Компактные устройства, которые обеспечивают работу многих приборов, есть в каждой квартире или доме. Батарейки и аккумуляторы дали новые возможности пользователям, позволили выполнять множество операций без привязки к сети.
Содержание статьи
Батарейки и аккумуляторы – в чем разница
Устройства, работающие на батарейках или аккумуляторах, не требуют розетки. Они мобильны, поэтому очень популярны, их используют не только в быту, но и на производствах, в офисах.
Батарейки
Батарейки – это одноразовые элементы питания. Когда они отрабатывают свой запас энергии, их больше не используют, изделия нуждаются в специальной утилизации.
Аккумуляторы
Аккумуляторные батареи – это многоразовые источники, которые можно подзарядить после разрядки. Для зарядки используют специальное устройство.
Важность различия
Надо понимать отличия, потому что сегодня есть риск купить под названием батарейка перезаряжаемый аккумулятор.
Как различить батарейки и аккумуляторы
Различать два типа элементов питания достаточно сложно, ведь они очень похожи, имеют одинаковые размеры и форму. Чтобы купить то, что нужно именно вам, следует обратить внимание на маркировку:
| Параметр | Батарейки | Аккумуляторы |
|---|---|---|
| Надпись на корпусе | do not recharge | rechargeable |
| Емкость | Не указывают | Цифры рядом с mAh |
| Маркировка | Alkaline (щелочной) | Li-Ion, Ni-Cd, Ni-Mh |
| Терминология | Первичная батарея | Вторичная батарея |
Как работает обычная батарейка
Электричество в обычных батареях – это следствие химической реакции. Алессандро Вольта в 1800 г. изобрел первый в мире электрохимический источник тока, ставший прообразом современных батарей.
Структура батареи
Анод (минус)
Отрицательный электрод, на котором происходит окисление
Катод (плюс)
Положительный электрод, на котором происходит восстановление
Электролит
Вещество, обеспечивающее химическую реакцию с анодом и катодом
Строение батарейки
Эти элементы питания относят к химическим источникам тока, так как их строение и принцип работы основаны на превращении химической энергии в электрическую.
Принцип работы щелочной батарейки
Работа источника питания основывается на окислительно-восстановительной реакции, проходящей между цинком и диоксидом марганца:
- В металлическом корпусе содержится катодная паста – диоксид марганца и графита
- Смесь цинка и щелочного электролита – анодная паста
- Обе пасты разделены сепаратором для исключения смешения реагентов
- Прокладка изолирует компоненты и сдерживает давление газа
- Защитная мембрана предотвращает разгерметизацию и утечку электролита
Процесс разрядки
При взаимодействии анода со щелочной средой происходит растворение цинкового корпуса. Если по батарее постучать, то диоксид марганца начнет растворяться.
Типы батареек по электрохимической схеме
Солевые батарейки
Характеристики
Появились первыми, имеют низкую емкость и быстрый саморазряд
Параметры
- Срок годности: до 3 лет
- Потеря емкости: до 30%
Щелочные (алкалиновые) батарейки
Преимущества
- Пониженный уровень разряда
- Большой энергоресурс
- Работа при низких температурах
- Герметичность
Параметры
- Маркировка: Alkaline
- Срок годности: до 5 лет
- Более высокая цена по сравнению с солевыми
Ртутные и серебряные
| Тип | Преимущества | Недостатки |
|---|---|---|
| Ртутные | Высокая энергоплотность, длительный срок хранения, устойчивость к температурам | Токсичность ртути, специальная утилизация, высокая цена |
| Серебряные | Схожи с ртутными, возможность восстановления (до 100 циклов) | Высокая цена, ограниченное количество перезарядок |
Литиевые батарейки
- Высокая плотность заряда
- Малый вес и компактные габариты
- Срок хранения: 10-12 лет
- Самые популярные сегодня
Популярные типы
Щелочные батарейки остаются одним из самых популярных вариантов благодаря оптимальному соотношению цены и качества.
Особенности работы аккумуляторов
Химическая реакция между анодом и катодом в АКБ происходит, когда они соединены в цепь. В результате реакции электроны протекают через цепь и обратно в катод, где происходит другая химическая реакция.
Никель-кадмиевые (Ni-Cd)
Преимущества
- Недорогие
- Проверенные временем
- Работа при -50 °C
- Долговечность: до 10 лет
Недостатки
- Токсичный кадмий
- Саморазряд: до 10% в первый месяц
- Эффект запоминания
Никель-металлогидридные (Ni-Mh)
Преимущества
- Почти без эффекта запоминания
- Большая емкость
- Нетоксичны
Недостатки
- Быстро разряжаются без использования
Литий-ионные (Li-Ion)
- Наибольшая энергоемкость
- Длительный срок эксплуатации
- Низкий саморазряд
- Недостатки: боятся низких температур, высокие цены
Разновидности литиевых АКБ
По активному веществу: литий-кобальтовые, литий-марганцевые, литий-железо-фосфатные, литий-полимерные.
Литий-ионные АКБ
В состав Li-Ion батареи входят: катод и анод, сепаратор и электролит (проводник). Катод – это оксид металла, анод – ячеистый углерод или графит. При разряде аккумулятора ионы проходят от анода к катоду, во время заряда – в противоположном направлении.
Технические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Энергетическая плотность | Высокая |
| Саморазряд | 5-10% в год |
| Циклы заряда/разряда | 1000-5000 |
| Быстрая подзарядка | 15 мин = 1 ч работы |
| Температурный диапазон | 0 до +60 °С |
| Эффект памяти | Отсутствует |
Литий-полимерные (Li-Pol)
Самые прогрессивные аккумуляторные батареи. Изготовлены из сухого полимерного электролита, благодаря чему могут принимать разную форму. Они более безопасны в использовании.
Преимущества
- Высокая удельная емкость
- Энергетическая плотность
- Медленное старение
- Отсутствие эффекта памяти
Недостатки
- Высокая цена
- Плохо переносят морозы
LiMnO2 (марганцевые)
Отличаются невысокой стоимостью и длительным сроком эксплуатации – 5 лет (до 1000 циклов заряда).
Типы батареек и аккумуляторов по форме и размеру
Разнообразие форм
Первичные и вторичные элементы питания могут иметь круглую, цилиндрическую и прямоугольную форму.
Цилиндрические элементы
| Тип | Длина (мм) | Диаметр (мм) | Название |
|---|---|---|---|
| AA | 50,5 | 14,5 | Пальчиковые |
| AAA | 44 | 11 | Мизинчиковые |
| AAAA | 43 | 8,3 | Мини |
| C | 50 | 26,2 | Средние |
| D | 61 | 34,2 | Большие |
| CR123 | 34,5 | 17 | Специальные |
Высокоточные аккумуляторы
Серия 14500, 16340, 18650, 26650 для лодок, велосипедов, самокатов. Первые две цифры названия – диаметр, последние – длину.
Прямоугольные элементы (кроны)
Стандартные размеры: 48,5 × 26,5 × 17,5 мм. Прямоугольные батареи выпускают с напряжением 9 В, аккумуляторы – 8,4 В.
Круглые батарейки (таблетки)
- CR2016, CR2025, CR2032 – литиевые источники питания (первая цифра – диаметр, далее – высота)
- LR41 – одноразовые батарейки (диаметр 7,9 мм, высота 3,6 мм)
- LR44 – не восстанавливающиеся щелочные батарейки (диаметр 11,6 мм, толщина 5,4 мм)
Рекомендации по выбору и покупке дверных звонков.
Напряжение и емкость
Напряжение пальчиковых батареек
| Тип батареи | Напряжение (В) |
|---|---|
| Солевые | 1,2 и 1,5 |
| Щелочные | 1,5 |
| Литиевые | 3 |
| Кроны прямоугольные | 4,5 и 9 |
| Таблетки круглые | 1,2, 1,5 и 3 |
Емкость батареи
От емкости батареи зависит время ее работы. Термин емкость означает определенное количество электроэнергии, которое элемент питания отдает во внешнюю цепь при номинальном токе.
- Состояния заряженности
- Температуры среды
- Режима использования
Саморазряд
Саморазряд элемента питания происходит со дня его изготовления и проходит до истечения срока работы. Причиной самопроизвольной потери емкости батареи являются химические реакции внутри устройства.
Сфера применения
Солевые батарейки
Не подходят для устройств с высокими нагрузками. Оптимальное использование:
- Электронные термометры
- Весы
- Пульты дистанционного управления
- Часы
- Тестеры
Щелочные батарейки
Подойдут для приборов со средней нагрузкой:
- Детские игрушки
- Компьютерные мышки
- Фонарики и светильники
- Различные бытовые приборы
Ртутные и серебряные
Ртутные
Постепенно снимают с производства из-за токсичности
Серебряные
Малоразмерные варианты для слуховых аппаратов и дорогих наручных часов
Современное применение
Литий-ионные батарейки и аккумуляторы используются в современной технике и настольных лампах.
Литий-ионные батарейки и аккумуляторы
Наиболее популярны сегодня. Используются в:
- Телефонах и планшетах
- Видеокамерах и ноутбуках
- Настольных лампах
- Цифровых фотоаппаратах
- Электросамокатах и электромобилях
Правила эксплуатации литий-ионных аккумуляторов
- Избегать глубокой разрядки
- Следить за температурным режимом
- Пользоваться только "родным" зарядным устройством
- Своевременно отсоединять зарядник
Вывод
Купить качественные батарейки и аккумуляторы всегда можно в сети магазинов Брилле. Квалифицированные специалисты помогут сделать правильный выбор, а экспертные статьи блога позволят получить больше информации при выборе светотехники и электрооборудования.
