Виды, размеры, характеристики и аналоги элементов питания (батареек)

Типы гальванических элементов питания

Гальванический элемент является первичным источником энергии, группа элементов с определенным соединением полюсов — батарейка, напряжение между контактами которой равно сумме напряжений от всех элементов. Мы пишем об элементах как источниках питания с напряжением 1,5 В и 3 В (литий) и батарейках, как их принято называть в общей массе, в том числе и о сборках элементов с напряжением от 3 В (с шагом в 1,5 В) в зависимости от количества элементов в батарейке. Так проще адаптировать описание к привычному употреблению слов.

Напряжение одного гальванического элемента колеблется в пределах 1,2 - 1,55 В в зависимости от типа. О типоразмерах, емкости, саморазряде и других особенностях рассказываем ниже. 

Химические реакции гальванических элементов питания


Виды батареек по химическому составу


Виды батареек по химическому составу

Химический состав батарейки определяет ее эксплуатационные свойства и стоимость. С физико-химической точки зрения батарейка, а точнее, гальванический элемент, вырабатывает ток за счет окислительно-восстановительной электрохимической реакции, протекающей между металлами полюсов в растворе электролита. В любом элементе есть плюс и минус, есть электролит, активная среда. Названия и классификация связаны с происхождением и составом электролита и активным металлом на полюсах.






Солевые батарейки

Наиболее дешевые и самые первые массовые гальванические элементы с маркировкой R - солевые, полюса которых состоят из цинка (графита) и двуокиси марганца, погруженных в хлорид аммония.

Щелочные батарейки

Более энергоемкие и удобные с точки зрения продолжительности работы — алкалиновые гальванические элементы с маркировкой LR появились позже под названием щелочные, так как в роли электролита выступает гидроксид калия.

Серебряные батарейки

Их можно отнести к разновидности щелочных по типу электролита, но это не "алкалайн". Катод элемента этого типа состоит из оксида серебра, отсюда и название. Гальванические элементы с серебряным катодом и щелочным электролитом (SR) характеризуются компактностью и высокими показателями электроемкости, поэтому их применяют в часах, калькуляторах, материнских платах ПК и ноутбуков для питания памяти загрузчика. Такие батарейки иногда называют серебряно-цинковыми щелочными элементами. 

Литиевые батарейки

Литиевые батарейки и составляющие их гальванические элементы с маркировкой CR имеют на плюсовой стороне литий, а заполнены могут быть разными видами электролитов, это определяет производитель. Важным преимуществом этих источников считается минимальный саморазряд — батарейки хранятся годами и не теряют свойств.

Воздушно-цинковые батарейки

Обозначаются PR, используются ограниченно, в основном в медицинских приборах. При высокой емкости очень быстро саморазряжаются, поэтому крайне мало распространены в быту и других областях, кроме медицины. Хранение батареек с кислородным анодом должно обеспечивать полную герметичность, поэтому после вскрытия упаковки элементы быстро приходят в негодность. Емкость элементов превышает соответствующий показатель литиевых в 2 - 3 раза.

Виды батареек

Сравнение солевых и алкалиновых щелочных батареек показывает, что алкалин (алкалайн) имеет более высокие показатели емкости, значит, такие элементы проработают дольше в приборах со средним и высоким потреблением энергии. При выборе следует учитывать, что солевые батарейки имеют меньший вес, стоят гораздо дешевле, но склонны к разгерметизации. Как они текут со временем, знают все, кто пользовался этими источниками питания.

Наиболее передовым решением с точки зрения энергоемкости, ресурса работы при высоком потреблении считаются литиевые элементы. Но стоят они дороже алкалайна и солевых батареек. Литиевый состав электрода чувствителен к попаданию влаги, поэтому этот тип батареек выпускается в надежно герметизированном корпусе. При контакте с водой литиевые элементы могут сильно нагреваться.

Что касается выбора, то стоит исходить из соотношения цены и энергоемкости элемента в зависимости от прибора, в котором они используются. Например, для светодиодного фонарика с одной небольшой сборкой или одним источником подойдет и солевая батарейка. А для питания электромеханического тонометра с насосом и моторчиком лучше всего либо алкалайн, либо комплект литиевых батареек, так как двигатель прибора требует стабильного и высокого тока, а это ускоряет разряд источника.

Типы батареек по размеру и их обозначения

Для удобства выбора и использования производители устанавливают стандарт батареек (элементов), который принято называть типоразмером. Это означает, что в определенной маркировке заложена информация о размерах (соотношении размеров) изделия. 

Рекомендуем ориентироваться по наглядной шкале типоразмеров и таблице.

Американская маркировка

Обходная маркировка

Кодированные обозначения

По типу

Ширина в мм

Высота в мм

Емкость в mAh.

