Аккумуляторные батарейки: виды, состав, форм-фактор, ёмкость, рейтинг 8 лучших моделей, их плюсы и минусы, как выбрать оптимальную

Что такое солевая батарейка

Устройство солевой батарейки чрезвычайно простое. Она состоит из цинкового катода, анода – двуокись марганца и электролита – хлорид аммония. Отсюда происходит само название солевая батарейка, поскольку в качестве электролита выступает соль.

Солевая батарейка

Между реагентами расположена специальная прокладка, благодаря ей ингредиенты не смешиваются, но она пропускает электролит. Между электролитом и химическими элементами анода и катода возникает реакция и выделяется электрический ток. После того как ток образовался, он переходит на токосниматели, которые расположены внутри батарейки, а затем на раздельные электроды с разных концов батарейки и в итоге передается электронному устройству.

Напряжение в такой батарейке равно 1,5 В. Стандартные размеры АА (пальчиковая) и ААА (мизинчиковая).

Кроме стандартных размеров, которые встречаются наиболее часто, используются батарейки следующего типа:

С или LR 14 (похожа на маленький бочонок).
D или LR 20 (большой бочонок).
6F22 «крона» (прямоугольная батарейка чуть меньше спичечного коробка).

Преимущества солевой батарейки:

Маленький вес.
Дешевизна.
Возможно продлить срок службы если дать батарейке «отдохнуть».

Недостатки:

Низкие энергетические показатели.
Плохо работают при низких температурах.
Небольшой срок хранения.
Быстрый саморазряд.
Плохая герметичность, окисление оболочки.

Солевые батарейки обладают интересной способностью работать еще некоторое время, после того как, казалось бы, уже не могут. Дело в том, что если вытащить батарейку из устройства, к тому же немного потрясти ее или немножко постучать по ней, то можно выровнять комки электролита, который находится внутри и использовать его до конца.

Эти недорогие батарейки с небольшой мощностью подходят для приборов, не требующих высокого токопотребления, например:

Детские игрушки.
Небольшие фонарики.
Пульты телевизоров.
Часы.
Радиоприемники.

Лидерами в производстве солевых батареек в России являются компании Космос, Энергия, Фотон. Среди мировых производителей на первом месте Sanyo и GP.

На что обратить внимание перед покупкой

Перед приобретением нового элемента питания необходимо удостовериться в том, что покупается для замены оригинальная модель источника питания или ее полный аналог. Все цифровые и буквенные (при покупке аналога) обозначения должны совпадать с приведенными в этой статье.

Значения срока годности также очень важны. Батарейка, как и продукты питания в супермаркете, испортиться при длительном хранении. Какие-либо явные признаки контрафактной продукции либо неправильного обращения с изделием должны насторожить покупателя.

Например, если описание на упаковке не переведено на русский язык или имеются признаки физического воздействия на элемент, то от покупки лучше отказаться.

Достоинства и недостатки квадратной батарейки

Солевые 3R12 обладают следующими недостатками:

Падающим в ходе работы напряжением.
Маленькой гарантией около 2-х лет.
Снижением удельной емкости при низких температурах окружающей среды. Может перестать работать.
При высоких нагрузках более 100 mAh теряет работоспособность.
Сильный саморазряд на 20% в год. То есть если ей не пользоваться она будет все равно сильно садится.

Основные ее плюсы — это недорогая стоимость и частичное восстановление заряда после отключения от нагрузки.

Рекомендуется применять 3r12 в устройствах с малым потреблением тока.

Особенности щелочных квадратных больших батареек 3R12:

Емкость до 48 Ah.
Высокая мощность.
Малый саморазряд отсюда вывод что их можно хранить долго.
Работают в минусовых температурах.

Единственный недостаток их стоимость.

Проверка заряда без нагрузки

Чтобы выявить полностью неисправные элементы, достаточно произвести простую проверку:

Выбрать режим мультиметра, соответствующий измерению величины постоянного напряжения.
Установить предел измерения, равный 20В.
Приложить щупы прибора к контактам проверяемой батареи и замерить напряжение.
Снять показания тестера.

Если напряжение, показанное при проверке батарейки мультиметром, составляет более 1,35В – аккумулятор исправен и подойдет для работы в любом электроприборе. Если заряд элемента меньше этого уровня, но не ниже 1,2В – его можно использовать в нетребовательных устройствах. При более низком уровне заряда использование батареи невозможно, и она подлежит утилизации.

В качестве нагрузочного элемента можно использовать обычную лампочку, предназначенную для работы в карманном фонарике. Светодиоды для этого не подойдут из-за слишком малого сопротивления. Объем нагрузки должна составлять от 100 до 200 мА – это самый распространенный показатель для большинства современных электрических изделий средней мощности.

Однако для отбраковки явно непригодных к эксплуатации батареек проверки тестером без нагрузки достаточно. Если прибор показывает менее 1,2В – проверка под нагрузкой бессмысленна.

Элемент 343

Элемент 343 советская батарейка цилиндрической формы небольшого размера, которую многие из нас также называли маленький бочонок.

Батарейки имели напряжение 1,5 В. Также выпускались с солевым и щелочным электролитом. Щелочные пользовались большим спросом по сравнению с солевыми. Отличительной особенностью батареек было то, что они могли работать в широком диапазоне температур.

Элемент 343 применялся для работы фонарей, магнитофонов, некоторых игрушек и приборов.

Современный аналог элемента 343 это элемент С и самые популярные типоразмеры R14, LR14. R14- солевая, аналог 343 элемента и LR14-щелочная, аналог элемента А 343.

Правила эксплуатации и утилизации

В процессе эксплуатации следует избегать коротких замыканий и подключения элемента питания к слишком большой нагрузке. В такой ситуации изделие может сильно разогреться, и корпус разорвется от воздействия внутреннего давления паров закипевшего электролита. По этой причине следует избегать пайки электрических проводов к поверхности элемента питания.

При изготовлении различных самоделок лучше приобрести специальный батарейный отсек и припаять его на печатную плату. Утилизацию элемента следует осуществлять стандартным образом, ведь этот вид батарей практически не представляет угрозы для окружающей среды.

Характеристики элемента питания 3r12

Данный источник энергии в своем составе имеет три последовательно соединенных батарейки типа R12. Они немного похожи на пальчиковые элементы АА. Все они заключены в пластиковый корпус квадратной или прямоугольной формы. На одном из торцов выходят две металлических пластины. Это положительный и отрицательный полюс. Короткая пластинка — это плюсовой вывод. Длинный это минус или катод.

https://youtube.com/watch?v=lAaAZNWMcyE%27

Напряжение 4,5 вольта. Под нагрузкой выдает 3,7-38 V.

Температура эксплуатации от -20 до +35 Градусов Цельсия.

Химия: солевой, углеродно-цинковый, цинк карбон. 3LR12 – это щелочной.

Гарантия производителя может доходить до 24 месяцев.

Емкость солевого элемента 0,5-0,7 A/h. У щелочных она может достигать 4800 mAh.

Вес 111 – 170 грамм.

Размер: 62 мм (ширина) × 67 мм (высота) × 22 мм (толщина).

На данный момент габариты могут отличаться в зависимости от компании производителя.

https://youtube.com/watch?v=08Kb99IBzlM%27

Подобные источники энергии могут хранится щелочные до 10 лет, солевые 2 года.

Краткая история

В 1950 1960 годы батарею называли КБС. Это означает «карманная батарея сухая». Затем переименовали 3336, Рубин (щелочной элемент с большой емкостью) и Планета. Среди простых людей ее прозвали квадратной толстой батарейкой или плоской. Кто-то называл ее фонарной на английском она пишется так «Lantern Battery».

В СССР батарея 3r12 изготавливалась для зимнего периода и летнего. Вот некоторые варианты старых источников энергии:

3336Л
КБС-Л-0,5
3,7-ФМЦ – 0,50
3336 Х
КБС Х 0,7
КБС –Т- 0,5
4,1-ФМЦ-0,50

Чаще всего подобные элементы питания использовали в фонарях и радио приемниках. Особенно их ценили радио любители.

https://youtube.com/watch?v=wmAeeh2Jpr4%27

Самые первые подобные батарейки 3r12 производились в картонной таре. В местах контакта заливались обычной застывающей смолой. На данный момент производство корпуса построено из пластика.

В те времена выпускался в данном типоразмере АКБ из свинца 2СГ-3. Он имел заряд 4 вольта и емкость 1,3 A/h.

В далекие времена батарейка 3R12 стоила 17-30 копеек. А сейчас ее стоимость начинается от 50 р за штуку.

Применение

Игрушках
Радиоприемниках
Авометрах
Фонариках
Измерительные приборы

Где лучше использовать солевые, а где щелочные батарейки

Солевые батарейки перед алкалиновыми (щелочными) имеют лишь одно преимущество – низкую стоимость. Поэтому солевые источники питания надо применять в тех случаях, если нет возможности (экономической или другой) приобрести щелочные. Надо иметь в виду, что область применения элементов устаревшего типа – микромощные потребители (пульты дистанционного управления и т.п.). А, например, в фотоаппаратах их применять принципиально можно, но надо быть готовым к тому, что вспышка может перестать работать уже после 2-3 снимка.

В видео тестируют 21 тип батареек формата АА (какая батарейка самая выгодная).

