Компактні пристрої, які забезпечують роботу багатьох електроприладів, є в кожній квартирі чи будинку. Батарейки та акумулятори дали нові можливості користувачам, дозволили виконувати безліч операцій без прив'язки до електромережі.
Зміст статті
Батарейки та акумулятори – в чому різниця
Пристрої, що працюють на батарейках або акумуляторах, не потребують розетки. Вони мобільні, тому дуже популярні, їх застосовують не тільки в побуті, але й на виробництвах та в офісах.
Батарейки
Батарейки – це одноразові елементи живлення. Коли вони відпрацьовують свій запас енергії, їх більше не використовують, вироби потребують спеціальної утилізації.
Акумулятори
Акумуляторні батареї – це багаторазові елементи живлення, які можна підзарядити після розрядки. Для зарядки використовують спеціальний пристрій.
Важливість розрізнення
Треба розуміти відмінності, бо сьогодні є ризик купити під назвою батарейка акумулятор, що перезаряджається.
Як розрізнити батарейки та акумулятори
Розрізняти два типи елементів живлення досить складно, адже вони дуже подібні, мають однакові розміри й форму. Щоб купити те, що потрібно вам, варто звернути увагу на маркування:
| Параметр | Батарейки | Акумулятори |
|---|---|---|
| Напис на корпусі | do not recharge | rechargeable |
| Ємність | Не вказують | Цифри поряд з mAh |
| Маркування | Alkaline (лужний) | Li-Ion, Ni-Cd, Ni-Mh |
| Термінологія | Первинна батарея | Вторинна батарея |
Як працює звичайна батарейка
Електрика у звичайних батарейках – це наслідок хімічної реакції. Алессандро Вольта у 1800 р. винайшов перше у світі електрохімічне джерело струму, яке стало прообразом сучасних батарей.
Структура батареї
Анод (мінус)
Від'ємний електрод, на якому відбувається окислення
Катод (плюс)
Позитивний електрод, на якому відбувається відновлення
Електроліт
Речовина, що забезпечує хімічну реакцію з анодом і катодом
Будова батарейки
Ці елементи живлення відносять до хімічних джерел струму, бо їх будова й принцип роботи основані на перетворенні хімічної енергії в електричну.
Принцип роботи лужної батарейки
Робота джерела живлення основується на окисно-відновлювальній реакції, яка проходить між цинком та діоксидом марганцю:
- В металевому корпусі міститься катодна паста – діоксид марганцю та графіту
- Суміш цинку та лужного електроліту – це анодна паста
- Обидві пасти розділені сепаратором для виключення змішування реагентів
- Прокладка ізолює компоненти та стримує тиск газу
- Захисна мембрана запобігає розгерметизації та витоку електроліту
Процес розрядження
При взаємодії аноду з лужним середовищем відбувається розчинення цинкового корпусу. Якщо по батарейці постукати, то діоксид марганцю почне розчинятися.
Типи батарейок за електрохімічною схемою
Сольові батарейки
Характеристики
З'явилися першими, мають низьку ємність та швидкий саморозряд
Параметри
- Термін придатності: до 3 років
- Втрата ємності: до 30%
Лужні (алкалінові) батарейки
Переваги
- Знижений рівень розряду
- Великий енергоресурс
- Робота при низьких температурах
- Герметичність
Параметри
- Маркування: Alkaline
- Термін придатності: до 5 років
- Вища ціна порівняно з сольовими
Ртутні та срібні
| Тип | Переваги | Недоліки |
|---|---|---|
| Ртутні | Висока енергощільність, тривалий термін зберігання, стійкість до температур | Отруйність ртуті, спеціальна утилізація, висока ціна |
| Срібні | Подібні до ртутних, можливість відновлення (до 100 циклів) | Висока ціна, обмежена кількість перезаряджень |
Літієві батарейки
- Висока щільність заряду
- Мала вага та компактні габарити
- Термін зберігання: 10-12 років
- Найпопулярніші сьогодні
Популярні типи
Лужні батарейки залишаються одним з найпопулярніших варіантів завдяки оптимальному співвідношенню ціни та якості.
Особливості роботи акумуляторів
Хімічна реакція між анодом і катодом в АКБ відбувається, коли вони з'єднані в ланцюг. Внаслідок реакції електрони протікають через ланцюг і назад у катод, де відбувається інша хімічна реакція.
Нікель-кадмієві (Ni-Cd)
Переваги
- Недорогі
- Перевірені часом
- Робота при -50 °C
- Довговічність: до 10 років
Недоліки
- Токсичний кадмій
- Саморозряд: до 10% в перший місяць
- Ефект запам'ятовування
Нікель-металогідридні (Ni-Mh)
Переваги
- Майже без ефекту запам'ятовування
- Велика ємність
- Нетоксичні
Недоліки
- Швидко розряджаються без використання
Літій-іонні (Li-Ion)
- Найбільша енергоємність
- Тривалий термін експлуатації
- Низький саморозряд
- Недоліки: бояться низьких температур, високі ціни
Різновиди літієвих АКБ
За активною речовиною: літій-кобальтові, літій-марганцеві, літій-залізо-фосфатні, літій-полімерні.
Літій-іонні АКБ
До складу Li-Ion батарея входять: катод та анод, сепаратор та електроліт (провідник). Катод – це оксид металу, анод – пористий вуглець чи графіт. При розряді акумулятора іони проходять від анода до катода, під час заряду – у протилежному напрямі.
Технічні характеристики
| Параметр | Значення |
|---|---|
| Енергетична щільність | Висока |
| Саморозряд | 5-10% на рік |
| Цикли заряду/розряду | 1000-5000 |
| Швидка підзарядка | 15 хв = 1 год роботи |
| Температурний діапазон | 0 до +60 °С |
| Ефект пам'яті | Відсутній |
Літій-полімерні (Li-Pol)
Найпрогресивніші акумуляторні батареї. Виготовлені з сухого полімерного електроліту, завдяки чому можуть приймати різну форму. Вони безпечніші у використанні.
Переваги
- Висока питома ємність
- Енергетична щільність
- Повільне старіння
- Відсутність ефекту пам'яті
Недоліки
- Висока ціна
- Погано переносять морози
LiMnO2 (марганцеві)
Відрізняються невисокою вартістю та тривалим терміном експлуатації – 5 років (до 1000 циклів заряду).
Типи батарейок та акумуляторів за формою і розміром
Різноманітність форм
Первинні й вторинні елементи живлення можуть мати круглу, циліндричну та прямокутну форму.
Циліндричні елементи
| Тип | Довжина (мм) | Діаметр (мм) | Назва |
|---|---|---|---|
| AA | 50,5 | 14,5 | Пальчикові |
| AAA | 44 | 11 | Мізинчикові |
| AAAA | 43 | 8,3 | Міні |
| C | 50 | 26,2 | Середні |
| D | 61 | 34,2 | Великі |
| CR123 | 34,5 | 17 | Спеціальні |
Високострумові акумулятори
Серія 14500, 16340, 18650, 26650 для човнів, велосипедів, самокатів. Перші дві цифри назви – діаметр, останні – довжину.
Прямокутні елементи (крони)
Стандартні розміри: 48,5 × 26,5 × 17,5 мм. Прямокутні батарейки випускають з напругою 9 В, акумулятори – 8,4 В.
Круглі батарейки (таблетки)
- CR2016, CR2025, CR2032 – літієві джерела живлення (перша цифра – діаметр, далі – висота)
- LR41 – одноразові батарейки (діаметр 7,9 мм, висота 3,6 мм)
- LR44 – лужні батарейки (діаметр 11,6 мм, товщина 5,4 мм)
Рекомендації з вибору та купівлі дверних дзвінків
Напруга та ємність
Напруга пальчикових батарейок
| Тип батарейки | Напруга (В) |
|---|---|
| Сольові | 1,2 і 1,5 |
| Лужні | 1,5 |
| Літієві | 3 |
| Крони прямокутні | 4,5 і 9 |
| Таблетки круглі | 1,2, 1,5 і 3 |
Ємність батареї
Від ємності батареї залежить час її роботи. Термін ємність означає певну кількість електроенергії, яку елемент живлення віддає у зовнішній ланцюг при номінальному струмі.
- Стану зарядженості
- Температури середовища
- Режиму використання
Саморозряд
Саморозряд елементу живлення відбувається з дня його виготовлення і проходить до закінчення терміну роботи. Причиною мимовільної втрати ємності батарейки є хімічні реакції всередині пристрою.
Сфера застосування
Сольові батарейки
Не підходять для пристроїв з високими навантаженнями. Оптимальне використання:
- Електронні термометри
- Ваги
- Пульти дистанційного керування
- Годинники
- Тестери
Лужні батарейки
Підійдуть для приладів з середнім навантаженням:
- Дитячі іграшки
- Комп'ютерні мишки
- Ліхтарики та світильники
- Різні побутові прилади
Ртутні та срібні
Ртутні
Поступово знімають з виробництва через токсичність
Срібні
Малорозмірні варіанти для слухових апаратів та дорогих наручних годинників
Сучасне застосування
Літій-іонні батарейки та акумулятори використовуються в сучасній техніці та настільних лампах.
Літій-іонні батарейки та акумулятори
Найпопулярніші сьогодні. Використовуються в:
- Телефонах та планшетах
- Відеокамерах та ноутбуках
- Настільних лампах
- Цифрових фотоапаратах
- Електросамокатах та електромобілях
Правила експлуатації літій-іонних акумуляторів
- Уникати глибокого розрядження
- Слідкувати за температурним режимом
- Користуватися тільки своїм зарядним пристроєм
- Вчасно від'єднувати зарядник
Висновок
Купити якісні батарейки та акумулятори завжди можна в мережі магазинів Брілле. Кваліфіковані спеціалісти допоможуть зробити правильний вибір, а експертні статті блогу дозволять отримати більше інформації при виборі світлотехніки та електрообладнання.
