущества предыдущих типов и, по факту, являются самым хорошим гальваническим элементом питания. Но по сравнению с щелочными и солевыми элементами литиевые батарейки дороговаты (хотя в зависимости от используемых веществ цена может сильно различаться). Поэтому первые тоже выпускаются в большем количестве для бюджетного сегмента.

Преимущества

легкость
долгое время хранения (до 12 лет)
термическая стойкость
стабильное напряжение
высокая энергоплотность и энергоемкость

Источники:

http://3batareiki.ru/batarejki/kakie-byvayut-vidy-i-tipy-batareek
http://istochnikipitaniy.ru/batarejki/vidy.html
http://ichip.ru/sovety/pokupka/vidy-batareek-po-razmeram-i-himicheskomu-sostavu-shpargalka-chip-529822