Echipamentele portabile de putere redusă sunt adesea concepute pentru a fi alimentate de celule uscate mici care nu sunt proiectate pentru a fi reîncărcate. În viața de zi cu zi, astfel de surse de tensiune chimică de unică folosință se numesc baterii. Bateriile de dimensiuni standard AA și AAA sunt populare. Aceste litere indică formatul extern al bateriei. Structura internă poate fi complet diferită. În acest factor de formă, sunt produse diferite tipuri de baterii, inclusiv reîncărcabile (acumulatoare).
Conţinut
Ce este o baterie
Termenul „baterie” nu este în întregime corect. O baterie este o sursă de energie formată din mai multe elemente. Deci, o baterie cu drepturi depline poate fi numită un element 3R12 (3LR12) - o „baterie pătrată” (336 conform clasificării sovietice) - alcătuită din trei elemente.De asemenea, bateria este formată din 6 celule ale elementului 6R61 (6LR61) - „Krona”, „Korund”. Dar denumirea de „baterie” în viața de zi cu zi este aplicată și surselor de energie chimică cu un singur element, inclusiv dimensiunile AA și AAA. În terminologia engleză, un singur element se numește Cell, iar o baterie cu două sau mai multe surse de tensiune se numește Battery.
Astfel de elemente sunt vase cilindrice închise ermetic. Ele trec prin transformare energie chimică în electrică. Reactivii (agent oxidant și agent reducător) care creează EMF sunt plasați într-un pahar de zinc sau oțel. Partea inferioară a sticlei servește ca terminal negativ. Anterior, întreaga suprafață exterioară a sticlei era dată sub polul negativ, dar această cale ducea la scurtcircuite frecvente. În plus, suprafața cilindrului a fost expusă la coroziune, ceea ce a condus la o reducere a duratei de viață și a depozitării elementului. În bateriile moderne, un strat este aplicat în exterior pentru a proteja împotriva coroziunii și a servi drept izolație împotriva scurtcircuitelor. Colectorul de curent al polului pozitiv este o tijă de grafit, care este scoasă.
Tipuri de baterii
Bateriile sunt clasificate în categorii în funcție de diferite criterii. Principalul ar trebui să fie recunoscut ca compoziție chimică - tehnologia de obținere a EMF. Pentru utilizare practică, există mai multe caracteristici diferite.
După compoziția chimică
Diferența de potențial la polii celulelor galvanice este creată din cauza reacției chimice dintre substanțele din soluția de electrolit și se oprește atunci când ingredientele au reacționat complet. Puteți realiza procesele necesare în diferite moduri. Conform acestui criteriu, bateriile sunt împărțite în:
- Sare. Tipul tradițional de baterii, inventat acum aproximativ 100 de ani.Reacția dintre zinc și dioxidul de mangan are loc într-un mediu electrolit - o soluție de sare de amoniu îngroșată. Pe lângă greutatea redusă și prețul scăzut, aceste elemente au o serie de dezavantaje semnificative:
- capacitate de încărcare mică;
- tendința de a se autodescărca în timpul depozitării;
- performanță slabă la temperaturi scăzute.
Tehnologia de producție este considerată învechită, prin urmare, astfel de elemente de pe piața celulelor galvanice sunt forțate de noi tipuri.
- Elementele alcaline (alcaline) sunt considerate mai moderne. Sunt dispuse în același mod, dar electrolitul este o soluție alcalină (hidroxid de potasiu). Aceste baterii au avantaje față de cele saline:
- capacitate mare și capacitate de încărcare;
- curentul scăzut de auto-descărcare determină o durată lungă de valabilitate;
- performante bune la temperaturi scazute.
Trebuie să plătești pentru asta cu multă greutate și cu un preț mai mare.
- Cele mai avansate celule în prezent sunt litiul (a nu se confunda cu bateriile cu litiu!). Ca reactiv „plus”, ei folosesc litiu, cel negativ poate fi diferit. Diferite lichide sunt, de asemenea, folosite ca electrolit. Această tehnologie vă permite să obțineți elemente care au următoarele avantaje:
- greutate redusă (mai puțin decât alte tipuri);
- durată lungă de valabilitate datorită autodescărcării foarte scăzute;
- capacitate crescută și capacitatea de încărcare.
Pe cealaltă parte a scalei - costul ridicat.
Conform acestor trei tehnologii, sunt produse elemente de dimensiuni AA și AAA. Merită menționat alte două tipuri de baterii:
- Mercur;
- argint.
Conform acestor tehnologii, se produc în principal baterii de tip disc.Astfel de elemente au avantajele și dezavantajele lor, dar zilele bateriilor cu mercur sunt numărate - acordurile internaționale sugerează o scădere a volumelor de producție și o interdicție completă a producției în următorii ani.
După mărime
Dimensiunea (mai precis, volumul) unei baterii determină în mod unic capacitatea sa electrică (în limitele tehnologiei) - cu cât pot fi plasați mai mulți reactivi în interiorul cilindrului, cu atât reacția durează mai mult. Capacitatea unei celule de sare de dimensiune AA va fi mai mare decât capacitatea unei celule de sare AAA. Alți factori de formă ai bateriilor AA sunt, de asemenea, disponibili:
- A (mai mare decât AA);
- AAAA (mai puțin decât AAA);
- C - lungime medie și grosime crescută;
- D - lungime și grosime crescute.
Aceste tipuri de elemente nu sunt atât de populare, domeniul lor de aplicare este limitat. Ambele tipuri sunt produse numai prin tehnologii alcaline și sărate.
După tensiunea nominală
Tensiunea nominală a unei baterii cu o singură celulă este determinată de compoziția sa chimică. Celulele galvanice unice, alcaline, cu sare la ralanti dau o tensiune de 1,5 V. Sursele de alimentare cu litiu sunt disponibile atât cu o tensiune de 1,5 V (pentru compatibilitate cu alte tipuri), cât și cu tensiune crescută (până la 3 V). Dar în dimensiunile luate în considerare, puteți cumpăra doar elemente de un volt și jumătate - pentru a evita confuzia.
Pentru bateriile noi, tensiunea sub sarcină nominală este aproape de această valoare. Cu cât sursa chimică este descărcată mai mult, cu atât tensiunea de ieșire scade sub sarcină.
Celulele pot fi colectate în baterii. Apoi tensiunea de ieșire devine un multiplu al tensiunii unui element. Deci, bateria 6R61 ("Krona") conține 6 celule de un volt și jumătate.Ei dau o tensiune totală de 9 volți. Dimensiunea fiecărei celule este mică, iar capacitatea unei astfel de baterii este mică.
Ce baterii se numesc degetul și degetul mic
Ambele dimensiuni ale celulelor galvanice aparțin clasei bateriilor cu degete. Acest termen tehnic a fost folosit încă din epoca sovietică pentru a se referi la bateriile de formă similară. URSS a produs celule de sare cu un singur element „Uranus M” (316) și alcaline „Quantum” (A316), corespunzătoare tipului actual de AA. Au existat și alte elemente cilindrice pentru degete de alte dimensiuni și proporții.
În anii 1990, comercianții de pe piețe au inventat termenul de baterii „degete mici” pentru a distinge celulele AAA de alți factori de formă. Acest nume a devenit larg răspândit în viața de zi cu zi. Dar folosirea lui în materiale tehnice este cel puțin neprofesională.
Principalele caracteristici tehnice ale bateriilor AA și AAA
Principala diferență între bateriile AA și AAA este dimensiunea. Și el, după cum am menționat deja, determină capacitatea.
| mărimea | Lungime, mm | Diametru, mm | Capacitate electrica, mAh | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Litiu | Sare | alcalin | Litiu | ||
| AA | 50 | 14 | 1000 | 1500 | până la 3000 |
| AAA | 44 | 10 | 550 | 750 | 1250 |
Trebuie amintit că capacitatea electrică depinde de curentul de descărcare, iar valoarea sa nominală pentru orice tip de elemente nu depășește câteva zeci de miliamperi. La curenți de peste 100 mA, capacitatea bateriei va fi mult mai mică. Aceasta înseamnă că o celulă de 1000 mAh, descărcată cu un curent de 10 mA, va dura aproximativ 100 de ore. Dar dacă curentul de descărcare este de 200 mA, atunci încărcarea se va epuiza mult mai devreme de 5 ore. Capacitatea va scădea de câteva ori. De asemenea, capacitatea electrică a oricărui element va scădea odată cu scăderea temperaturii.
În funcție de dimensiune și tehnologie, bateriile au greutăți diferite, deși această caracteristică este rareori decisivă - masa echipamentului în majoritatea cazurilor depășește semnificativ greutatea mai multor baterii. Mai des este necesar să se cunoască acest lucru în scopul depozitării și transportului celulelor galvanice.
| mărimea | Greutate, g | ||
|---|---|---|---|
| Sare | alcalin | Litiu | |
| AA | până la 15 | pana la 25 | până la 15 |
| AAA | 7-9 | 11-14 | la 10 |
Greutatea bateriilor are o variație, în funcție nu numai de tehnologia de fabricație, ci și de metoda de producție a sticlei. Poate fi metal cu un strat de plastic sau complet polimer. Cu trei elemente de putere, poți câștiga cel mai bine 30 de grame de greutate. Este puțin probabil ca acesta să devină un criteriu determinant la alegere.
Perioada de valabilitate este determinată de curentul de autodescărcare și capacitatea celulei. Autodescărcarea depinde de tehnologie, capacitatea depinde de factorul de formă. Dar, în practică, a doua caracteristică contribuie mai puțin la scurgerea de încărcare în timpul depozitării. Cel puțin, asta asigură producătorii, indicând aproximativ aceleași perioade în depozite pentru elementele AA și AAA. Temperatura afectează și durata de valabilitate - odată cu creșterea ei, durata de valabilitate scade.
| mărimea | Perioada de valabilitate, ani | ||
|---|---|---|---|
| Sare | alcalin | Litiu | |
| AA, AAA | pana la 3 | până la 5 | 12-15 |
Elementele de sare au o altă problemă. Bateriile de calitate scăzută pot pierde electroliți. Prin urmare, durata reală de valabilitate în acest caz va fi și mai scurtă.
Sursele de alimentare pot fi operate în diferite condiții, inclusiv de temperatură. Iar adecvarea celulelor galvanice va fi diferită - și în funcție de tehnologia de fabricație. S-a menționat că bateriile cu sare nu funcționează bine la temperaturi sub zero.Litiul, în ciuda tuturor avantajelor sale, are o limită superioară de +55 ° C (limita inferioară este de până la minus 40 (de obicei până la minus 20), în funcție de producător). Cele alcaline au o gamă largă - de la aproximativ minus 30 până la +60 ° C și sunt cele mai versatile în acest sens.
Rezumând, trebuie remarcat faptul că familiile AA și AAA includ de fapt un număr mare de variații ale celulelor galvanice. Puteți alege o baterie pentru o gamă largă de condiții de funcționare și o gamă largă de costuri.
Articole similare:
