Batéria je menšia ako aaa ako sa tomu hovorí. Typy prstových batérií vo veľkosti. Klasifikácia batérií

Čo je nabíjateľná batéria

1. Klasifikácia

Batérie možno rozdeliť do troch kategórií: lítium-iónové, nikel-metalhydridové a alkalické.

①Lítium-iónové batérie (tiež nazývané Li-ion alebo LIB) patria do rodiny nabíjateľných batérií, v ktorých sa lítiové ióny presúvajú zo záporne nabitej elektródy na kladne nabitú elektródu pri vybíjaní a späť pri nabíjaní. Chemické zloženie, účinnosť, cena a bezpečnosť sa líšia v závislosti od typu LIB. Na rozdiel od pôvodných jednorazových lítiových batérií, lítium-iónové elektrochemické články používajú ako materiál elektródy lítiové dosky namiesto čistého lítiového kovu.

Lítium-iónové batérie sú najrozšírenejšie v spotrebnej elektronike. Sú jedným z najpopulárnejších typov dobíjacích batérií pre prenosnú elektroniku, majú najvyššie množstvo energie na jednotku hmotnosti, nemajú pamäťový efekt, so zanedbateľnými stratami energie, keď sa nepoužívajú. Okrem spotrebnej elektroniky sú LIB čoraz obľúbenejšie aj pre použitie vo vojenských a elektrických vozidlách, ako aj v leteckom a kozmickom priemysle. Výskum a vývoj neustále zlepšuje tradičné výrobné technológie LIB s osobitným dôrazom na energiu, životnosť, náklady a vnútornú bezpečnosť.

②Alkalické batérie sú typom primárnych článkových batérií závislých od reakcie medzi zinkom a oxidom manganičitým (Zn/MnO2). Dobíjacie alkalické batérie umožňujú opätovné použitie špeciálne navrhnutých článkov.

V porovnaní s typmi zinkovo-uhlíkovej batérie alebo zinkovo-chloridovej batérie majú alkalické batérie viac energie na jednotku hmotnosti a dlhšiu životnosť pri rovnakom napätí. Strieborno-zinkové diskové batérie majú viac energie a výkonu, ale aj drahšie ako alkalické batérie rovnakej veľkosti.

Alkalické batérie dostali svoj názov podľa alkalického elektrolytu hydroxidu draselného namiesto kyslého elektrolytu chloridu amónneho alebo chloridu zinočnatého v uhlíkovo-zinkových batériách. Iné typy batérií tiež používajú alkalický elektrolyt, ale rôzne aktívne materiály pre elektródy.

③3A nikel-metal hydridové batérie, skrátene NiMH alebo Ni-MH, sú typom nabíjateľných batérií. Sú veľmi podobné nikel-kadmiovým článkom (Ni-Cd). NiMH používa kladné elektródy s metahydroxidom niklu (Ni-OOH), ako je Ni-Cd, ale záporná elektróda je vyrobená zo zliatiny absorbujúcej vodík namiesto kadmia. Batéria NiMH môže mať dvoj- až trojnásobok výkonu podobnej veľkosti Ni-Cd a ich výkon na jednotku hmotnosti sa približuje výkonu Li-Ion článkov.

Typická merná energia pre malé články NiMH je približne 100 W/h na kg a pre veľké články okolo 75 W/h na kg (270 kJ). To je podstatne viac ako zvyčajných 40-60 Wh/kg pre Ni-Cd a podobne 100-160 Wh/kg pre Li-ion. NiMH majú špecifickú energiu na jednotku objemu približne 300 Wh/L (1080 MJ/m 3 ), čo je podstatne viac ako NiCd batérie 50-150 Wh/L a približne rovnaké ako Li-ion pri 250-360 Wh/ L l.

Batérie NiMH nahradili Ni-Cd v mnohých smeroch, najmä malé nabíjateľné batérie. Batérie NiMH sú bežnej veľkosti AA s nominálnou nabíjacou kapacitou (C) 1 100 mAh až 3 100 mAh pri 1,2 V merané pri rýchlosti úplného vybitia päť hodín. Využiteľná kapacita vybíjania je klesajúcou funkciou rýchlosti vybíjania, ale pri rýchlosti vybíjania približne 1xC (úplné vybitie do hodiny) sa výrazne nelíši od nominálnej kapacity. Batérie NiMH zvyčajne pracujú pri 1,2 V na článok, čo je o niečo menej ako štandardné 1,5 V články, ale väčšina zariadení pracuje pri tomto napätí.

Približne 22 % prenosných nabíjateľných batérií predaných v Japonsku v roku 2010 bolo typu Ni-MH. Vo Švajčiarsku bolo v roku 2009 rovnaké číslo približne 60 %. Toto percento každoročne klesá v dôsledku rastu výroby lítium-iónových batérií: v roku 2000 bola takmer polovica všetkých prenosných dobíjacích batérií predaných v Japonsku NiMH.

Významnou nevýhodou Ni-MH batérií je ich vysoká rýchlosť samovybíjania; Ni-MH batéria stratí 3 % svojej kapacity za týždeň skladovania. V roku 2005 boli vyvinuté batérie s nízkym samovybíjaním (LSD). Batérie LSD Ni-MH sa samovybíjajú oveľa pomalšie, ale to stojí asi o 20 % menšej kapacity.