А

нет

LR23R23

Щелочная Солевая

17

50

Не известно

АА

Пальчиковая

FR6LR6R6

Литиевая Щелочная Солевая

14.5

50.5

1100 – 3500

ААА

Мизинчиковая

LR03FR03R03

Литиевая Щелочная Солевая

10.5

44.5

540 – 1300

АААА

Маленькая мизинчиковая

LR8D425

Щелочная

8.3

42.5

625

В

LR12

Щелочная

21.5

60

8350

С

Средняя

LR14 R14

26.2

50

3800 – 8000

D

Большая, круглая

LR20 R20

Щелочная Солевая

34.2

61.5

8000 – 19500

N

LR1R1

Щелочная Солевая

12

30.2

1000

½ AA

R14250

Солевая

14.5

25

R10

A332, LR10, 332, R10

21.5

37.3

1800

PP 3

Крона

1604, 6F22, 6R611604A, 6LF22, 6LR61, MN1604, MX1604

Солевая Щелочная

26.5

48.5

150 – 1000

А 23

Мини мизинчиковая

ANSI-1181A, 8LR23, 8LR932, GP23A, E23A, LRV08, MN21, V23GA

10.5

28.9

40


Мы привыкли к обозначению типоразмера как сочетанию букв (А, АА) и разговорному — пальчиковая, мизинчиковая, таблетка, круглая батарейка. 

Типоразмер батареек

Таблица соответствия аналогов часовых батареек

Скачать таблицу 

        

Оксид серебра Оксид серебра Оксид серебра Размеры Размеры Щелочные элементы Щелочные элементы Щелочные элементы Щелочные элементы
Маркировка GP Маркировка Sony Maxell Напряжение (v) Диаметр (мм) Высота (мм) Маркировка Hyunday Маркировка GP Маркировка Maxell Напряжение (v)
301 SR43SW 1.55 11.6 4.2 AG12 186 LR43 1.5
303 SR44SW 1.55 11.6 5.4 AG13 A76 LR44 1.5
315 SR716SW 1.55 7.9 1.65
317 SR516SW 1.55 5.8 1.65
319 SR527SW 1.55 5.8 2.7
321 SR616SW 1.55 6.8 1.65
329 SR731SW 1.55 7.9 3.1
337 SR416SW 1.55 4.8 1.65
348 SR421SW 1.55 4.8 2.15
357 SR44W 1.55 11.6 5.4 AG13 A76 LR44 1.5
362 SR721SW 1.55 7.9 2.1 162 LR58 LR721 1.5
364 SR621SW 1.55 6.8 2.15 AG1 164 LR60 LR621 1.5
366 SR1116SW 1.55 11.6 1.65
370 SR920W 1.55 9.5 2.1 171 LR69 LR921 1.5
371 SR920SW 1.55 9.5 2.1 AG6 171 LR69 LR921 1.5
373 SR916SW 1.55 9.5 1.65
S76E SR44W 1.55 11.6 5.4 AG13 A76 LR44 1.5
377 SR626SW 1.55 6.8 2.6 AG4 177 LR66 LR626 1.5
379 SR521SW 1.55 5.8 2.15 AG0 LR63 LR521 1.5
381 SR1120SW 1.55 11.6 2.1 AG8 191 LR55 LR1120 1.5
384 SR41SW 1.55 7.9 3.6 AG3 192 LR41 1.5
386 SR34W 1.55 11.6 4.2 AG12 186 LR43 1.5
389 SR1130W 1.55 11.6 3.1 AG10 189 LR54 LR1130 1.5
390 SR1130SW 1.55 11.6 3.1 AG10 189 LR54 LR1130 1.5
391 SR1120W 1.55 11.6 2.1 AG8 191 LR55 LR1120 1.5
392 SR41W 1.55 7.9 3.6 AG3 192 LR41 1.5
393 SR48W 1.55 7.9 5.4 AG5 193 LR48 LR754 1.5
394 SR936SW 1.55 9.5 3.6 AG9 194 LR45 LR936 1.5
395 SR927SW 1.55 9.5 2.7 AG7 195 LR57 LR926 1.5
396 SR726W 1.55 7.9 2.65 AG2 196 LR59 LR726 1.5
397 SR726SW 1.55 7.9 2.65 AG2 196 LR59 LR727 1.5
399 SR927W 1.55 9.5 2.7 AG7 195 LR57 LR926 1.5


Таблица аналогов соответствия воздушно-цинковых элементов питания - батареек для слуховых аппаратов

RenataVartaRayovac диаметр, мм высота, ммМЭК-код емкость (в среднем)
ZA675 V675A DA675 11,6 5,4 PR44 620
ZA13 V13A DA13 7,9 5,4 PR48 255
ZA312 V312A DA312 7,9 3,6 PR41 130
ZA10 V10 DA230 5,9 3,6 PR70 75

Таблица аналогов соответствия плоских литиевых батареек - таблетки (CR)

ОбозначениеРазмер (мм)Напряжение (В)Ёмкость (мА/час)Рабочий ток (мА)
CR927 9.5 х 2.7 3 30 0,1
CR1025 10 х 2.5 3 30 0,1
CR1216 12.5 х 1.6 3 25 0,1
CR1220 12.5 х 2.0 3 35 1,5
CR1225 12.5 х 2.5 3 50 0,2
CR1616 16 х 1.6 3 50 2
CR1620 16 х 2.0 3 60 1,5
CR1632 16 х 3.2 3 120 2
CR2016 20 х 1.6 3 70 1,8
CR2025 20 х 2.5 3 140 1,8
CR2032 20 х 3.2 3 210 - 220 1,8 - 3
CR2330 23 х 3.0 3 250 3
CR2354 23 х 5.4 3 530 3
CR2430 24.5 х 3.0 3 270 3
CR2450 24.5 х 5.0 3 550 3

* Параметры ёмкости и тока могут отличаться в зависимости от производителя. В качестве примера взяты замеры двух батареей CR2032 от разных производителей.

Таблица аналогов соответствия батареек для часов по брендам и моделям

Название бренда/модели часов

Наиболее подходящая батарейка

Casio (Касио)

SR621SW

Батарейка для часов sony (сони).

1) 377 (SR626SW). 2) SR726 Элементы питания на 3 и 1.5 вольт.

Swatch

394

Батарейка для часов Тиссот (Tissot).

394, SR936SW на 1.55 V, SR616SW

Источник тока в часах Ника

Таблеточные элементы.

Батарейка для часов orient (Ориент)

SR920SW

Накопитель тока для смарт часов

Аккумулятор емкостью 350-380 mAh на 3.7 вольт. Ширина 24 мм, высота 31 мм.

Монтана

LR41 на 1.5 вольт.

Батарейка в часах Guess

LR621, 321

Элементы питания в часах янтарь СССР

Круглая бочка с маркировкой 373. Тип D. R20

Karser ks 9897

Элементы типа ААА или плоские.

Ориент

377, SR626

Fossil (фоссил)

LR621

Электроника 52

Элемент питания 362

Часы дизель

AG4, SR616

Что означают разные параметры батареек: полярность, напряжение, ёмкость

Основные характеристики батареек и элементов отражают возможности их использования с определенными приборами:

  • напряжение (Вольт) или разность потенциалов между контактами батарейки отражает степень ее работоспособности и готовности обеспечить протекание тока по цепи;
  • емкость в миллиампер/час — это количество энергии, которое накоплено (выработано) и может быть отдано батарейкой при использовании в замкнутой электрической цепи;
  • ток саморазряда отражает темп потери заряда при длительном бездействии при отсутствии подключения к потребителям;
  • в некоторых случаях может учитываться внутреннее сопротивление элемента, но это весьма специфический параметр, который обычно не интересует обычного пользователя.

Один первичный гальванический элемент выдает напряжение в пределах 1,2 - 1,6 В, литиевый 3 В. Поэтому технически верно называть батарейкой или батареей несколько соединенных последовательно элементов в одном корпусе (по закону Ома для электрической цепи). Например, батарейка "Крона" состоит из шести таких первичных источников по 1,5 В и выдает в итоге 9 В.. Напряжение падает по мере разряда батарейки, хотя правильно было бы дать другую формулировку: по мере снижения электрохимического потенциала.

Больше всего беспокоит пользователя емкость батарейки — от нее зависит, сколько проработает элемент или сборка. Емкость в мАч означает, что элемент проработает определенное время при определенном токе. Самый просто пример расчета емкости батарейки: при емкости в 1 Ач (амперчас) и токе 0,2 А прибор проработает 5 часов — умножаем емкость на силу тока в приборе. Чем выше ток и, соответственно, мощность прибора, тем большей емкости батарейки ему нужны для работы.

Алкалиновые, щелочные и литиевые батареи имеют большую емкость в сравнении с солевыми. При сравнении можно заметить, что солевая батарейка имеет емкость 0,55 Ач, алкалиновая — 1 - 3 Ач, литиевая 2 - 3 Ач. При этом на емкость влияет размер и размер элемента — пальчиковая батарейка больше по емкости, чем мизинчиковая.

Саморазряд зависит от типа батарейки по химическому составу. Эта характеристика важна в случаях, когда вам нужно хранить источники питания долго, до нескольких лет. Уровень саморазряда зависит и от внешних условий. Кроме того, любые батарейки имеют свой температурный минимум и максимум. На сегодня лидируют по всем показателям щелочные элементы типа "алкалин" или "алкалайн".

Конструктивные особенности


Состав батареек

Поскольку батарейка — это сборка из нескольких гальванических элементов, ее заключают в единый корпус. А первичный элемент имеет свой герметичный корпус, исключающий протечку электролита. Щелочные батарейки не имеют склонности к протечке, литиевые герметичны в силу потенциальной опасности контакта с влагой и влажным воздухом.








Анод и катод батарейки — это два ее полюса, те самые "плюс " и "минус", которые нельзя путать при подключении. Анод или плюс всегда выделен в виде выступающего контактного участка на поверхности, но у часовых "таблеток" это гладкая сторона. На батарейке формата "Крона" имеется два контакта рядом, при этом плюс имеет форму меньшего выступа. Для ее присоединения требуется специальная контактная колодка.

В сборной батарейке несколько элементов могут располагаться рядом или слоями по вертикали. Каждый элемент имеет свой анод и катод, обкладку и электролит.

Краткое описание популярных видов батареек

Конструкция и размеры батареек










Пальчиковая батарейка — это элемент типоразмера АА с диаметром 14,5 мм и высотой 50,5 мм (с выступом). По стандартам, отражающим состав элемента (IEC), могут иметь обозначения LR6, R6, FR6

Мизинчиковая батарейка ААА имеет диаметр 10,5 мм при высоте с выступом 44,5 мм. В стандарте IEC принято обозначать типоразмер ААА сочетанием 03, например, щелочной элемент LR03.

Щелочной элемент АААА имеет размер 8,3 на 42,5 мм применяется в тонких приборах типа лазерных указок и ручек с фонариком. Распространена мало в силу ограниченности применения.

Батарейка типа С с обозначением 14 (R14) иногда называется средней. Это "малая бочка" с размером меньше типа D, но тольще и короче, чем распространенная АА. Типоразмер С — 26,2 х 50 мм.

Тип D или "большая бочка" с цифровым индексом 20 имеет размеры 34,2 на 61,5 мм, хорошую емкость до 12000 мАч, и подходит для фонариков.

Батарейка "Крона" или типоразмер РР3 выдает напряжение 9 В, выпускается как солевая и литиевая в прямоугольном формате с размерами 48,5 х 26,5 х 17,5 мм. Состоит из шести гальванических элементов в одном корпусе.

Не забудем и экзотику — батарейка или элемент 373 плоская, диаметром 9,6 мм, высотой 165 мм подходит для часов и игрушек, открывает ряд "таблеток".


Популярные виды батареек

Каких форматов бывают батарейки

Формат батарейки — это один из вариантов ее пространственной компоновки, а проще говоря — ее формы. Мы называем батарейки круглыми, квадратными, плоскими, часовыми, кронами, бочонками или бочками или пальчиками. Но есть классификация:

  • R — батарейка "круглой" формы, то есть цилиндрическая, вытянутая типа "пальчиковой" или "бочки", и плоская часовая;
  • Р — некруглая, например, крона РР3;
  • F — плоская с послойной внутренней структурой, встречается редко;
  • S — плоская призматическая, например, в мобильном телефоне.

Чем отличаются аккумуляторные батарейки от обычных

Типы аккумуляторных батареек

Разница междуаккумуляторной батарейкой и обычной состоит в том, что первую можно подзаряжать. Когда мы говорим о "заряде батарейки", то упрощаем картину. На самом деле заряд — это потенциал электрохимического взаимодействия, заложенный в ее составе. Со временем этот потенциал растрачивается, что мы называем "разрядом", батарейка села.

В аккумуляторной батарейке имеется несколько первичных источников, электрохимическая активность которых восстанавливается при протекании тока из внешнего источника. Это мы называем подзарядкой. Важно понимать:

  • просто батарейку или гальванический элемент нельзя подзаряжать, это приведет к характерному "хлопку" с разливом электролита, может стать причиной возгорания источника питания;
  • аккумуляторную батарейку можно подзаряжать только при определенном токе — для этого указывается тип зарядного устройства;
  • нельзя заряжать аккумуляторные батарейки без устройства, приложив к полюсам провода — получите хлопок и возгорание;
  • со временем такие аккумуляторы будут терять емкость, через определенное количество циклов заряд/разряд емкость упадет, батарейка начнет быстро заряжаться и так же быстро отдавать заряд.



Обратите внимание на то, что у некоторых типов аккумуляторов есть своего рода "память" — если вы начнете заряжать такой источник с остатком заряда, он "запомнит" этот уровень как нулевой, то есть, емкость снизится. Вспомните рекомендации к зарядке старых мобильных телефонов, которые комплектовались аккумуляторами не с литиевым электродом. Их нужно было доводить до минимума заряда. Этот эффект не свойственен литиевым аккумуляторам.