Draagbare apparatuur met een laag vermogen is vaak ontworpen om te worden gevoed door kleine droge cellen die niet zijn ontworpen om te worden opgeladen. In het dagelijks leven worden dergelijke wegwerpbare chemische spanningsbronnen batterijen genoemd. Batterijen van standaardformaten AA en AAA zijn populair. Deze letters geven het externe formaat van de batterij aan. De interne structuur kan compleet anders zijn. In deze vormfactor worden verschillende soorten batterijen geproduceerd, waaronder oplaadbare (accumulatoren).
Inhoud
Wat is een batterij?
De term "batterij" is niet helemaal correct. Een batterij is een energiebron die uit verschillende elementen bestaat. Een volwaardige batterij kan dus een 3R12 (3LR12) -element worden genoemd - een "vierkante batterij" (336 volgens de Sovjetclassificatie) - bestaande uit drie elementen.Ook bestaat de batterij uit 6 cellen van het element 6R61 (6LR61) - "Krona", "Korund". Maar de naam "batterij" wordt in het dagelijks leven ook toegepast op chemische stroombronnen met één element, waaronder AA- en AAA-formaten. In Engelse terminologie wordt een enkel element cel genoemd en een batterij van twee of meer spanningsbronnen wordt batterij genoemd.
Dergelijke elementen zijn hermetisch afgesloten cilindrische vaten. Ze ondergaan transformatie chemische energie in elektrische. De reagentia (oxidatiemiddel en reductiemiddel) die de EMV creëren, worden in een glas zink of staal geplaatst. De onderkant van het glas dient als minpool. Voorheen werd het gehele buitenoppervlak van het glas onder de minpool gegeven, maar dit pad leidde tot frequente kortsluitingen. Bovendien werd het oppervlak van de cilinder blootgesteld aan corrosie, wat leidde tot een verkorting van de levensduur en opslag van het element. Bij moderne batterijen wordt aan de buitenzijde een coating aangebracht ter bescherming tegen corrosie en als isolatie tegen kortsluiting. De stroomafnemer van de positieve pool is een grafietstaaf, die naar buiten wordt gebracht.
Soorten batterijen
Batterijen worden ingedeeld in categorieën op basis van verschillende criteria. De belangrijkste moet worden herkend als de chemische samenstelling - de technologie voor het verkrijgen van EMF. Voor praktisch gebruik zijn er nog meer verschillende kenmerken.
Door chemische samenstelling
Het potentiaalverschil aan de polen van galvanische cellen ontstaat door de chemische reactie tussen stoffen in de elektrolytoplossing en stopt wanneer de ingrediënten volledig hebben gereageerd. De benodigde processen kunt u op verschillende manieren realiseren. Volgens dit criterium zijn batterijen onderverdeeld in:
- Zout. Het traditionele type batterijen, ongeveer 100 jaar geleden uitgevonden.De reactie tussen zink en mangaandioxide vindt plaats in een elektrolytmedium - een verdikte ammoniumzoutoplossing. Naast het lage gewicht en de lage prijs hebben deze elementen een aantal belangrijke nadelen:
- klein laadvermogen;
- neiging tot zelfontlading tijdens opslag;
- slechte prestaties bij lage temperaturen.
De productietechnologie wordt als verouderd beschouwd, daarom worden dergelijke elementen op de markt van galvanische cellen door nieuwe typen verdrongen.
- Alkalische (alkalische) elementen worden als moderner beschouwd. Ze zijn op dezelfde manier gerangschikt, maar de elektrolyt is een alkalische oplossing (kaliumhydroxide). Deze batterijen hebben voordelen ten opzichte van zoute batterijen:
- grote capaciteit en laadvermogen;
- lage zelfontladingsstroom bepaalt lange houdbaarheid;
- goede prestaties bij lage temperaturen.
Je moet hiervoor betalen met veel gewicht en een verhoogde prijs.
- De meest geavanceerde cellen op dit moment zijn lithium (niet te verwarren met lithiumbatterijen!). Als een "plus" reagens gebruiken ze lithium, de negatieve kan anders zijn. Als elektrolyt worden ook verschillende vloeistoffen gebruikt. Met deze technologie kunt u elementen krijgen die de volgende voordelen hebben:
- lichtgewicht (minder dan andere soorten);
- lange houdbaarheid door zeer lage zelfontlading;
- verhoogde capaciteit en laadvermogen.
Aan de andere kant van de schaal - de hoge kosten.
Volgens deze drie technologieën worden elementen van AA- en AAA-formaat geproduceerd. Het is de moeite waard om nog twee andere soorten batterijen te noemen:
- kwik;
- zilver.
Volgens deze technologieën worden voornamelijk schijfbatterijen geproduceerd.Dergelijke elementen hebben hun voor- en nadelen, maar de dagen van kwikbatterijen zijn geteld - internationale overeenkomsten suggereren een afname van de productievolumes en een volledig verbod op productie in de komende jaren.
op maat
De grootte (meer precies, het volume) van een batterij bepaalt op unieke wijze de elektrische capaciteit (binnen de grenzen van de technologie) - hoe meer reagentia in de cilinder kunnen worden geplaatst, hoe langer de reactie duurt. De capaciteit van een AA-zoutcel zal groter zijn dan de capaciteit van een AAA-zoutcel. Andere vormfactoren van AA-batterijen zijn ook beschikbaar:
- A (groter dan AA);
- AAAA (minder dan AAA);
- C - gemiddelde lengte en verhoogde dikte;
- D - verhoogde lengte en dikte.
Dit soort elementen zijn niet zo populair, hun reikwijdte is beperkt. Beide typen worden alleen geproduceerd door middel van alkalische en zouttechnologieën.