2. Typy batérií

Tabuľka štandardných veľkostí batérií

názov	Ostatné mená	Formulár	Napätie
	R6, R06, MN1500, MX1500, PC1500, AM3, UM3, UM-3, HP7, 15AC, 15A, E91, EN91, 815, AL-AA, ALAA, 7524, HR6, HR06, LR06, PC01, LR06, X16, PC Mignon, Penlight, Double A, 2AA	Valec, dĺžka 50 mm, priemer 14,2 mm	1,5 V
	LR03, LR3, LR03X, R03, R3, MN2400, MX2400, PC2400, AM4, UM4, UM-4, HP16, 24AC, 24A, 24G, EN92, E92, 824, ALAAA, AL-04A, AL-04A, AA Micro, Microlight, Potlood, Penlight, Triple A, 3AAA	Valec, dĺžka 44,5 mm, priemer 10,5 mm	1,5 V
AAAA	LR61, 25A, MN2500, MX2500, E96, EN96, GP25A, LR8D425, 4061, K4A, Quadruple A, Quad A, 4AAAA	Valec, dĺžka 42 mm, priemer 8 mm	1,5 V
	LR14, R14, UM2, UM-2, MN1400, MX1400, PC1400, 14AC, 14A, E93, EN93, 814, ALC, AL-C, 7522, AM2, HP11, Baby, Mignon	Valec, dĺžka 46 mm, priemer 26 mm	1,5 V
	LR20, R20, R20MA, R20P, MN1300, MX1300, PC1300, UM1, UM-1, SUM-1, AM1, 13AC, 13A, E95, EN95, 813, AL-D, 1250, 2, 7520, pon. Goliáš	Valec, dĺžka 58 mm, priemer 33 mm	1,5 V
	PP3 1604AC 1604A 1604AC 522 EN22 A1604 AL9V AL-9V 9-voltová rádiová batéria , S-006, 6F22, deväť voltov	Obdĺžnikové, výška 48,5 mm, dĺžka 26,5 mm, šírka 17,5 mm	9 V
	CR17354, 5018LC RCR-123A, 23-155, CR-123APA	Valec, dĺžka 34,5 mm, priemer 17 mm	3 V
	DLCR2, DLCR2B, RLCR2, KCR2, EL1CR2, RLCR2-L, CR-2, 5046LC	Valec, dĺžka 27,5 mm, priemer 16 mm	3 V
	LR1, LR01, 910A, MN9100, 4001, E90, KN, 810, 23-023, AM5, UM5, UM-5, SUM5, Lady Batéria	Valec, dĺžka 30,2 mm, priemer 12 mm	1,5 V
	4LR61, 7K67, 4018, 539, KJ, 4AM6, 4UM6, 4UM-6, 1412A, 1412AP, 867	Skosený štvorec, výška 48,5 mm, dĺžka 35,6 mm, šírka 9,18 mm	6 V

3. Poznámky

①Napätie všetkých nabíjateľných batérií je 3,7V - 4,2V. Ak sú batérie zapojené do série, celkové napätie zostáva 3,7V - 4,2V. (Poznámka: TM11 obsahuje 4 batérie 18650 a jej celkové napätie je 4,2V. 8 batérií CR123, celkové napätie je 6V. (Vzhľadom na konštrukčné limity TM11 nemôže používať batérie RCR123)

②Napätie všetkých nabíjateľných batérií je 3V.

③Napätie alkalickej batérie je 1,5V, napätie Ni-MH batérie je 1,2V.

④Jas baterky závisí od napätia batérie.

⑤Konverzia typu batérie: AA=14500， CR123A=16340， CR123A*2=18650。 (Poznámka: 14500 Li-ion batérie nie sú použiteľné pre naše produkty, ktoré sa používajú s dvomi batériami typu AA).

4. Zmena typu batérie: AA=14500, CR123A=16340, CR123A*2=18650.

(Poznámka: 14500 Li-ion batérie nie sú vhodné pre naše produkty, ktoré sa používajú s dvomi AA batériami).

Všetky batérie sa líšia priemerom, výškou, napätím a kapacitou, ako aj chemickým zložením. Tieto parametre je možné určiť podľa názvu batérie. Bohužiaľ, rôzni výrobcovia batérií používajú rôzne označenia. Nižšie sú preto uvedené tabuľky porovnávajúce označenia batérií v závislosti od výrobcu a zároveň ich technické vlastnosti.

Striebro-zinok

(často používané v náramkových hodinkách, určené na 2 - 4 roky prevádzky)

• LD - pre elektrické spotrebiče s nízkou a rovnomernou spotrebou energie.
• HD - pre elektrické spotrebiče s vysokou a nerovnomernou spotrebou energie.
• MD - pre všetky režimy.

Výrobcovia					Technické špecifikácie
Renata, Varta, Duracell	Maxell, Panasonic, Sony, Toshiba	Seiko	Ray-o-vac	Kód IEC	Priemer, mm	Výška, mm	Typ	Kapacita (priemerná), (mAh)
303	SR44SW	SB-A9			11,6	5,4	LD	175
357	SR44W	SB-B9	RW42	SR44	11,6	5,4	HD	170
301	SR43SW	SB-A8	RW34		11,6	4,2	LD	130
386	SR43W	SB-B8		SR43	11,6	4,2	HD	130
344	SR1136SW		RW36	SR43	11,6	3,6	LD	105
350					11,6	3,6	HD	105
390	SR1130SW	SB-AU	RW39	SR54	11,6	3	LD	60
389	SR1130W	SB-BU			11,6	3	HD	80
381	SR1120SW	SBAS-DS	RW30		11,6	2,1	LD	50
391	SR1120W	SB-BS/ES			11,6	2,1	HD	50
366	SR1116SW		RW318		11,5	1,65	LD	47
394	SR936SW	SB-A4	RW33	SR45	9,5	3,6	LD	84
380	SR936W				9,5	3,6	HD	82
395	SR927SW	SBAP-DP	RW313		9,5	2,7	LD	55
399	SR927W	SB-BP/EP		SR57	9,5	2,7	HD	53
371	SR920SW	SB-AN	RW315	SR69	9,5	2,1	LD	40
370	SR920W	SB-BN		SR69	9,5	2,1	HD	40
373	SR916SW	SBAJ-DJ	RW317		9,5	1,65	LD	29
309	SR754SW		RW38		7,9	5,4	LD	80
393	SR754W	SB-B3			7,9	5,4	HD	80
384	SR41SW	SBA1-D1	RW37	SR41	7,9	3,6	LD	45
392	SR41W	SB-B1	RW47	SR41	7,9	3,6	HD	45
329	SR730SW		300 RW		7,9	3,1	LD	37
397	SR726SW	SB-AL	RW311		7,9	2,6	LD	32
396	SR726W	SB-BL			7,9	2,6	HD	32
362	SR721SW	SB-AK/DK	RW310	SR58	7,9	2,1	LD	23
	SR721W	SB-BK/EK		SR721W	7,9	2,1	HD
315	SR716SW	SB-AT	RW316		7,9	1,65	LD	23
341	SR714SW				7,9	1,45	LD	15
346	SR712SW	SB-DH			7,9	1,3	LD	10
377	SR626SW	SB-AW	RW329	SR626	6,8	2,6	LD	28
376	SR626W				6,8	2,6	HD	27
364	SR621SW	SBAG-DG	RW320	SR60	6,8	2,15	LD	20
363	SR621W				6,8	2,15	HD	20
321	SR616SW	SBAF/DF	RW321		6,8	1,65	LD	14.5
339	SR614SW				6,8	1,45	LD	11
333					6,8	1,05	LD	7
319	SR527SW	SBAE/DE	RW328		5,8	2,7	LD	21
379	SR521SW	SBAC-DC	RW327		5,8	2,15	LD	16
317	SR516SW	SB-AR	RW326		5,8	1,65	LD	10.5
335	SR512SW	SB-AB			5,8	1,25	LD	6
337	SR416SW				4,8	1,65	LD	8

* - Pre parameter "Kapacita" sú uvedené priemerné hodnoty ​​​​(mAh) od rôznych výrobcov.

Mangán-alkalické prvky

(často používané v lacných hodinkách, detských hudobných knihách, LED baterkách, kalkulačkách a niekedy aj načúvacích prístrojoch)

Výrobcovia							Parametre
Renáta	Varta	Seiko, SmartBuy, Videx	Rayovac	Camelion, Hyundai	GP	IEC kód	priemer, mm	výška, mm	Kapacita (priemerná), (mAh)
LR1154	V13GA	AG13		G13	GP76A	LR44	11,6	5,4	110
LR1142	V12GA	AG12	RW84	G12	GP86A	LR43	11,6	4,2	70
LR1130	V10GA	AG10	RW49	G10	GP89A	LR54	11,6	3,1	44
LR1120	V8GA	AG8	RW40	G8	GP91A	LR55	11,6	2,1	24
LR936	V9GA	AG9		G9	GP94A	LR45	9,5	3,6	50
LR926	V7GA	AG7		G7		LR57	9,5	2,6	34
LR920	V6GA	AG6		G6	GP71A	LR69	9,5	2,1	30
LR754	V5GA	AG5		G5	GP93A	LR48	7,9	5,4	53
LR736	V3GA	AG3		G3		LR41	7,9	3,6	24
LR726		AG2		G2		LR59	7,9	2,6	25
LR721		AG11		G11	GP62A	LR58	7,9	2,15	21
LR626	V4GA	AG4		G 4		LR66	6,8	2,6	12
LR621	V1GA	AG1		G1		LR60	6,8	2,15	8
LR521		AG0		G0		LR63	5,8	2,15	9

Vzduchovo-zinkové prvky

(často používané v načúvacích prístrojoch)

Renáta	Varta	Rayovac	priemer, mm	výška, mm	IEC kód	kapacita (priemerná)
ZA675	V675A	DA675	11,6	5,4	PR44	620
ZA13	V13A	DA13	7,9	5,4	PR48	255
ZA312	V312A	DA312	7,9	3,6	PR41	130
ZA10	V10	DA230	5,9	3,6	PR70	75

Lítiové batérie (CR)

Veľmi široký rozsah použitia. Najčastejšie v podlahových váhach, glukomeroch, kľúčenkách od autoalarmov, ovládacích paneloch elektrospotrebičov, náramkových hodinkách s komplexnými funkciami, podsvietením alebo dlhou životnosťou (až 10 rokov). V názve týchto batérií čísla označujú ich veľkosť. Napríklad 2032 znamená priemer 20 mm a hrúbku 3,2 mm.

Označenie	Veľkosť (mm)	Napätie (V)	Kapacita (mAh)	Prevádzkový prúd (mA)
CR927	9,5 x 2,7	3	30	0,1
CR1025	10 x 2,5	3	30	0,1
CR1216	12,5 x 1,6	3	25	0,1
CR1220	12,5 x 2,0	3	35	1,5
CR1225	12,5 x 2,5	3	50	0,2
CR1616	16 x 1,6	3	50	2
CR1620	16 x 2,0	3	60	1,5
CR1632	16 x 3,2	3	120	2
CR2016	20 x 1,6	3	70	1,8
CR2025	20 x 2,5	3	140	1,8
CR2032	20 x 3,2	3	210 - 220	1,8 - 3
CR2330	23 x 3,0	3	250	3
CR2354	23 x 5,4	3	530	3
CR2430	24,5 x 3,0	3	270	3
CR2450	24,5 x 5,0	3	550	3

* Kapacita a aktuálne parametre sa môžu líšiť v závislosti od výrobcu. Ako príklad možno uviesť merania s dvomi batériami CR2032 od rôznych výrobcov.

* V CR2450 by ste mali venovať pozornosť aj tvaru kruhu (konca). Existujú rozdiely v závislosti od výrobcu.

V našom obchode si môžete zakúpiť batérie do hodiniek od výrobcov ako Renata, Maxell, GP rôznych typov. Pozrite si príslušné časti katalógu.

Lítiové batérie sa používajú v mnohých moderných zariadeniach. Ide o výpočtovú a fotografickú techniku, základné dosky a pod. Dnes nájdete niekoľko typov a veľkostí lítiových batérií. Rovnako ako iné typy batérií, aj lítiové batérie majú svoje klady a zápory. Budú podrobne diskutované v článku nižšie. Teraz stačí povedať, že ich výhody umožnili široké využitie týchto batérií v rôznych spotrebných elektronikách. Obsadili niektoré medzery na trhu, ktoré predtým zaberali nikel-kadmiové a nikel-metal hydridové batérie. V tomto materiáli navrhujeme hovoriť o lítiových batériách, ich vlastnostiach, charakteristikách, odrodách, označovaní atď.

Kedysi, aby sa vytvorili zdroje elektrochemického prúdu s vysokou hustotou energie, museli vedci v nich upustiť od používania vodného elektrolytu. Výskum prebiehal rôznymi smermi, no najúspešnejšie boli lítiové batérie s pevnými a organickými elektrolytmi. Vývoj sa začal začiatkom 20. storočia a do aktívnej fázy vstúpil v 60. rokoch minulého storočia. Špecialisti navrhli zlúčeniny Mn02, FeS2, CuO, CFx, I2 (tuhá fáza) a SO2, SOCl2 (kvapalná fáza) ako katódové materiály. Viac o danom odkaze si môžete prečítať.

Lítiové batérie v niektorých výklenkoch konkurujú batériám, ktoré používajú vodný elektrolyt. Výrobcovia rôznej elektroniky používajú lítiové batérie v prípadoch, keď je potrebné konštantné prevádzkové napätie a stabilná prevádzka po dlhú dobu. Medzi Li batériami nájdete modely, ktoré sú schopné dodávať vysoký vybíjací prúd. Ale to je skôr výnimka. Lítiové batérie sa používajú hlavne tam, kde sú potrebné nízke a stredné vybíjacie prúdy.

Jednou z hlavných bezpečnostných požiadaviek na batérie lítiového typu je spoľahlivé tesnenie. Je potrebné úplne eliminovať možnosť úniku elektrolytu a prenikania prvkov z okolia do batérie. Zníženie tlaku môže viesť k požiaru v dôsledku vysokej aktivity lítia. Aj keď sa tak nestane, odtlakovaná batéria nie je vhodná na ďalšie použitie. Výroba takýchto batérií sa vykonáva v miestnostiach s reguláciou vlhkosti a v uzavretých boxoch s argónovou atmosférou.

Tvar lítiových batériových článkov môže byť kotúčový, cylindrický, prizmatický. Rozmery vo väčšine prípadov zodpovedajú rozmerom iných elektrochemických zdrojov prúdu. V tomto ohľade musíte venovať pozornosť prevádzkovému napätiu, ktoré je pre lítiové batérie spravidla vyššie ako iné typy batérií. Aby sa predišlo nejasnostiam, niektorí výrobcovia vybavujú lítiové články neštandardnými spojovacími vodičmi.

V tabuľke nižšie môžete vidieť parametre rôznych článkov lítiových batérií.

	Li/MnO2	Li/SO2	Li/SOCI2	Li/CFx	Li/CuO	Li/I2
Špecifikácie batérie	Li/MnO2	Li/SO2	Li/SOCI2	Li/CFx	Li/CuO	Li/I2
Prevádzkové napätie, V	3,0	2,6-2,9	3,3-3,5	—	1,2-1,5	—
Koncové napätie, V	2,0	2,2	2,2	2,0	0,9-1,0	2,2
Napätie naprázdno, V	3,5	3,0	3,67	3,3	1,6	2,8
Hmotnostná merná energia, Wh/kg	až 250	300-340	až 600	250	300	—
Objemová merná energia, Wh/kg	500	500-560	až 1100	600	600	až 1000
Rozsah prevádzkových teplôt, C	-20 až +55	-60 až +70	od -50 do +70 (do +130)	-20 až +60	-10 až +70	-10 až +60
Samovybíjanie, percento ročne	2-2,5	1-2	1,5-2	1-2	1-2	1

V ďalšej časti sa im venujeme podrobnejšie.

Elektrochemické systémy lítiových batérií

Batérie na báze Li/MnO 2 (lítium/oxid manganičitý)

Tento typ lítiových článkov bol jedným z prvých, ktoré boli vyvinuté. Pri označovaní lítiových batérií sa v označení používajú symboly „CR“.

Lítiová batéria Li/MnO 2

Vo vnútri tohto elektrochemického systému prebieha nasledujúca reakcia:

Li + Mn + 402 > Mn + 302 (Li +)

Podľa reakcie sa oxid manganičitý pri interakcii s lítiom redukuje z štvormocného stavu na trojmocný. V tomto prípade sa ióny lítia zavádzajú do kryštálovej mriežky oxidu. Elektrolytom používaným v týchto systémoch je chloristan lítny, ktorý je v organickom rozpúšťadle. Batéria lítium/oxid mangánu má napätie naprázdno 3,5 a nominálnu hodnotu 3 volty. Konečné napätie je 2 volty. Tieto batérie zostávajú funkčné pri teplotách od -20 do +55 stupňov Celzia. Li/MnO 2 batériu možno skladovať až desať rokov, ak samovybíjanie nepresiahne 2,5 %.
Tento typ batérie možno často nájsť na základných doskách a hodinách vo forme disku („tablet“).

Batérie na báze Li/CuO (lítium/oxid medi)

Li/CuO batérie majú prevádzkové napätie porovnateľné s alkalickými mangánovo-zinkovými článkami. Zároveň je energetická hustota lítia trikrát vyššia.
Vybíjanie tohto typu batérie je opísané nasledujúcimi reakciami:

2Li + CuO > Li20 + Cu

CuO > Cu20 > Cu

Interval prevádzkového napätia je od 1,2 do 1,5 voltu a závisí od vybíjacieho prúdu. Na otvorenej batérii je napätie 2,5 V. Články lítium/oxid medi zostávajú funkčné pri teplotách od -10 do +70 stupňov Celzia. Batérie majú životnosť až 10 rokov (pri 20 stupňoch Celzia). Súčasné zdroje na báze Li/CuO nie sú na trhu veľmi používané.

Batérie na báze Li/SO 2 (lítium/oxid siričitý)

Forma batérie lítium/oxid siričitá má katódový materiál v kvapalnej fáze. Tieto batérie sú dobre študované a široko používané v národnom hospodárstve. Úlohu katódy v ich prípade plní grafit so sadzami plus plastifikátor. Na kov sa aplikuje zmes týchto prvkov. Ako elektrolyt sa používa oxid siričitý SO 2 s niektorými prísadami. Objemový podiel samotného oxidu sírového je 70-75 percent. Dodatočné prísady v elektrolyte poskytujú požadovanú elektrickú vodivosť.

Lítiová batéria Li/SO 2

V lítium/oxidovom batériovom článku dochádza počas vybíjania k nasledujúcej elektrochemickej reakcii:

2Li + 2S02 > Li2S204

Napätie naprázdno je 3 volty, prevádzkové napätie 2,6 až 2,9. Prevádzková teplota sa pohybuje od -60 do +70 stupňov Celzia. Medzi výhody Li / SO 2 patrí vysoký špecifický výkon. Medzi nevýhody batérií lítium / oxid siričitý odborníci uvádzajú vážny vnútorný tlak, ako aj silné zahrievanie v prípade skratu. Z tohto dôvodu konštrukcia takýchto akumulátorov obsahuje poistku na uvoľnenie nadmerného tlaku. Funguje pri zahriatí batérie na 100 stupňov Celzia.

Akumulátorové články tohto typu sa vyrábajú vo valcovom prevedení. Znamená to prítomnosť lítiovej anódy pozdĺž obvodu a uhlíkovej katódy v strede. Táto zostava poskytuje vysoké elektrické vlastnosti batérie. Li/SO 2 batérie je možné skladovať až desať rokov pri samovybíjaní 1 – 2 percentá za rok (údaje pri 20 stupňoch Celzia).

Batérie na báze Li/I 2 (lítium/jód)

V týchto batériových článkoch nie je žiadny tekutý elektrolyt, rovnako ako separátor.

Vo vnútri Li / I 2 batérií dochádza k nasledujúcej reakcii:

2Li + I2 > 2LiI

Napätie naprázdno Li/I 2 batérie je 2,8 V. Jeho hodnota závisí od odporu vrstvy LiI. Táto látka sa hromadí v priestore medzi elektródami. Tento proces je sprevádzaný lineárnym poklesom napätia na 2,2 voltov. Navyše prudko klesá, keď sa zásoba I blíži ku koncu.

Batérie tohto typu je možné skladovať 10 až 15 rokov so samovybitím 10 percent počas tejto doby. Proces samovybíjania je v tomto prípade spôsobený interakciou jódu a lítia. K tomu dochádza v dôsledku difúzie I cez vrstvu LiI. Hodnota samovybíjania je do značnej miery určená hrúbkou tejto vrstvy. To vysvetľuje aktívny prechod samovybíjania na samom začiatku skladovania.

Lítiové/jódové batérie počas prevádzky neuvoľňujú plyn. Preto zostáva objem batérie počas prevádzky konštantný. Okrem toho sú celkom odolné voči porušovaniu pravidiel používania. Tieto batérie našli uplatnenie v oblastiach, kde sa vyžaduje vysoká spoľahlivosť. Ide najmä o batérie na napájanie kardiostimulátorov v medicíne. Výkon lítium/jódovej batérie sa udržiava pri teplotách od -10 do +60 Celzia.

Nabíjateľné batérie Li/FeS 2 (lítium/disulfid železa)

Tieto prvky sú pomerne drahé, ale kvôli niektorým výhodám sú na trhu žiadané.

Lítiová batéria Li/FeS 2

Pri vybíjaní v Li / FeS 2 batériách dochádza k nasledujúcej reakcii:

4Li + FeS2 > 2Li2S + Fe

Zaujímavosťou je udržiavanie systému Li/FeS 2 pri -40 Celzia. To je možné len pre batérie s katódami v tekutej forme. Batérie Li/FeS 2 majú stabilný výkon pri práci so spotrebičmi vyžadujúcimi vysoký výkon.

Lítium/disulfidové batérie železa majú vo svojom dizajne prúdovú ochranu. Pri nepretržitom odbere sú to 2 ampéry (tvarový faktor AA). Okrem toho je tu poistka, ktorá odpojí záťaž pri teplote prvku 85-95 stupňov Celzia. Ak sa batéria zahreje na 130-160 stupňov, otvorí sa poistný ventil.

Lítiové/polyfluórkarbónové batériové články

Náklady na tieto batérie sú vyššie ako Li/MnO 2 . Majú však širší rozsah prevádzkových teplôt. Z tohto dôvodu sa používajú v rôznych zariadeniach, ktoré počas prevádzky zažívajú teplo.
Reakcia vo vnútri týchto batérií je opísaná nasledujúcou rovnicou:

nLi + (CF x) n > nLiF x + nC

Napätie článku bez záťaže je 3,2-3,3 voltov. Konečné napätie je asi 2 volty. Rozsah prevádzkových teplôt od -40 do +85 stupňov. Pri skladovaní 10 rokov strácajú tieto batérie približne 1/5 svojej nominálnej kapacity.
Prvé komerčné lítiové/polyfluórkarbónové batérie boli vyrobené pred 25-30 rokmi. Ich hlavné uplatnenie je v rôznych prenosných elektronikách. Pri záporných teplotách a vysokom vybíjacom prúde strácajú z hľadiska výkonu na batérie typu Li / MnO 2 . V porovnaní s Li/I 2 majú články Li/CF x batérie vyšší výkon. Preto sa používajú aj v lekárskych kardiostimulátoroch a defibrilátoroch.

Nabíjateľné batérie Li/SOCl 2 (lítium/tionylchlorid)

Tieto batériové systémy majú katódu v kvapalnej fáze a najvyššie špecifické elektrické parametre spomedzi lítiových batérií.

Lítiová batéria Li/SOCl 2

Majú nasledujúcu reakciu:

4Li + 2SOCI2 > 4LiCl + S02 + S

Značná časť SO 2 sa rozpúšťa v elektrolyte bez zmeny tlaku v puzdre batérie. Napätie bez záťaže je 3,67, počas prevádzky 3,3-3,5 voltov. Hodnota napätia je silne ovplyvnená vybíjacím prúdom.

Prevádzková teplota sa pohybuje od -60 do +85-130 stupňov Celzia. Konštrukčne sú nabíjateľné batérie Li/SOCl 2 blízke Li/SO 2 . Elektrolyt tionylchloridu je žieravá látka. Preto bola konštrukcia batérií vyvinutá s ohľadom na zvýšené požiadavky na požiarnu a výbušnú bezpečnosť. Lítium/tionylchloridové batérie majú životnosť až desať rokov. Samovybíjanie je v tomto prípade do 2 percent ročne (údaj pri 20 stupňoch Celzia). Keď teplota klesne na -50, kapacita batérie výrazne klesne (niekoľkokrát).

Ak sa prvok presunie z chladného na teplé miesto, proces vybíjania bude pokračovať vo vnútri. Vzhľadom na to, že sa medziprodukty reakcie rozkladajú, môže dôjsť k silnému zahriatiu a dokonca k výbuchu. Preto na zaistenie bezpečnosti majú Li / SOCl 2 núdzový pretlakový ventil, poistky, tepelné spínače.

Rozmery batérie

Ako je uvedené vyššie, lítiové batérie sa vyrábajú v súlade s bežnými veľkosťami. Existujú napríklad lítiové tužkové batérie. Tvar prvkov môže byť valcový, hranolový a kotúčový. Nižšie je uvedená tabuľka s batériami podľa klasifikácie prijatej v Spojených štátoch.

názov	Napätie, V	Výška, mm	Priemer, mm
názov	Napätie, V	Výška, mm	Priemer, mm
AAA	1,5	44,5	10,5
AA	1,5	50,5	14,5
C	1,5	50,0	26,2
D	1,5	61,5	34,2
PP3	9,0	48,5	26,5

Okrem označení uvedených v tabuľke existujú pre tieto batérie aj slangové názvy:

• AAA - "malíček";
• AA - "prst";
• C - "palec";
• D - "hlaveň";
• PP3 - "koruna".

Na obrázkoch nižšie môžete vidieť fotografie týchto batérií.

V súčasnosti sú batérie najbežnejším zdrojom energie pre elektroniku a malé spotrebiče. Potreba ich výmeny vzniká pomerne často. Aby ste si pri kúpe nového galvanického článku vybrali čo najlepšie, mali by ste venovať pozornosť nielen veľkosti batérií a názvu výrobcu. Tento článok odpovie na nasledujúce otázky: v akej forme tieto zdroje energie prichádzajú? Aké sú veľkosti? Ako sa označujú galvanické články a na čo si dať pri kúpe pozor, aby zdroj dlho vydržal?

Typy batérií

Klasifikácia batérií sa vykonáva v závislosti od materiálov, z ktorých sú vyrobené ich aktívne komponenty: anóda, katóda a elektrolyt.

Existuje päť typov moderných zdrojov energie:

• soľ,
• alkalický,
• ortuť,
• striebro,
• lítium.

Typy batérií podľa veľkosti budú uvedené nižšie. A teraz sa pozrime bližšie na každú z týchto tried galvanických článkov.

Soľné batérie

Soľné batérie vznikli v druhej polovici dvadsiateho storočia. Nahradili predtým existujúce mangánovo-zinkové zdroje energie. Rozmery batérií sa nezmenili, ale technológia výroby týchto galvanických článkov sa zmenila. Soľné napájacie zdroje používajú ako elektrolyt roztok chloridu amónneho. Obsahuje elektródy vyrobené z oxidu zinku a mangánu. Spojenie medzi jednotlivými elektrolytmi sa realizuje pomocou soľného mostíka.

Hlavnou výhodou takýchto batérií je ich nízka cena. Tieto galvanické batérie sú najlacnejšie spomedzi všetkých existujúcich.

Nevýhody soľných batérií:

• počas obdobia vybíjania sa napätie výrazne znižuje;
• trvanlivosť je malá a je len 2 roky;
• do konca garantovanej doby skladovania sa kapacita zníži o 30-40 percent;
• pri nízkych teplotách kapacita klesá takmer na nulu.

Alkalické batérie

Takéto batérie boli vynájdené v roku 1964. Iný názov pre tieto zdroje potravy je zásaditý (z anglického slova alkaline, čo v preklade znamená „zásaditý“).

Elektródy takejto batérie sú vyrobené zo zinku a oxidu manganičitého. Hydroxid draselný pôsobí ako elektrolyt.

Dnes sú tieto batérie najbežnejšie, pretože sú skvelé pre väčšinu elektronických zariadení.

Výhody alkalických napájacích zdrojov:

• majú väčšiu kapacitu v porovnaní so soľou a v dôsledku toho dlhšiu životnosť;
• môže pracovať pri nízkej teplote okolia;
• majú zlepšenú tesnosť, to znamená, že pravdepodobnosť úniku je znížená;
• majú dlhšiu trvanlivosť 5 rokov;
• majú nižšiu rýchlosť samovybíjania ako batérie so slanou vodou.

Nevýhody alkalických zdrojov energie:

• obdobie vybíjania je charakterizované postupným poklesom výstupného napätia;
• rozmery alkalických batérií sú podobné ako u fyziologických, ale cena a hmotnosť alkalických zdrojov energie sú vyššie.

ortuťové batérie

V takejto batérii je anóda vyrobená zo zinku, katóda je vyrobená z oxidu ortuti. Elektródy sú oddelené separátorom a membránou impregnovanou 40% roztokom hydroxidu draselného. Ako elektrolyt sa tu používa zásada. Vďaka tomuto zloženiu môže tento zdroj energie fungovať ako batéria. Ale pri cyklickej prevádzke galvanický článok degraduje, jeho kapacita klesá.

Výhody ortuťových batérií:

• stabilné napätie;
• vysoká kapacita a hustota energie;
• schopnosť pracovať pri vysokých aj nízkych teplotách okolia;
• dlhá životnosť, ktorá je 10 rokov.

Nevýhody ortuťových zdrojov energie:

• vysoká cena;
• možnosť nebezpečného vystavenia výparom ortuti v prípade zníženia tlaku;
• potreba zaviesť proces zberu a likvidácie.

Strieborné batérie

Strieborné batérie používajú zinok pre anódu a oxid striebra pre katódu. Elektrolytom je hydroxid sodný alebo draselný.

• stabilita napätia;
• prítomnosť vysokých ukazovateľov kapacity a hustoty energie;
• odolnosť voči okolitej teplote;
• dlhá životnosť a skladovateľnosť.

Nevýhodou takýchto batérií je ich vysoká cena.

Lítiové batérie

V takejto batérii je katóda vyrobená z lítia. Od anódy je oddelený pomocou separátora a membrány, ktorá je impregnovaná organickým elektrolytom.

Výhody lítiových batérií:

• konštantný tlak;
• vysoká kapacita a hustota energie;
• nezávislosť energetickej náročnosti od záťažového prúdu;
• malá hmotnosť;
• dlhá trvanlivosť, ktorá je až 12 rokov;
• odolnosť voči teplotným zmenám.

Nevýhody lítiových batérií možno pripísať iba ich vysokým nákladom.

Ako je uvedené vyššie, zdroje potravín majú rôzne chemické zloženie. Výrazne sa od seba líšia aj tvary a veľkosti batérií. Galvanické články majú rôzne výšky, priemery a napätia. Zvážte klasifikáciu batérií v súlade s týmito parametrami.

