Батарейки

Історія батарейок почалася в XIX столітті. «Піонером» став Алессандро Вольта, який винайшов перший гальванічний елемент (т.зв. Вольтів стовп). Незабаром стали з'являтися й інші подібні вироби, але всі вони виробляли електроенергію всього декілька хвилин. Сьогодні на ринку представлено ​​величезну кількість батарейок та акумуляторів, які можуть довготривало «живити» електропристрої. У цьому матеріалі ми розповімо про сучасні гальванічні елементи та допоможемо зробити вибір, згідно з їхніми технічними характеристиками та особливостями.

 

Зміст

 

Типи хімічних джерел електроживлення

Хімічні джерела струму — це пристрої, засновані на перетворенні хімічної енергії в електричну. За принципом роботи їх можна розділити на:

  • первинні (батарейки) — містять активні речовини, внутрішні процеси яких необоротні. Після повного витрачання енергії їх необхідно утилізувати та замінити новими. Головна перевага — доступна вартість. З недоліків —  неможливість перезаряджання.
  • вторинні (акумулятори, АКБ) — містять компоненти, які відновлюються при заряджанні. Перевага — можливість багаторазового використання. «Слабкі місця» — дорожнеча та необхідність придбання зарядного пристрою.

Відзначимо, що використання акумуляторів не завжди виправдано. Якщо техніка споживає мало енергії, то краще купити звичайні батарейки. Вигода від використання АКБ особливо очевидна на «ненажерливих» приладах. Регулярна заміна одноразових елементів живлення в фотоапаратах, джойстиках або дитячих іграшках може бути вельми витратною, а акумуляторні батареї при правильній експлуатації прослужать досить довго.

 

Електрохімічні схеми, які використовуються в батарейках та акумуляторах

Під електрохімічною схемою заведено розуміти технологію виготовлення гальванічних елементів. Кожна з них має свої переваги та недоліки.

Нижче наведено основні типи одноразових батарейок.

Сольові (R). Вважаються найдешевшими, але найменш досконалими. Вони з'явилися одними з перших й збереглися практично в незмінному вигляді, тому багато в чому поступаються сучаснішим аналогам (див. нижче). Батарейки характеризуються низькою ємністю та швидким саморозрядом. Як правило, зберігаються до 3 років, а до кінця гарантійного терміну втрата енергоємності може становити 30-40%.

Лужні (LR). Такі батарейки часто маркуються написом «Alkaline», тому їх ще називають алкаліновими. Масове виробництво розпочалося в середині 1950-х рр. Відрізняються великим енергоресурсом і зниженим рівнем розряду. Термін придатності — в середньому 3-5 років. Основні недоліки — вартість вища, ніж у попередніх, при тому ж типорозмірі, а також значна вага.

Літієві (CR). З'явилися на ринку в 70-х роках XX століття. Вважаються одними з найпоширеніших батарейок на сьогодні. Ключові переваги: ​​висока щільність заряду, тривалий термін зберігання (до 10-12 років), невеликі габарити та вага. Але вони дорожчі, ніж всі перераховані вище аналоги.

 

Акцентуємо вашу увагу на найпоширеніших типах акумуляторних батарей.

Нікель-кадмієві (Ni-Cd). Ці акумулятори були винайдені більше ніж 120 років тому. У складі присутній кадмій — важкий метал підвищеної токсичності. Власне, через «отруйний» характер цього компонента такі АКБ сьогодні рідко зустрічаються на полицях магазинів.

Елементи живлення дешеві, холодостійкі (ефективно працюють навіть при -50 °C) і витримують великі розрядні струми. Вони досить довговічні — при дотриманні умов експлуатації здатні працювати до 10 років. Однак, при неповному заряджанні акумулятори «запам'ятовують», яка частина ємності залишилася непотрібною, й в наступних циклах не використовує її. До того ж, володіють великим саморозрядом (близько 10% в перший місяць зберігання), що призводить до практично повного розрядження батареї за рік зберігання.

Нікель-металогідридні (Ni-Mh). Цей тип акумуляторних батарей позбавлено практично всіх недоліків попередників. Дебютні промислові зразки з'явилися в кінці 80-х XX століття.

