Типы батареек: виды, размеры, характеристики и аналоги элементов питания

Гальванический элемент — это базовый источник энергии. Несколько таких элементов, соединённых определённым образом, образуют батарейку. Напряжение между её контактами равно сумме напряжений всех составляющих элементов.

В данном контексте мы говорим об элементах с напряжением 1,5 В и 3 В (например, литий-ионных) и о батарейках, которые обычно называют в обиходе. Также рассматриваются сборки элементов с напряжением от 3 В, кратным 1,5 В, в зависимости от количества элементов в батарейке. Такой подход упрощает адаптацию информации к привычному восприятию.

Напряжение одного гальванического элемента варьируется в пределах 1,2–1,55 В, в зависимости от его типа. 

Мы рассмотрим типоразмеры, ёмкость, саморазряд и другие особенности.

Меню:

• Гальванический элемент
• Конструктивные особенности
• Краткое описание популярных видов батареек
• Каких форматов бывают батарейки
• Что означают параметры батареек: полярность, напряжение, ёмкость
• Виды батареек по химическому составу
• Типы батареек по размеру и их обозначения
• Таблица соответствия аналогов часовых батареек
• Таблица аналогов соответствия воздушно-цинковых элементов питания - батареек для слуховых аппаратов
• Таблица аналогов соответствия плоских литиевых батареек - таблетки (CR)
• Таблица аналогов соответствия батареек для часов по брендам и моделям
• Чем отличаются аккумуляторные батарейки от обычных

Конструктивные особенности

Батарейка — это устройство, состоящее из нескольких отдельных элементов питания, объединённых в одном корпусе. Каждая из этих батареек обладает герметичностью, что предотвращает утечку электролита. Щелочные батареи не подвержены протечкам, а литиевые не пропускают влагу, поскольку их конструкция может привести к опасному тепловому выходу из строя (пожару или разрыву) при контакте с водой.

Анод и катод батарейки являются её полюсами, обозначаемыми как «плюс» и «минус», и их нельзя путать при подключении. Анод, или положительный полюс, обычно имеет выступающий контактный участок на поверхности, однако у часовых «таблеток» он представлен гладкой стороной. Батарейка формата «Крона» оснащена двумя контактами рядом, где плюс выполнен в виде меньшего выступа. Для её подключения используется специальная контактная колодка.

В составной батарейке несколько элементов могут быть расположены рядом или вертикально. