Nízkoenergetická přenosná zařízení jsou často navržena tak, aby byla napájena malými suchými články, které nejsou určeny k dobíjení. V každodenním životě se takové jednorázové chemické zdroje napětí nazývají baterie. Oblíbené jsou baterie standardních velikostí AA a AAA. Tato písmena označují externí formát baterie. Vnitřní struktura může být zcela odlišná. V tomto provedení se vyrábí různé typy baterií, včetně dobíjecích (akumulátory).
Obsah
Co je baterie
Pojem "baterie" není úplně správný. Baterie je zdroj energie složený z několika prvků. Plnohodnotnou baterii lze tedy nazvat prvkem 3R12 (3LR12) - „čtvercovou baterií“ (336 podle sovětské klasifikace) - složenou ze tří prvků.Baterie se také skládá ze 6 článků prvku 6R61 (6LR61) - "Krona", "Korund". Ale název „baterie“ se v každodenním životě používá také pro jednoprvkové chemické zdroje energie, včetně velikostí AA a AAA. V anglické terminologii se jeden prvek nazývá Cell a baterie se dvěma nebo více zdroji napětí se nazývá Battery.
Takovými prvky jsou hermeticky uzavřené válcové nádoby. Procházejí proměnou chemickou energii na elektrickou. Činidla (oxidační činidlo a redukční činidlo), které vytvářejí EMP, jsou umístěny ve sklenici zinku nebo oceli. Spodní část skla slouží jako záporný pól. Dříve se celý vnější povrch skla dával pod záporný pól, ale tato cesta vedla k častým zkratům. Povrch válce byl navíc vystaven korozi, což vedlo ke snížení životnosti a uložení prvku. U moderních baterií se na vnější stranu nanáší povlak, který chrání před korozí a slouží jako izolace proti zkratu. Sběrač proudu kladného pólu je grafitová tyč, která je vyvedena.
Typy baterií
Baterie jsou rozděleny do kategorií podle různých kritérií. Hlavní by mělo být uznáno jako chemické složení - technologie pro získání EMF. Pro praktické použití existuje několik dalších různých charakteristik.
Podle chemického složení
Potenciální rozdíl na pólech galvanických článků vzniká v důsledku chemické reakce mezi látkami v roztoku elektrolytu a zastaví se, když složky zcela zreagují. Potřebné procesy můžete dosáhnout různými způsoby. Podle tohoto kritéria se baterie dělí na:
- Sůl. Tradiční typ baterií, vynalezený asi před 100 lety.Reakce mezi zinkem a oxidem manganičitým probíhá v elektrolytickém médiu - zahuštěném roztoku amonné soli. Spolu s nízkou hmotností a nízkou cenou mají tyto prvky řadu významných nevýhod:
- malá nosnost;
- sklon k samovolnému vybíjení během skladování;
- špatný výkon při nízkých teplotách.
Technologie výroby je považována za zastaralou, proto jsou takové prvky na trhu galvanických článků vytlačovány novými typy.
- Alkalické (alkalické) prvky jsou považovány za modernější. Jsou uspořádány stejně, ale elektrolytem je alkalický roztok (hydroxid draselný). Tyto baterie mají oproti solným bateriím výhody:
- velká kapacita a nosnost;
- nízký samovybíjecí proud určuje dlouhou životnost;
- dobrý výkon při nízkých teplotách.
Za to musíte zaplatit velkou hmotností a zvýšenou cenou.
- Nejpokročilejšími články současnosti jsou lithium (nezaměňovat s lithiovými bateriemi!). Jako "plusové" činidlo používají lithium, ten negativní může být jiný. Jako elektrolyt se také používají různé kapaliny. Tato technologie umožňuje získat prvky, které mají následující výhody:
- nízká hmotnost (méně než jiné typy);
- dlouhá životnost díky velmi nízkému samovybíjení;
- zvýšená kapacita a nosnost.
Na druhé straně stupnice - vysoké náklady.
Podle těchto tří technologií se vyrábí prvky velikosti AA a AAA. Za zmínku stojí další dva typy baterií:
- rtuť;
- stříbrný.
Podle těchto technologií se vyrábí především baterie diskového typu.Takové prvky mají své výhody i nevýhody, ale dny rtuťových baterií jsou sečteny – mezinárodní dohody naznačují pokles objemů výroby a úplný zákaz výroby v příštích letech.
Podle velikosti
Velikost (přesněji objem) baterie jednoznačně určuje její elektrickou kapacitu (v mezích technologie) - čím více činidel lze umístit do válce, tím déle trvá reakce. Kapacita solné buňky velikosti AA bude větší než kapacita solné buňky AAA. K dispozici jsou také další tvarové faktory AA baterií:
- A (větší než AA);
- AAAA (méně než AAA);
- C - střední délka a zvýšená tloušťka;
- D - zvýšená délka a tloušťka.
Tyto typy prvků nejsou tak oblíbené, jejich rozsah je omezený. Oba typy jsou vyráběny pouze alkalickými a solnými technologiemi.
Podle jmenovitého napětí
Jmenovité napětí jednočlánkové baterie je určeno jejím chemickým složením. Jednotlivé alkalické solné galvanické články v klidovém stavu vydávají napětí 1,5 V. Lithiové zdroje jsou k dispozici jak s napětím 1,5 V (pro kompatibilitu s jinými typy), tak se zvýšeným napětím (až 3 V). Ale v uvažovaných velikostech si můžete koupit pouze jeden a půl voltové prvky - aby nedošlo k záměně.
U nových baterií se napětí při jmenovité zátěži blíží této hodnotě. Čím více je chemický zdroj vybitý, tím více klesá výstupní napětí při zatížení.
Články lze sbírat do baterií. Potom se výstupní napětí stane násobkem napětí jednoho prvku. Baterie 6R61 ("Krona") tedy obsahuje 6 jeden a půl voltových článků.Vydávají celkové napětí 9 voltů. Velikost každého článku je malá a kapacita takové baterie je nízká.
Jaké baterie se nazývají prst a malíček
Obě tyto velikosti galvanických článků patří do třídy prstových baterií. Tento technický termín se od sovětských dob používal pro označení baterií podobného tvaru. SSSR vyráběl jednoprvkové solné články „Uran M“ (316) a alkalické „Quantum“ (A316), odpovídající současnému typu AA. Existovaly také další válcové prvky prstů jiných velikostí a proporcí.
V 90. letech 20. století obchodníci na trzích vytvořili termín „malíčkové“ baterie, aby odlišili AAA články od jiných tvarových faktorů. Toto jméno se rozšířilo v každodenním životě. Ale použití v technických materiálech je přinejmenším neprofesionální.
Hlavní technické vlastnosti baterií AA a AAA
Hlavním rozdílem mezi prstovými bateriemi AA a AAA je velikost. A ten, jak již bylo řečeno, určuje kapacitu.
| Velikost | Délka, mm | Průměr, mm | Elektrická kapacita, mAh | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Lithium | Sůl | zásadité | Lithium | ||
| AA | 50 | 14 | 1000 | 1500 | až 3000 |
| AAA | 44 | 10 | 550 | 750 | 1250 |
Je třeba mít na paměti, že elektrická kapacita závisí na vybíjecím proudu a její jmenovitá hodnota pro žádný typ prvků nepřesahuje několik desítek miliampérů. Při proudech nad 100 mA bude kapacita baterie mnohem nižší. To znamená, že 1000 mAh článek, vybíjený proudem 10 mA, vydrží cca 100 hodin. Ale pokud je vybíjecí proud 200 mA, pak se náboj vybije mnohem dříve než za 5 hodin. Kapacita se několikrát sníží. S klesající teplotou také klesá elektrická kapacita jakéhokoli prvku.
V závislosti na velikosti a technologii mají baterie různé hmotnosti, i když tato charakteristika je zřídka rozhodující - hmotnost zařízení ve většině případů výrazně převyšuje hmotnost několika baterií. Častěji je to nutné znát pro účely skladování a přepravy galvanických článků.
| Velikost | Hmotnost, g | ||
|---|---|---|---|
| Sůl | zásadité | Lithium | |
| AA | až 15 | až 25 | až 15 |
| AAA | 7-9 | 11-14 | do 10 |
Hmotnost baterií se liší nejen v závislosti na technologii výroby, ale také na způsobu výroby skla. Může to být kov s plastovým povlakem nebo zcela polymerní. Se třemi silovými prvky můžete vyhrát maximálně 30 gramů závaží. Je nepravděpodobné, že by se to mohlo stát určujícím kritériem při výběru.
Skladovatelnost je dána samovybíjecím proudem a kapacitou článku. Samovybíjení závisí na technologii, kapacita závisí na faktoru tvaru. V praxi však druhá charakteristika méně přispívá k úniku náboje během skladování. Alespoň to ujišťují výrobci a udávají přibližně stejné doby ve skladech pro prvky AA a AAA. Na dobu použitelnosti má vliv i teplota – s jejím zvýšením se trvanlivost snižuje.
| Velikost | Doba použitelnosti, roky | ||
|---|---|---|---|
| Sůl | zásadité | Lithium | |
| ÁÁÁÁÁ | do 3 | až do 5 | 12-15 |
Solné prvky mají další problém. Z baterií nízké kvality může unikat elektrolyt. Proto bude skutečná trvanlivost v tomto případě ještě kratší.
Zdroje lze provozovat v různých podmínkách včetně teplot. A vhodnost galvanických článků bude různá - také v závislosti na technologii výroby. Bylo zmíněno, že solné baterie nefungují dobře při teplotách pod nulou.Lithium má přes všechny své přednosti horní hranici +55 °C (spodní hranice je do minus 40 (obvykle do minus 20), záleží na výrobci). Alkalické mají široký rozsah – zhruba od minus 30 do +60 °C a jsou v tomto ohledu nejuniverzálnější.
Shrneme-li to, je třeba poznamenat, že rodiny AA a AAA ve skutečnosti zahrnují velké množství variací galvanických článků. Můžete si vybrat baterii pro širokou škálu provozních podmínek a široký rozsah nákladů.
Podobné články:
