Батарейки: виды, применение, классификации

Батарейки давно стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Без них невозможно представить работу телевизионных пультов, часов, фотоаппаратов, детских игрушек, автомобильных сигнализаций.

Батарейки — это, по сути, элементы питания, которые трансформируют энергию химической реакции в электрическую энергию. Жизнь батарейки заканчивается после ее полной разрядки.

Сегодня на рынке представлены батарейки широкого спектра применения.Их используют в медицине и промышленности, в быту для полноценной работы любых приборов и устройств.

Использование элементов питания охватывает практически все сферы жизни человека. Современные устройства, такие как фотоаппараты, мобильные устройства, видеокамеры, беспроводные мыши и клавиатуры, пульты дистанционного управления, медицинские слуховые аппараты, электронные термометры и тонометры, радиоэлектроника требуют для своей деятельности применения батареек.

Типы батареек

Батарейки можно разделить по типу электролита на солевые, алкалиновые, серебряные и литиевые.

Солевые батарейки содержат угольно-цинковые, марганцево-цинковые электролиты. Их особенностью является способность возобновляться в неактивном состоянии.

В алкалиновых или щелочных батарейках используется щелочной электролит. Их отличает долгий срок эксплуатации и хранения.

Солевые и алкалиновые элементы питания содержат растворенные тяжелые металлы, многие из которых являются сильно токсичными веществами.

Серебряные батарейки состоят из серебреных катодов, напряжение которых на 0,2 В выше, чем в солевых.

В составе литиевых батареек литиевый катод, обладающий большим отрицательным потенциалом и анод из других материалов с меньшим отрицательным потенциалом. Такие батарейки служат долго, хорошо хранятся и, что очень важно,могут работать в широком диапазоне температур.

Солевые, алкалиновые, литиевые батарейки известных производителей можно купить повсеместно. Наиболее известными производителями батареек являются Varta, GP Batteries, Camelion, Energizer, Maxell, Panasonic, Duracell.

Достоинства и недостатки различных типов батареек

Область применения батареек зависит от типа электролита. Например, солевые батарейки применяются на небольших токах, и не применяются при низких температурных режимах. Они подходят для небольших маломощных бытовых приборов, часов, дистанционных пультов.Недостатком солевых батареек является маленькая емкость и малая эффективность в работе с большими нагрузками. Достоинство такого вида батареек – низкая стоимость.

Из достоинств алкалиновых батареек можно назвать низкую стоимость, применение при больших токах и низких температурах. Недостатком является содержание тяжелых металлов.

Литиевые элементы прекрасно работают при низких и высоких температурных режимах, дольше хранятся и предусматривают более высокий ток. Их недостатком является высокая цена.

Серебряные батарейки применяются при большом диапазоне температур, имеют длительных срок хранения и эксплуатации. Минусом таких батареек является их высокая стоимость.

Выбирая батарейку для прибора, необходимо учитывать несколько факторов, включая мощность прибора, напряжение, температурный режим, в котором данный прибор используется.

Применение батареек в различных устройствах

Солевые батарейки часто применяются в устройствах и приборах с низким потреблением тока: пультах дистанционного управления, часах, радио, игрушках, фонариках.

Алкалиновые батарейки используют в приборах с высоким потреблением тока: фотоаппараты, плейеры, наручные часы, игрушки с мотором, беспроводной мыши и клавиатуры.

Литиевые – фотоаппараты, электронные мобильные устройства, радиоуправляемые модели, брелоки для автомобильной сигнализации.

Серебряно-цинковые элементы питания нашли применение в медицинских приборах: в слуховых аппаратах, кардиостимуляторах, тонометрах, а также в наручных часах.

Классификация батареек по типу, форме и размеру

Стандарты обозначения

Типоразмеры элементов питания имеют буквенно-цифровую маркировку.

В некоторое время назад производители обозначали батарейки согласно своей собственной, разработанной классификации, что вызывало у покупателя большую трудность при выборе элемента питания.