Пальчиковые батарейки Xiaomi AA Rainbow 5 – самые дешевые в продаже

Традиционно китайская корпорация Xiaomi выпускает устройства значительно дешевле признанных аналогов. Модель Xiaomi AA Rainbow 5 не исключение. Это самые дешевые батарейки, которые можно приобрести всего по 20 рублей за штуку. Изделие создано по технологии Hitachi Maxell, поэтому по емкости превышают обычные алкалиновые батареи. Напряжение 1,5 В. Не протекают.

Продаются Xiaomi AA Rainbow 5 в пластиковых коробках по 10 штук. Интересная особенность – все батарейки в коробке имеют разный цвет корпуса. Их укладывают так, чтобы получился полный цветовой спектр от красного до фиолетового.

Лучше покупать для приборов с небольшим потреблением тока. Хорошо подходят для пультов ДУ, настенных часов, беспроводных мышек. Для фонариков тоже подойдут, но только при редком использовании.

Советы от профессионалов

Ниже приведены основные рекомендации для хорошей работы домашнего оборудования, вопросы, связанные с утилизацией элементов питания.

Не следует затягивать решение проблемы по проверке, сортировке использованных батарей. Вовремя проведенные замеры позволят, при отсутствии элементов питания, временно установить в бытовые приборы и в пульты управления проверенную батарею с достаточным уровнем остаточного напряжения.
Используя для проверки тестер – батареек, аккумуляторов в вашем доме убавится. Главное не забывать проводить проверку.
В случае некачественной работы пульта управления оборудованием, не следует выбрасывать сразу все батарейки. Разряжаются они неравномерно, поэтому проведя проверку с помощью мультиметра, можно определить годную к работе, они могут еще использоваться в различных бытовых приборах.
Не стоит оставлять в жилых помещениях использованные, испорченные элементы питания. Особенно нежелательно оставлять поврежденные батареи в бытовых приборах и дорогостоящем оборудовании. При вытекании из поврежденного корпуса электролита может быть нанесен ущерб не только прибору, но и расположенным рядом с ним вещам и предметам.
Не следует вскрывать корпуса элементов питания. Жидкость (гель) находящаяся в нем при попадании на кожный покров человека вызывает поражение химическим ожогом. По этой причине их не следует выбрасывать в мусоропроводы и контейнеры.

Электролит, щелочь или кислота, содержащиеся в батарейке, оказывает вредоносное воздействие на окружающий нас мир. Следует узнать места приема использованных вредных материалов и элементов питания, где после сдачи, они отправятся к месту их утилизации или переработки.

Используя в домашних условиях мультиметр для проверки зарядки батарейки и других работ, вы получаете возможность экономить средства на покупку элементов питания и вызов электрика на дом. Тепла и света вашему дому.

Состав батарейки АА

Энергия в источниках питания вырабатывается из-за взаимодействия электродов металла и жидкого либо твердого электролита. Батарейки типоразмера АА бывают:

Солевыми или карбоновыми. Являются самым бюджетным вариантом. Обладают маленькой энергоемкостью. Можно применять в изделиях с маленьким потреблением напряжения, например в пультах, фонариках, электронных весах. Обозначают эти источники надписью R6.
Щелочными или алкалиновыми. Обладают большой энергоемкостью для применения в устройствах со средней нагрузкой. На недолгое время можно использовать при высокой нагрузке. Маркируются надписью «ALKALINE» или LR6.
Литиевыми. Имеют большую стоимость. Используются в устройствах с большим энергопотреблением, например, в фотокамерах, телефонах и т.д. Маркировка – CR6.

Определение силы тока

Данный метод обычно используют для определения мощности элемента электропитания. Также с его помощью можно проверить работоспособность батарейки, которая была в употреблении. Предварительно мультиметр необходимо настроить таким образом, чтобы прибор отображал показание силы постоянного тока.

Алгоритм проверки стандартный. Щупы мультиметра соединяют с «плюсом» и «минусом» батарейки. Измерение длится 2–3 секунды. Оптимальным показателем величины силы тока является 4–6 ампер. Если при оценке мультиметром результат ниже, это указывает на то, что энергоресурс батарейки снижен. При 3–3.9 ампер батарейку можно применять для нетребовательных электрических приборов.

Области применения батарейки

Элементы питания с подобными техническими параметрами изначально были созданы для наручных часов, отличающихся небольшим, но постоянным потреблением энергии.

Сегодня на рынке появились другие устройства для которых подобный источник питания стал достаточным – это в первую очередь калькуляторы, автомобильные ключи, фонарики, пульты дистанционного управления, брелоки, небольшие камеры, миниатюрные игровые изделия, лазерные указки, светодиодные фонарики и другие электроприборы с низким, равномерным энергопотреблением.

Эксплуатация гальванических элементов в подобных устройствах – гарантия надежности, долговечности. Невысокая стоимость, доступность – дополнительно указывают на преимущество подобных энергоносителей.