Door nominale spanning:
De nominale spanning van een eencellige batterij wordt bepaald door de chemische samenstelling. Enkele alkalische, zout-galvanische cellen bij inactiviteit geven een spanning van 1,5 V. Lithium-voedingen zijn verkrijgbaar met een spanning van 1,5 V (voor compatibiliteit met andere typen) en met verhoogde spanning (tot 3 V). Maar in de beschouwde maten kunt u alleen elementen van anderhalve volt kopen - om verwarring te voorkomen.
Voor nieuwe batterijen ligt de spanning onder nominale belasting dicht bij deze waarde. Hoe meer de chemische bron wordt ontladen, hoe meer de uitgangsspanning onder belasting zakt.
Cellen kunnen worden verzameld in batterijen. Dan wordt de uitgangsspanning een veelvoud van de spanning van één element. De batterij 6R61 ("Krona") bevat dus 6 cellen van anderhalve volt.Ze geven een totale spanning van 9 volt. De grootte van elke cel is klein en de capaciteit van zo'n batterij is laag.
Welke batterijen worden vinger en pink genoemd?
Beide maten galvanische cellen behoren tot de klasse van vingerbatterijen. Deze technische term wordt sinds de Sovjettijd gebruikt om te verwijzen naar batterijen met een vergelijkbare vorm. De USSR produceerde zoutcellen met één element "Uranus M" (316) en alkalische "Quantum" (A316), die overeenkomen met het huidige type AA. Er waren ook andere cilindrische vingerelementen van andere afmetingen en verhoudingen.
In de jaren negentig bedachten handelaren op de markten de term 'pink'-batterijen om AAA-cellen te onderscheiden van andere vormfactoren. Deze naam is wijdverbreid in het dagelijks leven. Maar het gebruik ervan in technische materialen is op zijn minst onprofessioneel.
Belangrijkste technische kenmerken van AA- en AAA-batterijen
Het belangrijkste verschil tussen AA- en AAA-vingerbatterijen is de grootte. En hij bepaalt, zoals gezegd, de capaciteit.
| Maat | Lengte, mm | Diameter, mm | Elektrisch vermogen, mAh | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Lithium | Zout | alkalisch | Lithium | ||
| AA | 50 | 14 | 1000 | 1500 | tot 3000 |
| AAA | 44 | 10 | 550 | 750 | 1250 |
Er moet aan worden herinnerd dat de elektrische capaciteit afhankelijk is van de ontlaadstroom en dat de nominale waarde voor elk type element niet groter is dan enkele tientallen milliampère. Bij stromen boven 100 mA zal de batterijcapaciteit veel lager zijn. Dit betekent dat een 1000 mAh cel, ontladen met een stroom van 10 mA, ongeveer 100 uur meegaat. Maar als de ontlaadstroom 200 mA is, is de lading veel eerder dan 5 uur uitgeput. De capaciteit zal meerdere keren afnemen. Ook zal de elektrische capaciteit van elk element afnemen met afnemende temperatuur.
Afhankelijk van de grootte en technologie hebben batterijen verschillende gewichten, hoewel dit kenmerk zelden bepalend is - de massa van de apparatuur overschrijdt in de meeste gevallen het gewicht van meerdere batterijen aanzienlijk. Vaker is het nodig om dit te weten voor opslag en transport van galvanische cellen.
| Maat | Gewicht, g | ||
|---|---|---|---|
| Zout | alkalisch | Lithium | |
| AA | tot 15 | tot 25 | tot 15 |
| AAA | 7-9 | 11-14 | tot 10 |
Het gewicht van de batterijen varieert, niet alleen afhankelijk van de fabricagetechnologie, maar ook van de productiemethode van het glas. Het kan metaal zijn met een plastic coating of volledig polymeer. Met drie krachtelementen kun je maximaal 30 gram gewicht winnen. Het is onwaarschijnlijk dat dit een bepalend criterium kan worden bij de keuze.
De houdbaarheid wordt bepaald door de zelfontladingsstroom en de celcapaciteit. Zelfontlading is afhankelijk van de technologie, capaciteit is afhankelijk van de vormfactor. Maar in de praktijk draagt het tweede kenmerk minder bij aan het lekken van lading tijdens opslag. Dit is althans wat de fabrikanten verzekeren, waarbij ze ongeveer dezelfde periodes in magazijnen aangeven voor AA- en AAA-elementen. Temperatuur heeft ook invloed op de houdbaarheid - met zijn toename neemt de houdbaarheid af.
| Maat | Houdbaarheid, jaren | ||
|---|---|---|---|
| Zout | alkalisch | Lithium | |
| AA, AAA | tot 3 | tot 5 | 12-15 |
Zoutelementen hebben nog een ander probleem. Batterijen van lage kwaliteit kunnen elektrolyt lekken. Daarom zal de daadwerkelijke houdbaarheid in dit geval nog korter zijn.
Voedingen kunnen onder verschillende omstandigheden worden gebruikt, waaronder temperatuur. En de geschiktheid van galvanische cellen zal anders zijn - ook afhankelijk van de productietechnologie. Er werd vermeld dat zoutbatterijen niet goed werken bij temperaturen onder nul.Lithium heeft, ondanks al zijn voordelen, een bovengrens van +55 ° C (de ondergrens is tot min 40 (meestal tot min 20), afhankelijk van de fabrikant). Alkalische hebben een breed bereik - van ongeveer min 30 tot +60 ° C en zijn in dit opzicht het meest veelzijdig.
Samenvattend moet worden opgemerkt dat de AA- en AAA-families in feite een groot aantal variaties van galvanische cellen bevatten. U kunt een batterij kiezen voor een breed scala aan bedrijfsomstandigheden en een breed scala aan kosten.
Vergelijkbare artikelen:
