Какие батарейки выбрать: Батарейки: чем отличаются и какие лучше?
Села батарейка? Как выбрать и какие лучше?
12.12.2018Что делать, если у приборов ваших села батарейка? Менять. Придя в магазин, вы обнаружите множество элементов питания, на которых будут мелькать латинские буквы и цифры. Чтобы не сойти с ума при выборе батареек и понять, как одни отличить от других, почему эти лучше, а те хуже, прочитайте нашу статью.
Классификация и ещё раз классификация
По типу химической реакции элементы питания делят на первичные (батарейки) и вторичные (аккумуляторы). Название первых объясняется тем, что реакция в них необратима, именно поэтому батарейки нельзя перезаряжать — они одноразовые. В статье мы будем рассматривать только их.
Самое очевидное различие по типоразмеру: элементы питания классифицируют на цилиндрические, кнопочные и в форме параллелепипеда. Ниже мы раскроем этот пункт более широко.
Третьим классификатором выступает тип электролита — ещё один важный момент, который нужно учитывать перед заменой батареек.
Разница форм и размеров
Первым делом, когда вы достали севшую батарейку из прибора, определите её форму и размер. Элемент питания другого типа не подойдёт к вашему устройству.
Начнём с цилиндрических батареек. Всем знакомые пальчиковые и мизинчиковые элементы — это как раз они. Однако в этой группе существуют и более крупные особи. Начнём с самого популярного вида.
Большинство портативных радиоприёмников, фонариков и других электронных устройств работает от батареек АА (пальчиковые). Их вы найдёте в каждом ларьке. Помимо двух заглавных букв, на них может быть написано R6, LR6 или FR6. Ниже мы объясним этот шифр.
Элементы ААА чуть меньше собрата. В народе их называют «мизинчиковыми». Они встречаются в тех же устройствах, что и батарейки АА, только в более компактных, куда двухбуквенные не помещаются. На них вы увидите такие комбинации символов, как R03, LR03 или FR03.
Батарейки типоразмера C (R14, LR14) по высоте сопоставимы с пальчиковыми и в два раза толще их. Такие элементы используют в более крупной и энергоёмкой технике — переносных магнитофонах, электрических фонарях; как правило, последовательно по несколько штук.
И гигант всех цилиндров — батарейка типа D (R20, LR20) — имеет аналогичные сферы применения.
Первой из нецилиндрических элементов рассмотрим девятивольтовую «Крону». Название происходит от марки батареек, которые выпускались в СССР. Они представляют собой параллелепипеды с двумя разъёмами (полюсами) на одной стороне — гнездом (минус) и штекером (плюс). Кроны распространены в измерительных приборах и автономном медицинском оборудовании. Вы с лёгкостью отличите их от других по форме, а надписи 6LR61 или 6F22 подтвердят это.
Батареи 3R12 и 3LR12 — это массивные элементы питания, которые предназначались для карманных фонарей. Сейчас их используют в самодельных электронных устройствах, где необходимо напряжение 4,5 В.
Ещё одна группа батареек — кнопочные («таблетки»). Они предназначены для устройств, в которые не помещаются элементы другого типоразмера. Это могут быть наручные часы, калькуляторы, небольшая светодиодная техника, электронная сувенирная продукция, гирлянды, слуховые аппараты, лазерные указки.
Тип электролита
Загадочные латинские буквы в наименовании батареек как раз определяют тип электролита.
Солевые элементы питания обозначают символом R. Они наиболее эффективны с приспособлениями, которые не создают долговременных и интенсивных нагрузок: пультами дистанционного управления для ТВ, калькуляторами, настенными часами. Батарейки отличаются низкой ценой. Срок их хранения составляет от 1 до 3 лет.
Если вы встречаете буквы LR, перед вами щелочные (алкалиновые) батарейки. Вы можете использовать их с любыми устройствами: от тех, которые не создают серьёзных нагрузок, до потребляющих значительный ток. Это как ПДУ, калькуляторы, часы, так и фотовспышки, радиоуправляемые модели. Срок хранения щелочных элементов питания составляет от 3 до 5 лет.
Комбинацию FR наносят на литиевые батарейки. Это элементы с наивысшей ёмкостью на единицу массы — самые мощные из аналогов. Но и самые дорогие. Они рассчитаны на приборы с длительным сроком службы. Напряжение на литиевых элементах почти не снижается вплоть до полной разрядки, поэтому со временем изделия не теряют эффективности. Кроме того, батарейки стабильно работают на морозе. Срок их хранения составляет от 5 до 7 лет.
Данная информация не относится к кнопочным батарейкам. Заключим данные, которые помогут при выборе элементов питания, в таблицу.
Таблица 1. Наименования батареек
Таблетки — особый случай
Миниатюрные элементы питания стоят особняком: у них другие правила наименования.
Таблетки классифицируют по высоте, диаметру, напряжению, ёмкости, химическому составу. Перед покупкой посмотрите наименование вашего элемента питания и следуйте рекомендациям ниже, чтобы приобрести аналогичную батарейку.
Первые две буквы в маркировке обозначают тип элемента.
- CR — литиевая батарейка, напряжение: 3 В.
- LR — щелочная, 1,5 В.
- SR — серебряно-цинковая, 1,55 В.
- PR — воздушно-цинковая, 1,4 В.
После букв следуют три или четыре цифры, которые указывают на размеры изделия. Первая часть (одна или две цифры) характеризует диаметр в миллиметрах, а вторая — высоту в 1/10 мм. Значения округляются до целой части. Например:
- CR2032 — литиевый элемент, диаметр 20 мм, высота 3,2 мм;
- LR621 — щелочной, диаметр 6,8 мм, высота 2,15 мм.
Теперь вы можете расшифровать комбинации цифр и букв на упаковке батареек и знаете, как тип электролита в элементе питания влияет на работу электронных устройств.
Вы уже готовы к покупке? Предлагаем вам наши новинки — батарейки Luazon Home — элементы питания, которые сравнимы по эффективности с аналогами и стоят на 15 % дешевле.
И помните, что выброшенные батарейки наносят вред окружающей среде. Один элемент питания способен заразить 20 м2 почвы и 400 литров воды! Поэтому сдавайте их на утилизацию.
В Екатеринбурге это можно сделать по адресу: ул. Пушкина, 9а. ООО «Центр безопасности промышленных отходов» работает с 9 до 17 с понедельника по четверг и с 9 до 15 в пятницу.
Электротовары
Все новостив
Как и какие выбрать батарейки?
Таким вопросом задавался, пожалуй, каждый, разглядывая батарейки на полке супермаркета. Множество электрических устройств работаю от одноразовых автономных элементов питания – от батареек.
Типы батареек. Плюсы и минусы
Самыми распространёнными батарейками принято считать алкалиновые или щелочные, солевые и литиевые элементы питания. Буквами на элементе питания обозначается тип электролита, выглядит это так: R- солевая, LR-щелочная, с надписью alkaline, FR -литиевая, с надписью lithium. А вот цифрами — размер самой батарейки. Значит если на батарейке имеется надпись LR03, то это щелочная батарейка с размером ААА, «мизинчиковая», тогда FR6 – литиевая с размером АА, «пальчиковая». CR – дисковая литиевая батарейка, цифры на ней показывают точный размер батарейки. Например, CR2032 означает: 20 мм в диаметре и 3.2 мм в высоту.
Солевые батарейки
Основным плюсом данного вида является его цена, самая низкая среди остальных батареек. Солевые батарейки имеют небольшой вес и их можно легко «реанимировать», например, постучав об руку. Есть и минусы: небольшая емкость, они боятся перепадов температур, небольшой срок хранения, проблемы с герметичность, саморазрядка и окисление оболочки при длительном покое. Солевые батарейки идеальны для устройств, которые не требуют большой мощности, их можно использовать в различных электроприборах: детских игрушках, пультах дистанционного управления, часах, фонариках, небольших радиоприемниках. Для устройств с высоким и постоянным потреблением энергии лучше выбирать алкалиновые и литиевые батарейки.
Алкалиновые/Щелочные батарейки
Самый распространённый тип батареек – алкалиновые.
Они дороже солевых, имеют большую емкость, надежную герметизацию, низкую скорость саморазряда и длительный срок хранения. Их недостатки – это тяжелый вес, падение емкости при минусовых температурах, после выработки заряда не работают и не подлежат подзарядке. Алкалиновые батарейки подходят для работы устройств со средним и высоким потреблением энергии: мощных фонариков, детских игрушек, музыкальных плееров и колонок, фото/видеокамер, радиоприемников, геймпадов, ручных прожекторов, плееров и диктофонов.Литиевые батарейки
Элемент широко распространен среди портативной электроники, лучше солевых и щелочных элементов питания, но в отличии от своих собратьев дороговат. Среди преимуществ стоит выделить длительный срок хранения, легкость, стабильное напряжение, температурную стойкость, хорошую энергоемкость и плотность. Батарейки способны работать в несколько раз дольше других типов и не саморазряжаться при хранении. Идеально подойдут для устройств, работающих в разных температурных режимах, такие батарейки не подведут в самый ответственный момент.
Испытания батареек VIXION
На примере Vixion LR6 и четырех аналогичных элементов питания других брендов были проведены испытания параметров алкалиновых батареек типа АА. Все батарейки поместили под одно напряжение, замерив максимальное время непрерывной работы каждой из них и количество выданных миллиампер.
Батарейка Vixion c весом 22,64 г, отработала без перерыва целых 10ч. и 6 мин., выдав при этом 2020 миллиампер. Схожие параметры показала только батарейка GP. Элементы питания Perfeo, Космос, Smartbuy оказались меньше по весу, времени непрерывной работы и емкости.
Поговорим о батарейках VIXION
В ассортименте компании Vixion представлены алкалиновые и солевые батарейки типа AA, AAA, D, C, Крона, высоковольтные щелочные 23A и 27A, литиевые дисковые и алкалиновые пуговичные.
Алкалиновые батарейки Vixion LR6 и LR03 с напряжением 1. 5V используются для питания энергоемких устройств, без подключения к электросети: мощных фонариков, детских игрушек, музыкальных плееров и колонок, фото/видеокамер, радиоприемников, геймпадов и других устройств с большим потреблением энергии.
Батарейки относятся к щелочным элементам питания, именуются также «пальчиковыми» и «мизинчиковыми». Имеют длительный срок хранения и службы – 10 лет. Представлены в блистере по 2 и 4 шт., в пленке по 4 шт. в упаковке.
Щелочные батарейки Vixion LR20 и LR14 подходят для устройств с большим потреблением энергии: портативных магнитофонов, мощных фонариков, детских игрушек, радиоприемников, настенных часов. Выполнены в форме бочонка, «большого» и «малого». Срок службы — 10 лет.
Высоковольтные алкалиновые батарейки Vixion 23A и 27A – распространенные элементы питания, идеальны в работе с небольшими радиочастотными устройствами, брелоками автомобильной сигнализации, бесконтактными ключами, пьезозажигалками и другими миниатюрными энергоемкими приборами. Повышенное напряжение 12V необходимо источнику питания для высокочастотных передающих и приёмных изделий, батарейки с низким напряжением не смогут обеспечить радиоустройство необходимым током. Визуально напоминают батарейку ААА или АА, только выглядят меньше. В блистере располагается 5 отдельных, отрывных ячеек с батарейкой, на каждой из позиций имеется штрихкод (в коробку помещается 20 блистеров).
Батарейки Vixion 6LR61 подойдут для оборудования со средним и высоким показателем потребления энергии. Подаваемое напряжение может быть как постоянным, так и скачкообразным, а срок службы такой батарейки не зависит от того, как часто изделием будут пользоваться. Подойдет устройствам, где требуется питание 9V: компьютерное оборудование, плееры, фотовспышки, диктофоны, мультиметры, радиотехника, детские игрушки и прочее. Относится к щелочным элементам питания, по типоразмеру – к разряду Крона, часто путают с аккумулятором. Срок годности — 10 лет.
Алкалиновые батарейки Vixion рассчитаны на более длительный срок хранения и службы, чем солевые. Элементы питания Vixion отличается малым коэффициентом саморазряда, они способны годами храниться без использования, не теряя при этом заряд, устойчивы к перепадам температуры и высоким нагрузкам. Функционируют даже при -20–+54 С°. Батарейки Vixion оснащены плотным ядром из высокоочищенного цинка, что позволяет поместить в них больше энергии и использовать дольше других. Кроме того, они имеют надёжную герметизацию, конструкция разработана для предотвращения взрыва, а для снижения коррозии их покрывают никелированной сталью.
Пуговичные алкалиновые батарейки Vixion с напряжением 1,5 V целесообразно использовать в электронной технике компактных размеров: лазерных указках, градусниках, детских игрушках, калькуляторах, наручных часах, автономных датчиках, электронных весах и других устройствах. По своей форме такой элемент питания напоминает таблетку, относится к щелочным батарейкам.
При своем небольшом размере изделие имеет высокие технические характеристики и отличные показатели энергоемкости, а малый коэффициент саморазряда позволит батарейке прослужить долгое время. В блистере располагается 10 отдельных, отрывных ячеек с батарейкой, на каждой из позиций имеется штрихкод (в коробку помещается 20 блистеров). Работают как при низких, так и при высоких температурах (-20 до +54 С°). Срок годности — 2 года.
Литиевые дисковые батарейки Vixion подойдут для мощной электронной техники компактных размеров с продолжительной работой: напольных весов, калькуляторов, квартирных звонков, сувенирной продукции, брелоков сигнализации, пультов дистанционного управления, мощных лазерных указок, детских игрушек и других устройств. Кроме того, данный источник питания применяется в BIOS материнской платы компьютеров и ноутбуков, для обеспечения резервного питания микросхем памяти. По своей форме элемент питания напоминает большую таблетку.
Батарейка этого типа широко распространена среди изделий с потреблением 3V. В блистере располагается 5 отдельных, отрывных ячеек с батарейкой, на каждой из позиций имеется штрихкод (в коробку помещается 30 блистеров). При длительном простое не потекут, именно поэтому их можно использовать в дорогих электронных устройствах. Устойчивы к перепадам температуры и высоким нагрузкам. Функционируют при температуре от -20 до +54 С°.
Солевые батарейки Vixion R6P и R03P удобны в работе с простейшими электронными устройствами с малым и умеренным потреблением тока: маленькими приёмниками, карманными фонариками, простыми электронными часами, пультами дистанционного управления, тестерами и другими приборами. Основные преимущества перед алкалиновыми батарейками – ценовая доступность и легкий вес. Выполнены в корпусе цилиндрической формы, с напряжением в полтора вольта, относятся к типам АА и ААА. Представлены в блистере по 2 и 4 шт., а в пленке по 4 шт. Срок годности — 3 года.
Батарейки Vixion R20P и R14P подходят для маломощных электронных приборов: приёмников, небольших фонариков, будильников, пультов, тестеров, детских игрушек и других устройств. Батарейки имеют форму «большого» и «малого» бочонка, с напряжением в полтора вольта.
Солевую батарейку Vixion 6F22 с напряжением 9V можно использовать для питания техники со средним потреблением энергии. Чаще всего данный вид встречается в мультиметрах, пультах управления, радиоприёмниках и игрушках. По типоразмеру относится к разряду Крона, иногда батарейку путают с аккумулятором.
Солевые элементы питания легко прослужат месяцы, а то и годы маломощному устройству. Покой и отдых продлевает срок эксплуатации батарейкам этого типа, а если потрясти или даже постучать об руку, то их можно реанимировать (разравниваются комки электролита, и батарейки способны еще немного прослужить). Основные преимущества перед алкалиновыми батарейками – ценовая доступность и легкий вес. Солевые батарейки Vixion — отличное соотношение между ценой и качеством. Подлежат долгому хранению – 3 года.
Щелочные батарейки – емкие, литиевые – емкие и долгоиграющие, солевые – самые бюджетные. У каждого элемента питания свое преимущество перед другими. Выбирая батарейки, нужно четко понимать для какого устройства они приобретаются, как много энергии для работы потребуется, как часто и при каких условиях!
Vixion предлагает широкий ассортимент батареек высокого качества, приобретайте товар у проверенного продавца!
Вернуться к всем новостямКак правильно выбрать аккумулятор для вашего следующего проекта
Аккумуляторы — это накопители энергии многих устройств, с которыми мы сталкиваемся каждый день; они доступны в различных формах, размерах, параметрах и формах. Обычно их можно найти в автомобилях, резервных источниках питания, мобильных устройствах, ноутбуках, iPad и многих других портативных электронных устройствах. Но не все устройства могут использовать один и тот же тип батареи; Каждое устройство имеет свои характеристики и требования к источнику питания, и вам понадобится Руководство по выбору батареи , чтобы выбрать правильную батарею для вашего приложения. Итак, в этой статье мы рассмотрим факторы , которые следует учитывать при выборе батареи для разработки вашего следующего электронного продукта. Если вы совсем не знакомы с батареями, то рекомендуется прочитать эту статью о типах батарей и их применении, чтобы понять основы батареи , прежде чем двигаться дальше.
Факторы, которые необходимо учитывать при выборе аккумулятора
При выборе батареи для вашего приложения вы должны знать о важных параметрах, связанных с ее работой. Реальность в отношении аккумуляторов такова, что не существует общего типа аккумуляторов для всех приложений, поскольку нет идеальных аккумуляторов. Если вы хотите использовать один параметр батареи, вы должны быть в состоянии справиться с истощением других параметров. Например, если вы хотите, чтобы ваша батарея обеспечивала большую мощность для вашего приложения, внутреннее сопротивление элемента должно быть сведено к минимуму, что возможно только за счет увеличения площади поверхности электрода. Это также увеличивает неактивные компоненты, такие как токосъемники и токопроводящие средства, поэтому плотность энергии приходится на компромисс для увеличения мощности. Чтобы предоставить именно то, что вы хотите в своем приложении, вы должны отказаться от чего-то, чтобы получить другое в батарее. важные параметры батареи приведены на следующем изображении.
Теперь давайте кратко рассмотрим каждый параметр батареи , чтобы понять его важность и влияние на производительность батареи во время работы.
Перезаряжаемые/неперезаряжаемые батареи
При выборе между основной и дополнительной батареями не должно быть большой путаницы, вы должны знать только, хотите ли вы, чтобы батарея использовалась один раз или несколько раз. 9Первичная (неперезаряжаемая) батарея 0003 может использоваться для периодического использования, например, в игрушках, фонариках, детекторах дыма и т. д. Они также используются в устройствах, зарядка которых невозможна, таких как кардиостимуляторы, наручные часы и слуховые аппараты. Вторичные (перезаряжаемые) батареи можно использовать в приложениях, где требуется постоянный источник питания, таких как мобильные телефоны, ноутбуки, автомобили и т. д. Вторичные батареи всегда имеют более высокую скорость саморазряда по сравнению с первичными батареи, которые являются невежественным фактом из-за его способности перезаряжаться.
Наличие места
Батареи доступны в различных формах и размерах , таких как кнопочные, цилиндрические, карманные и призматические. Размер батареи действительно важен для того, чтобы сделать ваше устройство легко переносимым. Доступны стандартные размеры батарей AA, AAA и 9V, подходящие для портативных устройств. Обычно литиевые батареи (мешочного типа) предпочтительнее использовать в приложениях, где требуется меньше места, но больше энергии. Если требуемая мощность меньше, то можно также рассмотреть батарейки типа «таблетка», поскольку они очень компактны и являются самыми маленькими типами батарей.
Рабочее напряжение системы
Напряжение батареи является одной из наиболее важных характеристик батареи, которая определяется на основе используемых электрода и электролита (химическая реакция). Существует распространенное заблуждение, что полностью разряженный аккумулятор будет иметь 0 В, но это явно не так ни в одном аккумуляторе. На самом деле, если батарея показывает 0 В, она, вероятно, разряжена. Выходное напряжение батареи всегда должно быть между номинальным уровнем напряжения.
Цинк-угольная батарея и никель-металлогидридная батарея используют воду в качестве электролита и обеспечивают номинальное напряжение от 1,2 В до 2 В , тогда как в литиевых батареях используются органические электролиты, которые могут обеспечивать номинальное напряжение 3,2 до 4В . Большинство электронных устройств работают в диапазоне напряжений 3 В. Если вы используете литиевую батарею, для работы оборудования будет достаточно одной батареи. Помните, что напряжение батареи не будет стабильным и будет варьироваться от минимального до максимального значения в зависимости от доступной емкости батареи. Это минимальное и максимальное значение каждой батареи показано ниже.
Если ваша схема работает при напряжении 5 В и питается от литиевой батареи, то номинальное напряжение будет составлять от 3,2 до 4 В. В этих случаях используются схемы повышающего преобразователя для преобразования напряжения батареи в 5 В, необходимое для схемы. Если ваше рабочее напряжение очень высокое, например 24 В или 12 В, вы можете либо использовать свинцово-кислотную батарею на 12 В, либо, если вам нужна высокая плотность мощности, вы можете объединить более одного литиевого элемента последовательно, чтобы увеличить результирующее выходное напряжение.
Рабочая температура
Рабочие характеристики батареи могут резко меняться в зависимости от температуры, например, батарею, работающую с водными электролитами, нельзя использовать при температуре ниже 0°C, так как водный электролит может замерзнуть точно так же при температуре ниже 0°C литиевые батареи могут работать до -40°C, но производительность может ухудшиться.
Максимальная скорость зарядки литий-ионных аккумуляторов находится в диапазоне температур от 20°C до 45°C. Если вы хотите заряжать за пределами этого диапазона температур, необходимо использовать меньший ток/напряжение, это приведет к увеличению времени зарядки. Если температура падает ниже 5°C или 10°C литиевое дендритное покрытие будет образовываться в электролите, что необходимо предотвратить с помощью капельного заряда.
Емкость аккумулятора — мощность и энергия
Мощность аккумулятора определяет время работы аккумулятора. Мощность/емкость батареи выражается в ватт-часах (Втч). Ватт-час рассчитывается путем умножения напряжения батареи (В) на величину тока, которую батарея может отдавать в течение определенного периода времени. Напряжение батареи почти фиксировано, а ток, который может отдать батарея, напечатан на батарее и выражен в Номинал в ампер-часах (Ач или мАч) .
Рассмотрим аккумулятор на 5 В с емкостью 2 ампер-часа (Ач), следовательно, его мощность составляет 10 Втч. Аккумулятор емкостью 2 Ач может обеспечить 2 А в течение одного часа или 0,2 А в течение 10 часов или 0,02 А (20 мА) в течение 100 часов. Производители аккумуляторов всегда указывают емкость при данных скорости разряда, температуре и напряжении отсечки , где емкость всегда зависит от всех трех факторов.
Емкость батареи покажет нам, сколько энергии она может предоставить приложению. Например, рассмотрим автомобильный аккумулятор на 12 В, 10 Ач, фактическая емкость которого составляет 120 Втч (12 В x 10 Ач), но батарея ноутбука на 3,6 В с рассеиваемой мощностью 10 Ач будет иметь емкость 36 Втч (3,6 В x 10 Ач). . Из примера видно, что даже у них одинаковая Ач, количество энергии, которое может хранить автомобильный аккумулятор, в три раза выше, чем у аккумулятора ноутбука.
Следующее изображение даст вам больше ясности о том, как различается емкость батарей разных типов.
Аккумуляторы высокой мощности всегда обеспечивают более быструю разрядку при высоких скоростях разряда, таких как электроинструменты или автомобильные стартерные аккумуляторы, большинство аккумуляторов большой мощности будут иметь низкую плотность энергии.
Химия батареи
К этому времени вы должны были понять, что все свойства батареи всегда зависят от химического состава батареи, поэтому вам следует быть более осознанным при выборе типа батареи. В зависимости от химического состава аккумуляторы подразделяются на свинцово-кислотные, щелочные, никель-кадмиевые (никель-кадмиевые), Ni-MH (никель-металлогидридные), литий-ионные (литий-ионные) и аккумуляторы. LiPoly (литий-полимерные) батареи
Стоимость батареи
В большинстве портативных электронных продуктов батарея будет одним из самых дорогих элементов в спецификации, поэтому в большинстве случаев она будет влиять на общую стоимость вашего электронного устройства. Приложения. Следовательно, вы должны знать свои потребности и бюджет вашего продукта, а затем выбрать правильный аккумулятор для вашего продукта.
Срок годности
Не все аккумуляторы используются сразу после изготовления, они долго лежат на полке до момента использования. Срок годности батареи показывает, как долго батарея может не использоваться. Срок годности в основном считается фактом только для первичных батарей, поскольку вторичные батареи можно перезаряжать всякий раз, когда они используются. Например, в сирене пожарной сигнализации батарея может простаивать годами, пока не обнаружит пожар и не сработает тревога. Поэтому следует позаботиться о том, чтобы батарея сохраняла свою работоспособность, даже если она не использовалась в течение длительного времени.
Какой аккумулятор выбрать?
Теперь, когда мы рассмотрели параметры, которые следует учитывать при выборе аккумулятора для портативного электронного устройства, давайте рассмотрим распространенные случаи выбора аккумулятора. Обратите внимание, что это всего лишь советы, а не жесткие письменные правила.
- Для продуктов, потребляющих больше энергии, таких как проекторы, большие звуковые системы и моторизованные проекты, следует использовать свинцово-кислотные аккумуляторы . Если вы собираетесь интенсивно использовать батарею, вам следует выбрать батареи «морского глубокого цикла».
- Если ваша электроника должна быть очень маленькой, например, по дюйму с каждой стороны, вы должны выбрать литиевые батарейки-таблетки или маленькие литий-полимерные батарейки.
- Если вы собираетесь производить компонент в больших количествах, используйте недорогие щелочные батарейки популярных типоразмеров. Таким образом, клиент может легко заменить их.
- Если вы хотите, чтобы устройство было удобным для обслуживания пользователем, например, пользователи могут самостоятельно заменить батарею, используйте батареи 9 В или типоразмера AA.
- Используйте 3 щелочных (4,5 В) или 4 никель-металлогидридных элемента (4,8 В), если для схемы требуется входное напряжение примерно 5 В.
- Чтобы собрать перезаряжаемый батарейный блок, используйте держатель батарей из местного магазина и вставьте в него никель-металлгидридные батареи, а затем начните перезаряжать батарею.
- Если вы хотите заменить щелочную батарею любой из перезаряжаемых батарей, проверьте свое устройство, чтобы убедиться, что оно может без проблем работать при более низком напряжении.
- Если вы хотите продлить срок службы аккумулятора, всегда используйте высококачественное зарядное устройство с датчиками для поддержания зарядка и подзарядка , потому что использование дешевого зарядного устройства убьет ваши ячейки в аккумуляторной батарее.
Выбор правильной батареи для вашего приложения
БЛОГ ANSYS
27 апреля 2022 г.
При выборе батареи следует помнить, что идеальной батареи, подходящей для любого применения, не существует. Выбор правильной батареи для вашего приложения заключается в определении наиболее важных показателей батареи и сопоставлении их с другими. Например, если вашему приложению требуется много энергии, внутреннее сопротивление ячейки должно быть сведено к минимуму; это часто делается путем увеличения площади поверхности электрода. Однако это также увеличивает неактивные компоненты, такие как токосъемники и токопроводящие средства, поэтому плотность энергии приходится на компромисс для увеличения мощности.
Несмотря на то, что ваши фактические цели проектирования батареи могут быть высокими, вам, возможно, придется отказаться от некоторых целей, чтобы достичь других, когда речь идет о фактической производительности батареи (рис. 1).
В этой серии блогов, состоящей из трех частей, мы узнаем, что поиск подходящей батареи для вашего приложения заключается в принятии правильных компромиссов. В первой части обсуждаются важные аспекты выбора правильной батареи для потребительского применения. К ним относятся перезаряжаемость, плотность энергии, удельная мощность, срок годности, безопасность, форм-фактор, стоимость и гибкость. Во второй части обсуждается, как химия влияет на важные показатели батареи и, следовательно, на выбор батареи. В третьей части мы рассмотрим общий химический состав вторичных батарей.
Рисунок 1. Конструкция аккумулятора и производительность
Важные соображения при выборе аккумулятора
При выборе аккумулятора обязательно учитывайте эти четыре фактора.
1. Первичные и вторичные
Одним из первых вариантов выбора батареи является определение того, требуются ли для приложения первичные (одноразовые) или вторичные (перезаряжаемые) батареи. По большей части это легкое решение для дизайнера. Приложения со случайным прерывистым использованием (например, дымовые извещатели, игрушки или фонарики) и одноразовые приложения, в которых перезарядка становится нецелесообразной (например, слуховые аппараты, часы, поздравительные открытки и кардиостимуляторы), требуют использования основной батареи. Если батарея используется постоянно и в течение длительного времени (например, в ноутбуке, мобильном телефоне или смарт-часах), более подходящей является перезаряжаемая батарея.
Первичные батареи имеют гораздо более низкую скорость саморазряда — привлекательная особенность, когда зарядка невозможна или нецелесообразна перед первым использованием. Вторичные батареи, как правило, теряют энергию с большей скоростью. В большинстве приложений это менее важно из-за возможности подзарядки.
2. Энергия и мощность
Время работы батареи определяется емкостью батареи, выраженной в миллиамперах в час (мАч) или ампер-часах (Ач), и представляет собой разрядный ток, который батарея может обеспечить с течением времени.
При сравнении батарей разного химического состава полезно смотреть на энергоемкость. Чтобы получить энергосодержание батареи, умножьте емкость батареи в Ач на напряжение, чтобы получить энергию в ватт-часах (Втч). Например, никель-металлогидридная батарея на 1,2 В и литий-ионная батарея на 3,2 В могут иметь одинаковую емкость, но более высокое напряжение литий-ионной батареи увеличит энергию.
Напряжение холостого хода обычно используется в расчетах энергии, т. е. напряжение батареи, когда она не подключена к нагрузке. Однако мощность и энергия сильно зависят от скорости слива. Теоретическая емкость определяется только активными электродными материалами и активной массой, однако на практике батареи достигают лишь части теоретических значений из-за наличия неактивных материалов и кинетических ограничений. Они препятствуют полному использованию активных материалов и создают отложения на электродах.
Производители аккумуляторов часто указывают емкость при заданной скорости разряда, температуре и напряжении отсечки. Указанная емкость будет зависеть от всех трех факторов. При сравнении номинальных мощностей производителей обратите особое внимание на скорость слива. Аккумулятор, который, как представляется, имеет большую емкость в спецификации, может на самом деле работать плохо, если потребление тока для приложения выше. Например, батарея емкостью 2 Ач при 20-часовом разряде не может обеспечить 2 А в течение одного часа, а обеспечит только часть емкости.
Аккумуляторы большой мощности обеспечивают возможность быстрой разрядки при высоких скоростях разряда, например, в электроинструментах или автомобильных стартерных батареях. Как правило, мощные аккумуляторы имеют низкую плотность энергии.
Хорошей аналогией соотношения мощности и энергии является ведро с носиком. Ведро большего размера может вместить больше воды и похоже на батарею с высокой энергией. Размер отверстия или носика, из которого вода выходит из ведра, сродни мощности — чем выше мощность, тем выше скорость слива. Чтобы увеличить энергию, вы обычно увеличиваете размер батареи, но для увеличения мощности вы уменьшаете внутреннее сопротивление. Конструкция элемента играет огромную роль в получении аккумуляторов с высокой удельной мощностью.
Рисунок 2. Энергия батареи и мощность
Вы можете сравнить теоретическую и практическую плотность энергии для различных химических процессов из учебников по батареям. Однако, поскольку удельная мощность очень сильно зависит от конструкции батареи, вы редко найдете эти значения в списке.
3. Напряжение
Рабочее напряжение батареи является еще одним важным фактором и определяется используемыми электродными материалами. Полезной классификацией аккумуляторов здесь является рассмотрение аккумуляторов на водной или водной основе по сравнению с химическими элементами на основе лития. Свинцово-кислотные, угольно-цинковые и никель-металлгидридные (NiMH) используют электролиты на водной основе и имеют номинальное напряжение в диапазоне от 1,2 до 2 В. С другой стороны, в батареях на основе лития используются органические электролиты и их номинальное напряжение составляет от 3,2 до 2 В. 4 В (как первичное, так и вторичное).
Многие электронные компоненты работают при минимальном напряжении 3 В. Более высокое рабочее напряжение химических веществ на основе лития позволяет использовать один элемент, а не два или три последовательно соединенных элемента на водной основе, для получения желаемого напряжения.
Следует также отметить, что некоторые химические вещества для аккумуляторов, такие как диоксид цинка и марганца (Zn/MnO 2 ), имеют наклонную кривую разряда, в то время как другие имеют плоский профиль. Это влияет на напряжение отсечки (рис. 3).
Рисунок 3. График напряжения на основе химического состава батареи
4. Температурный диапазон
Химический состав батареи определяет температурный диапазон применения. Например, угольно-цинковые элементы на основе водного электролита нельзя использовать при температуре ниже 0°C (32°F). Щелочные элементы также демонстрируют резкое снижение емкости при этих температурах, хотя и меньшее, чем угольно-цинковые. Литиевые первичные батареи с органическим электролитом могут работать при температурах до -40°C/F, но со значительным снижением производительности.
В перезаряжаемых устройствах литий-ионные батареи можно заряжать с максимальной скоростью только в пределах узкого интервала около 20–45° C (68–113° F). За пределами этого температурного диапазона необходимо использовать более низкие токи/напряжения, что приводит к увеличению времени зарядки. При температурах ниже 5–10 ° C (41–50 ° F) может потребоваться подзарядка, чтобы предотвратить ужасную проблему литиевого дендритного покрытия, которая увеличивает риск теплового разгона. Все мы слышали о взрывах литиевых батарей, которые могут произойти в результате перезарядки, зарядки при низкой или высокой температуре или короткого замыкания из-за загрязнения.
Другие соображения относительно аккумуляторов
В дополнение к четырем основным соображениям, перечисленным выше, при выборе аккумулятора для конкретного применения учитываются перечисленные ниже основные факторы.
Срок годности
Важным фактором может быть то, как долго батарея будет лежать в кладовой или на полке до того, как она будет использована. Первичные батареи имеют гораздо более длительный срок хранения, чем вторичные батареи. Однако срок годности, как правило, более важен для первичных батарей, поскольку вторичные батареи можно перезаряжать. Исключение составляют случаи, когда перезарядка нецелесообразна.
Химия
Многие из перечисленных выше свойств обусловлены клеточной химией. Мы обсудим общедоступные химические составы аккумуляторов в следующей части этой серии блогов.
Физический размер и форма
Батарейки обычно доступны в различных форматах, таких как кнопки/плоские монеты, цилиндрические ячейки, призматические ячейки и ячейки-мешочки (большинство из них стандартизированы).
Стоимость
Бывают случаи, когда вам может потребоваться отказаться от батареи с лучшими характеристиками, поскольку приложение очень чувствительно к стоимости. Это особенно актуально для одноразовых изделий большого объема.
Правила транспортировки и утилизации
Транспортировка литиевых батарей регулируется. Утилизация некоторых химикатов для аккумуляторов также регулируется. Это может быть полезно для приложений с большим объемом.
Как видите, при выборе аккумулятора нужно учитывать множество факторов. Некоторые из них связаны с химией, а другие связаны с проектированием и конструкцией аккумуляторов. Это усложняет, а иногда и делает бессмысленным сравнение показателей батареи без более глубокого понимания факторов, влияющих на этот показатель — тему, которую мы рассмотрим во втором блоге этой серии.