V závislosti od napätia, výšky, priemeru a tvaru môžu byť zdroje energie určitým spôsobom systematizované. Jeden z najpopulárnejších klasifikačných systémov je americký. Je to znázornené na obrázku nižšie. Táto štandardizácia je pohodlná, používa sa v mnohých krajinách.

Podľa amerického systému sú napájacie zdroje klasifikované takto:

názov	Výška, mm	Priemer, mm	Napätie, V

Okrem triedy uvedenej v tabuľke majú zdroje energie aj bežný názov, ktorý používajú ľudia. Veľkosť je napríklad porovnateľná s veľkosťou ľudského prsta, takže „ľudový“ názov tohto galvanického článku je „prstová“ batéria alebo „dve A“. Ale napájací zdroj C sa bežne označuje ako "palcový". Galvanický článok D sa nazýva "sud". A ktorých rozmery sú podobné parametrom najmenšieho prsta človeka, nie nadarmo sa mu hovorí „malíček“ alebo „tri A“. Zdroj sa nazýval „koruna“.

Aj v elektronike sú široko používané miniatúrne okrúhle batérie, ktorých veľkosti a názvy sú rôzne. Viac informácií o strieborných pilulkách a klasifikácii takýchto napájacích zdrojov je uvedené nižšie.

Batérie "tablety": veľkosti a názvy

Iný názov pre miniatúrnu okrúhlu batériu je suchý článok. Takéto napájacie zdroje pozostávajú z anódy vyrobenej z oxidu striebra, zinkovej katódy a elektrolytu. Tá je zmesou solí, ktorá má pastovitú konzistenciu.

Rôzni výrobcovia často priraďujú takýmto napájacím zdrojom označenia, ktoré sa líšia od štandardných. Nižšie je uvedená klasifikačná tabuľka, v ktorej sú uvedené alternatívne názvy a veľkosti batérií do hodiniek.

Práve tieto miniatúrne strieborné „tabletky“ dávajú do chodu mechanizmy moderných náramkových hodiniek. Keď príde čas na výmenu batérie, možno sa stretnete s otázkou, aký zdroj energie je v tejto situácii vhodný? Ak napríklad hodinky používali prvok 399, môžete namiesto neho vložiť miniatúrnu batériu, ktorá môže mať v závislosti od výrobcu názvy V399, D399, LR57, LR57SW, LR927, LR927SW alebo L927E. Pod takýmito názvami sa bude vyrábať „tabletka“, ktorej výška je 2,6 milimetra a priemer je 9,5.

Veľkosť batérie nie je jediným parametrom, ktorý treba zvážiť pri kúpe napájacích zdrojov. Aby ste sa naučili dešifrovať informácie, ktoré sa nachádzajú na galvanických článkoch, musíte sa oboznámiť so základnými princípmi ich označovania.

Označenie batérie

Medzinárodná elektrotechnická komisia (IEC) vytvorila špecifický notačný systém, podľa ktorého by mali byť všetky batérie označené. Informácie o jeho energetickej náročnosti, zložení, veľkosti, triede a hodnote napätia by mali byť uvedené na obale zdroja. Na príklade batérie zobrazenej nižšie sa pozrime bližšie na všetky prvky označovania.

Informácie na napájacom zdroji naznačujú nasledovné:

• elektrický náboj galvanického článku je 15 A*h;
• trieda zdroja energie - AA, to znamená, že ide o "prstovú" batériu;
• napätie je 1,5 voltu.

A čo znamená nápis „LR6“? Toto je v skutočnosti označenie, ktoré poskytuje informácie o chemickom zložení a triede zdroja energie. Typy batérií majú nasledujúce písmenové označenia:

• fyziologický roztok - R;
• alkalický - LR;
• striebro - SR;
• lítium - ČR.

Triedy batérií sú označené nasledujúcimi číslami:

• D - 20;
• C-14;
• AA - 6;
• AAA-03;
• PP3 - 22. 6.

Teraz môžete rozlúštiť označenie LR6 na obrázku vyššie. Písmená tu označujú, že ide o alkalický galvanický článok a číslo označuje veľkosť „prstovej“ batérie, to znamená, že zdroj energie patrí do triedy AA.

Rozsah použitia a vlastnosti výberu batérií

V prvom rade je potrebné poznamenať, že všetky galvanické články spĺňajú požiadavky zjednotenia, to znamená, že spotrebiteľ môže ľahko nahradiť zdroj energie jedného výrobcu podobnou batériou od iného. Existuje len jedno upozornenie: v jednom zariadení by ste nemali používať prúdové zdroje vyrábané rôznymi spoločnosťami alebo navyše patriace k rôznym typom. To výrazne zníži životnosť batérie.

Pri výbere napájacích zdrojov si treba dať pozor na balenie. Výrobca na ňom často označuje zariadenia, v ktorých sa odporúča používať tieto konkrétne batérie. Ak tieto informácie nie sú uvedené, tipy uvedené nižšie vám pomôžu urobiť správnu voľbu.

Soľné batérie majú nízku kapacitu 0,6-0,8 Ah a používajú sa v zariadeniach s nízkou spotrebou energie. Môžu to byť diaľkové ovládače, elektronické teplomery, testery, podlahové alebo kuchynské váhy. Je možné použiť aj soľné prvky, pretože rozmery takýchto zdrojov prúdu sú podobné zodpovedajúcim parametrom alkalických, ale oblasti ich použitia sa výrazne líšia. Ak totiž soľné batérie používate v zariadeniach s elektromotorom, baterkami či fotoaparátmi, tak ich životnosť môže byť len 20-30 minút. Takéto galvanické články nie sú určené na veľké zaťaženie.

Alkalické batérie majú dosť veľkú kapacitu 1,5-3,2 Ah. To umožňuje ich úspešné použitie v zariadeniach, ktoré majú zvýšenú spotrebu energie. Medzi takéto zariadenia patria digitálne fotoaparáty s bleskom, baterky, detské hračky, kancelárske telefóny, počítačové myši atď. Batérie určené špeciálne pre fotoaparáty vydávajú energiu rýchlejšie. To má pozitívny vplyv na rýchlosť kamier. Ak použijete alkalický zdroj energie v zariadeniach s nízkou spotrebou energie, potom budú batérie vykazovať vynikajúce výsledky, ich životnosť bude niekoľko rokov.