Например, наиболее распространенные обиходные названия: АА — пальчиковые, ААА — мизинчиковые, 6F22 — крона и т.д.

В настоящий момент принято использовать следующие классификации:

  • Классификация по размеру, без указания химического состава элемента. Для цилиндрических батареек ААА – мизинчиковая,АА – пальчиковая, С - средняя, D – большая.
  • Классификация по размеру, форме и составу батарейки - LR20, LR14, LR6, LR03, 6F22, где буква обозначает химический состав, а цифра впереди – количество параллельно соединенных элементов в батарее, цифра после – размер элемента. L - щелочная батарейка, S -серебряно-цинковая, С - литиевая. Форму элемента определяют буквами R и F. Для обозначения плоской формы элемента используют F. Буква R обозначает цилиндрическую форму элемента.

Аккумуляторы и зарядные устройства

На сегодняшний день, аккумуляторы используются в каждом доме, магазине, офисе, на предприятии. Множество электроприборов может работать без электрических розеток, используя такие элементы питания как, аккумуляторы. Это делает нашу жизнь проще, веселее и комфортнее. Аккумуляторы позволяют беспрепятственно использовать любые виды техники, бытовые приборы и устройства.

Слово "аккумулятор" происходит от латинского слова accumulator, которое переводится как "накопитель, собиратель". В сущности, это устройство постоянного тока, накапливающее энергию с целью ее дальнейшего использования. Отличительной чертой аккумулятора является возможность его многократной подзарядки.

Материалы электродов и тип используемого электролита определяет сферу применения и свойства аккумулятора.

Сегодня созданы новые типы аккумуляторов, энергоемкие, с высоким количеством запасаемой энергии на единицу веса аккумулятора.

Преимущества использования аккумуляторов

К основным достоинствам и преимуществам таких элементов питания можно отнести следующие свойства:

  • Невероятно обширный ассортиментный ряд аккумуляторов, позволяющий найти аккумулятор под любой вид устройства, независимо от его энергопотребления;
  • Высокие показатели надежности и эффективности;
  • Большая энергоемкость, позволяющая экономить на замене элементов питания;
  • Современный дизайн;
  • Разумная цена.

Преимуществ использования аккумуляторов действительно много. Качественные аккумуляторы служат долго и позволяют получить бесперебойную работу приборов.

Определение степени заряда аккумуляторной батареи

Большинство пользователей бытовых приборов, мобильных устройств затрудняются в вопросе определения степени заряда аккумулятора.

Сложность определения степени заряда аккумулятора или его состояния зачастую приводит к неправильной эксплуатации аккумулятора или прибора.

Современные аккумуляторы можно назвать разумными или «говорящими», поскольку они содержат микрочипы, собирающие данные об аккумуляторе. Такие аккумуляторные батареи применяют в мобильных устройствах, ноутбуках, планшетах и другом оборудовании.

Разумные аккумуляторные батареи позволяют определять необходимость заряда, его степень, определяют тип аккумулятора, защищают от перезаряда.

К таким аккумуляторным батареям относят: системы с с 1-проводным интерфейсом 1-Wire,системы SMBus.

Зарядные устройства для аккумуляторов

Время работы аккумулятора и его емкость находится в прямой зависимости от качества зарядного устройства и его типа.

Зарядные устройства обеспечивают определенный алгоритм заряда и выбор его режима.

Поэтому на выбор зарядного устройства для аккумулятора нужно обратить особое внимание. Правильный выбор гарантирует эффективную работу и длительный срок эксплуатации аккумулятора.

Современные микросхемы для зарядного устройства характеризуются высокой эффективностью заряда по определённой схеме или алгоритму. Они способны автоматически отключаться от сети, если прибор нагрелся или существует риск повышения напряжения сети.

Помимо этого, некоторые новые микросхемы измеряют емкость аккумуляторной батареи и степени разряда.

Существует несколько типов современных аккумуляторов. Наибольшей популярностью пользуются аккумуляторы производителей: APC, CSB Battery, Delta Battery, Leoch, GP Batteries, Varta, Camelion.

Типы аккумуляторов

Область применения аккумуляторов, как энергоносителей, в повседневной жизни очень широка: электроника, бытовые приборы, транспорт, медицина, блоки бесперебойного питания, системы охраны.

Существует несколько типов аккумуляторов, среди которых есть более дешевые, с различной удельной мощностью, с высоким и низким ресурсом.

Свинцовыеили свинцово – кислотные аккумуляторы

По названию не сложно определить, что реагентом в свинцовых аккумуляторах служит свинец. Электролитом в таких аккумуляторах выступает раствор серной кислоты. Герметичный корпус свинцовых аккумуляторов обеспечивает эффективную и безопасную работу.

Такой тип аккумуляторов используются в пожарных системах, в устройствах аварийного оповещения и освещения.

Минусом свинцовых аккумуляторов является их повышенная восприимчивость к отрицательным температурам, а также невозможность хранения в разряженном состоянии. Свинцовые аккумуляторы заряжаются в течение 8 - 16 ч.

Выделяют четыре группы свинцовых аккумуляторов: стартерные, стационарные, тяговые и портативные (герметизированные). Стартерные аккумуляторы запускают двигатели внутреннего сгорания машин.

Тяговые аккумуляторы обладают большим ресурсом и используются для снабжения током подъемников, шахтных электровозов, электромобилей.

Стационарные аккумуляторы работают при непрерывном подзаряде и применяются на телефонных станциях и телекоммуникационных системах, а также как аварийный источник энергии.

Портативные свинцовые аккумуляторы применяют в приборах и инструментах, аварийном освещении.

Никель-кадмиевые и никель-металлогидридные аккумуляторы

В никель-кадмиевых аккумуляторах используют реактивы: гидроксид никеля и кадмий, и электролит - раствор КОН.

В никель-металлогидридных аккумуляторах в качестве реагента выступает водородный электрод. Эти аккумуляторы отличаются от никель- кадмиевых большей удельной емкостью и меньшей токсичностью.

Никель-кадмиевые и никель-металлгидридные аккумуляторы нашли свое применение в мобильных телефонах, планшетах, мобильных девайсах, портативных компьютерах.

Никель-кадмиевые аккумуляторы также применяются в качестве источников питания в фонариках, часах, детских игрушках.

Преимуществами никельсодержащих аккумуляторов является их низкая цена, возможность хранить в разряженном состоянии и эксплуатация при низких температурных режимах.

Никель-цинковые аккумуляторы

Тип щелочного аккумулятора, содержащего цинк в качестве отрицательного электрода.Достоинствами никель-цинкового аккумулятора являются его высокая удельная энергия и разумная цена. Применение – обеспечение энергией портативных приборов.

Серебряно-цинковые и серебряно-кадмиевые аккумуляторы

Еще одним типом аккумуляторов являются серебряно – цинковые с рабочими материалами цинком и оксидом серебра. Используются для питания техники и приборов.

Литий-ионныеи литий-полимерные аккумуляторы

Литиевые аккумуляторы являются наиболее эффективными. В них используется ионы лития. Такие аккумуляторы имеют очень высокий ресурс, высокую удельную энергию. Немаловажным преимуществом литиевых аккумуляторов является их способность работать при низких температурах.

Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы характеризуются высокой безопасностью применения и небольшими размерами. Батареи из лития небольшие по размеру и массе, но с высокой удельной емкостью.

Мобильные электронные устройства, ноутбуки, видео- и цифровые камеры, КПК, требующие современных дизайнерских решений и технических характеристик, являются идеальными для применения литиевых аккумуляторов.

Если рассматривать ценовой вопрос, то к наиболее дешевым аккумуляторным батареям относятся свинцовые аккумуляторы, к средней ценовой категории - никелевые, серебряно-кадмиевые и серебряно-цинковые аккумуляторы, к наиболее дорогим – литиевые.