До плюсів сучасних зразків можна віднести:

  • Велику питома ємність;
  • Нетоксичність;
  • Незначний «ефект пам'яті».

Серед мінусів відзначимо відносно швидкий рівень розряду при бездіяльності.

Літій-іонні (Li-Ion). Літій має вражаючий електрохімічний потенціал та забезпечує найбільшу щільність енергії. Однак в «чистому» вигляді йому притаманна нестабільність, особливо під час заряджання, тому виробники використовують його іони. Такі акумуляторні батареї з'явилися в 90-х. Вони характеризуються великими показниками енергоємності, вкрай низьким рівнем саморозряду при зберіганні та тривалим експлуатаційним ресурсом. Але не можна оминути того факту, що вони бояться екстремально низьких температур, й до того ж, досить дорогі.

Літій-полімерні (Li-Pol). Найпрогресивніші акумуляторні батареї. Вони виготовлені з сухого полімерного електроліту, завдяки чому можуть приймати різну форму. Вони безпечніші у використанні, ніж АКБ на основі іонів літію. Високі показники питомої ємності та енергетичної щільності, повільне «старіння», відсутність «ефекту пам'яті» —  основні плюси акумуляторів. З мінусів — високий цінник і чутливість до морозів.

Срібно-цинкові (Ag-Zn). Акумуляторні батареї Ag-Zn характеризуються малим внутрішнім опором та великою питомою енергоємністю. Вони здатні віддавати великі струми (до 50 А) й працюють при температурах від -40 до +50 °C. При цьому витримують всього близько 100 циклів перезаряджень (до порівняння: всі інші види близько 500-1000). До того ж, вони дорого коштують і застосовуються в побуті вкрай рідко.

 

Класифікація за формою та типорозміром

типорозмір батарейок

Батарейки та АКБ можуть бути виконані в циліндричній, круглій або прямокутній формі. Згідно з міжнародною системою позначення, яка заснована на фізичних розмірах джерел живлення, сьогодні найпоширеніші такі типорозміри.

Циліндричні елементи:

  • AA (також R6, LR6, HR6) — пальчикові, найбільш широковживані на сьогодні. Довжина становить 50,5 мм, а діаметр — 14,5 мм;
  • AAA (R03, LR03, FR03, HR03) — мізинчикові. Відрізняються від попередніх зменшеним розміром: довжина — 44 мм, діаметр — 11 мм;
  • AAAA (LR61, R8D425) — наймініатюрніші серед батарейок А-типу. Довжина досягає 43 мм, а діаметр — 8,3 мм.
  • C (R14, LR14, HR14) і D (R20, LR20, HR20) — досить великі вироби, що нагадують діжечки. Габарити: 50 × 26,2 і 61,5 × 34,2 мм відповідно;
  • CR2 — літієві батарейки вдвічі менші за пальчикові, при цьому запасають у 2 рази більше електроенергії.
  • CR123 — схожі на пальчикові, але мають інші розміри: 34,5 мм і 17 мм.
  • A23 та A27 — невеликі циліндри (майже вдвічі менші за АА), які володіють високими показниками енергетичної щільності;
  • 14500, 16340, 18650, 26650 — високострумові акумуляторні батареї, розроблені спеціально для потужних пристроїв. Перші дві цифри маркування позначають діаметр, а решта — вказують на довжину.

 

Важливо знати! Високострумовими вважаються акумуляторні батареї, які володіють струмовіддачею від 10 А й вище. Вони здатні забезпечити стабільну роботу потужних електроприладів без спаду напруги.

 

Круглі елементи:

  • CR2016, CR2025, CR2032 — мініатюрні вироби, виконані за літієвою технологією. Перші дві цифри маркування вказують на діаметр, а інші — висоту.
  • LR41 — алкалінові одноразові батарейки: діаметр — 7,9 мм, висота — 3,6 мм;
  • LR44 — лужні батарейки, які не можна перезаряджати: діаметр — 11,6 мм, товщина — 5,4 мм.

 

Важливо знати! Джерела струму в формі диска ще називають «таблетками», «монетами», «кнопками». Зазвичай в такому форм-факторі виготовляють одноразові батарейки, але можна зустріти й акумулятори.

 

Прямокутні елементи:

  • Крона (6F22, 6LR61, PP3) — батарейки з напругою 9 V (в акумуляторів — 8,4 V). Стандартні розміри (мм): 48,5 × 26,5 × 17,5. Характеризуються специфічним розташуванням контактів на корпусі, завдяки чому їх неможливо встановити з неправильною полярністю.

 

Як підібрати батарейку або акумулятор?

Батарейки для камеры

Все залежить від техніки:

  • Для пультів ДК, настінних годинників, будильників та інших електроприладів з низьким енергоспоживанням оптимально підходять сольові та алкалінові батарейки.
  • Для ліхтарів, брелоків сигналізації, дитячих іграшок вибирайте літієві джерела струму.
  • У фотоапаратах, відеокамерах, фотоспалахах, радіотелефонах, безпровідних мікрофонах, відеореєстраторах, джойстиках XBOX раціонально використовувати нікель-металгідридні, літій-іонні або літій-полімерні акумулятори.
  • У великих і «ненажерливих» пристроях, таких як ручні ліхтарі високої потужності, радіоприймачі, магнітоли, зазвичай застосовуються акумулятори типу Ni-Mh.
  • Для шурупокрутів, дрилів та іншого ручного електроінструменту, найкраще підходять нікель-кадмієві АКБ.
  • Якщо шукаєте джерело живлення для електронних сигарет, квадрокоптера або радіокерованих моделей, зупиніть вибір на літій-іонних високострумових батарейках.

Що стосується форм-фактора, то спирайтеся на рекомендації виробника техніки, викладені в інструкції з експлуатації. Зазвичай, відповідний типорозмір також вказано безпосередньо у відсіку для батарейок.

 

Виробники: кому віддати перевагу?

Відоме ім'я бренду — свого роду лакмусовий папірець, який визначає якість і надійність продукції. У списку нижче представлені найвідоміші виробники хімічних джерел струму:

 

Кілька слів про зарядні пристрої для АКБ

Ми вже згадували, що для відновлення енергії акумуляторів необхідна зарядна станція. Деякі виробники передбачають зарядку в комплекті, але іноді її доводиться купувати окремо. Як вибрати станцію? Для початку переконайтеся, що струми зарядного пристрою відповідають акумуляторам. Добре, якщо в електроприладу є таймер безпеки та захист від короткого замикання. Все це дозволить продовжити «життя» акумуляторної батареї.

На ринку також представлені акумулятори з USB-роз'ємом. Їх можна заряджати практично від будь-якого пристрою з відповідним портом: настільного ПК, ноутбука, повербанка. В такому випадку купувати зарядку нема потреби. Деякі вироби з ЮСБ-портом володіють технологією швидкого заряджання та захистом від короткого замикання.

Аккумулятор ColorWay 18650 USB 1200 mAh 3.7V * 2 (CW-UB18650-03)

Акумуляторні батареї ColorWay 18650 з USB — популярні вироби на ринку

 

Пам'ятайте, що на відміну від акумуляторів, батарейки заряджати не можна! Недотримання цього правила може призвести до пошкодження корпусу й витоку електроліту або навіть вибуху.

 

Поради від ITbox.ua

  • Звертайте увагу на дату виготовлення батарейки, оскільки з кожним роком зберігання питома ємність зменшується.
  • Уважно оглядайте паковання. Батарейки повинні бути герметично упаковані. На корпусі не повинно бути пошкоджень та слідів протікань електроліту.
  • На жаль, на ринку безліч підробок відомих брендів. Такі батарейки привертають увагу низькою ціною, але можуть бути виготовлені з порушеннями й навіть принести шкоду електропристроям. Недбало нанесене маркування, помилки в написах, неякісне паковання — все це видає підробку.
  • Акумуляторні батареї великої ємності запасають багато енергії й довше живлять пристрій. Однак, високоємні вироби довше заряджаються, враховуйте цей момент.
  • Якщо типорозміру, який вам підходить, немає в наявності, можна придбати аналог. Але навіть схожі за формою й розміром батарейки можуть мати різну номінальну напругу. Тому перед купівлею необхідно звіритися з інструкцією до електропристрою.