Pred dvadsiatimi až tridsiatimi rokmi boli ortuťové batérie široko používané v zariadeniach, ako sú kardiostimulátory, načúvacie prístroje, vojenské zariadenia. K dnešnému dňu je použitie týchto zdrojov energie obmedzené. V mnohých krajinách je zakázané vyrábať a prevádzkovať takéto elektrochemické články z dôvodu, že ortuť je toxická látka. V prípade použitia týchto prúdových zdrojov je potrebné organizovať ich separovaný zber a likvidáciu v súlade s bezpečnostnými požiadavkami.

Strieborné batérie neboli široko používané kvôli vysokým nákladom na kov. Miniatúrne napájacie zdroje tohto typu sú však široko používané v hodinkách, základných doskách notebookov a počítačov, načúvacích prístrojoch, hudobných kartách, kľúčenkách a iných zariadeniach, kde nie je možné použiť väčšie batérie.

Lítiové batérie majú dlhšiu životnosť ako aj tie najlepšie alkalické batérie. Preto sa takéto napájacie zdroje používajú v zariadeniach, ktoré majú vysokú spotrebu energie. Môže to byť počítačové a fotografické vybavenie, lekárske vybavenie.

Záver

Batéria je produkt, ktorý aj napriek svojim malým rozmerom môže byť nebezpečný. Nemôžete rozobrať zdroj energie, hodiť ho do ohňa a samozrejme sa pokúsiť dobiť. Na nete nájdete tipy, ako dať batérii druhý život. Nepokúšajte sa vykonávať takéto experimenty, pretože to môže byť nebezpečné.

Pri kúpe nových batérií by ste si mali všímať nielen výrobcu a vhodné veľkosti, ale aj chemické zloženie zdrojov energie. Aby ste to dosiahli, musíte vedieť prečítať štítok. Správne zvolené batérie vydržia dlho a kvalitne.

Najčastejšie v elektronike a malých spotrebičoch sa ako zdroj energie používajú batérie. Či už ide o prenosné zariadenie, baterku, diaľkové ovládanie od televízora alebo klimatizácie – žiadne z týchto zariadení si dnes nemožno predstaviť bez batérie. Ale napriek rôznym batériám nie každý vie, ako dlho môžu fungovať, čo sú zač a ako dlho dokážu udržať nabitie.

Klasifikácia podľa materiálu výroby

Existuje päť typov batérií. Líšia sa od seba materiálom, z ktorého je vyrobený elektrolyt, katóda a anóda – ich aktívne zložky. Takže v závislosti od toho môžu byť batérie fyziologické, lítiové, strieborné, ortuťové a alkalické.

Soľné batérie majú malý náboj. Pri označovaní týchto zdrojov sa používa anglické písmeno R. Tento typ batérie sa objavil v 50. rokoch 20. storočia. Vymenili mangánovo-zinkové batérie. Dnes sa veľkosť takýchto batérií nezmenila. Technológia výroby sa zmenila. Elektrolytom v nich je chlorid amónny. Elektródy sú vyrobené zo zinku, ako aj z oxidu mangánu. Spomedzi batérií sú najlacnejšie. Majú však krátku trvanlivosť - iba dva roky. A do konca skladovacej doby sa kapacita zníži asi o štyridsať percent. Okrem toho sa kapacita môže pri nízkych teplotách znížiť na nulu (foto 1).

Alkalické alebo alkalické batérie sú označené ako Alkaline. Označené písmenami LR. Majú najlepšiu kvalitu a dlhú životnosť. Elektródy v nich sú vyrobené z oxidu manganičitého, ako aj zinku. Majú veľkú kapacitu, dobrú tesnosť, fungujú aj v mrazoch. Znížený únik a rýchlosť samovybíjania. Čas použiteľnosti môže byť 5 rokov (foto 2).


Ortuťové batérie sú naplnené oxidom ortuti. Nie je široko distribuovaný. Majú však vysokú hustotu energie a kapacitu, pracujú pri veľmi vysokých aj nízkych teplotách (foto 3).


V lítiových batériách (označenie CR) je katóda vyrobená z lítia. Výhody takýchto batérií sú: vysoká hustota energie a kapacita, nízka hmotnosť, energetická náročnosť nezávislá od záťažového prúdu, životnosť - dvanásť rokov. Batéria nie je citlivá na zmeny teploty (foto 4).


Za cenu najdrahších strieborných batérií (označenie SR). Anóda v nich je vyrobená zo zinku a katóda je vyrobená z oxidu strieborného. Tieto batérie sa používajú v hodinkách. Majú dlhú životnosť a životnosť. Majú vysokú hustotu energie a kapacitu (foto 5).

Veľkostná klasifikácia

Najbežnejší americký klasifikačný systém batérií zobrazený na fotografii 6.


Tvar a veľkosť batérií môžu byť „prstové“ alebo „dve A“ (AA), malíček alebo „tri A“ (AAA), „štyri A“ (AAAA), „palcové“ alebo C-batérie (C) , "barel" (D), "koruna" (PP3).

Upozorňujeme tiež, že batérie sa líšia aj typom chemických reakcií. Existujú primárne prvky - galvanické a sekundárne - batérie. Galvanické články sa teda nedajú nabíjať. Sú lacnejšie a majú väčšiu kapacitu. Batérie sú opakovane použiteľné. Môžu byť spoplatnené. Počet cyklov vybitia / nabíjania môže dosiahnuť 1000. Sú však drahšie a majú nižšiu kapacitu (foto 7).


Batérie môžu byť alkalické (RAM). Ich životnosť je krátka (asi 50 nabití) a nefungujú pri nízkych teplotách. Olovená kyselina (SLA) - vydrží 600 nabíjaní. Lítium-iónové (Li-Ion) - počet cyklov je 1000, životnosť až desať rokov. Nikel metal hydrid (NiMH) - vydržia 500 cyklov, sú drahé. Lítium-polymér (Li-Pol) - krátkodobý a pomerne drahý. Obrázok 8 zobrazuje lítium-iónové batérie.