Устройство и состав литиевой батарейки

Здесь описываются гальванические элементы, работающие на необратимой реакции окисления. Отданный заряд не восстанавливается, батарейка называется одноразовой. Элемент состоит из анода, выполненного из металлического лития, катода из твердых MnO₂, Fes₂, Cuo, CF_x, жидких SO₂, SOCl₂. Продолжается поиск других солей с высоким сродством к восстановлению. Окислителем выступает активный литий, отдающий электроны. Корпус аккумулятора герметичный, с выводами клемм и их маркировкой. Надпись «do not recharge»- повторно не заряжать, предупредит, что литиевая батарейка одноразовая.

Существует 2 типа батареек по конструкции:

бобинные;
спиральные.

Бобинные литиевые батарейки служат до 20 лет, применяются потребителями, не превышающими запрос в 150 мА. Срок службы элементов до 20 лет.

Спиральные конструкции имеют большую поверхность лития, импульсно дают до 4 А, при постоянном токе – 0,1-1,8 А. Но саморазряд этих устройств достигает 10 % в год от первоначальной емкости. Элементы с любым составом катода выпускают в двух типах. Литиевые батарейки могут быть круглыми, призматическими или в форме таблеток.

Крупными и признанными производителями литиевых батареек считают EVE, Minamoto, SAFT, Robiton, Varta, Tekcell. Небольшие производства есть в Китае.

Свойства литиевых батареек с разными анодными парами

В зависимости от химического состава катода в связке с металлическим литием, меняется емкость и напряжение на клеммах элемента, их саморазряд и способность работать в диапазоне температур.

Li/MnO_{2 –} батарейка литиевая маркируется как «CR». Электролитом является перхлорат лития. Номинальное напряжение 3 В, саморазряд 2,5 % за год, срок годности до 10 лет. Температура рабочей среды -20 +55 С. Форма – преобладает таблетка.
Li/CuO, по рабочему напряжению 1,2-1,5 В идентичны щелочным, но заряд она вмещает в 3 раза больше. Рабочий температурный интервал -10 +70. Срок службы 10 лет.
Li/SO_{2 –} одни из самых распространенных видов литиевых батареек. Катод представляет пластификатор с графитом и сажей. Электролитом служит диоксид жидкий с компонентами для электропроводности. Рабочее напряжение 2,6-2,9 В. В конструкции не смогли избежать повышения давления в корпусе и сильный разогрев при КЗ, пришлось ставить предохранитель давления. Литиевые батарейки хорошо работают на морозе до -60 и в жару +70 , сохраняют заряд до 10 лет.
Li/I_{2 –}тип батарейки без электролита. Химическая реакция 2Li+I₂ >2LiI происходит в твердом составе, диффузией. Полученная соль тоже твердая, выступает в роли сепаратора. Работает батарейка до 15 лет, надежны, используются в кардиостимуляторах.
Li/FeS₂ – лучшие литиевые батарейки, востребованы, несмотря на высокую цену. Такие элементы работают с устройствами большой мощности, имеют защиту по току, предохранитель, срабатывающий на 85-90 и клапан сброса давления. Чаще используются в форм-факторе АА.
Li/CF_x – разновидность литиевых батареек, работающих при высокой температуре, до +85 . За 10 лет на саморазряд уходит 20 % емкости. Используются в дефибрилляторах, кардиостимуляторах и портативной электронике.
Li/SOCl₂ – самая энергоемкая литиевые батарейки. Напряжение без нагрузки больше, чем 3,6 В. При работе поддерживается 3,3- 3,5 В. В качестве электролита применен тионилхлорид, агрессивный компонент. Верхний предел работоспособности +(85-130) С. Нижний – минус 60, но при сильно упавшей емкости элемента. Предусмотрена защита от взрыва в виде термовыключателя, плавких предохранителей и клапана избыточного давления.

Подготовка рабочего места для ремонта

Если Вы решили заменить батарейку в часах своими руками, то прежде чем приступать к работе следует подготовить рабочее место. В механизме кварцевых часов кроме электронного блока имеются шестеренки с микроскопическими зубцами, и попадание между зубьев даже крохотной инородной частицы, например, пылинки, волосинки, перхоти или грязи, может привести к их частичной или полной потери работоспособности. Если поверхность стола жесткая, то после удачной замены батарейки на корпусе часов могут появиться царапины.

Поэтому стол предварительно нужно протереть от пыли влажной тканью и затем покрыть белым листом бумаги или не ворсистой тканью достаточного размера. Белый цвет удобен тем, что если будет случайно выронен винтик или другая мелкая деталь, их легко будет найти. На голову желательно надеть головной убор, например бейсболку, или повязать волосы платком.

Я бы хорошо подумал, прежде чем отдавать дорогие часы для замены батарейки часовщику, сидящему в неопрятной будке с непокрытой шевелюрой волос.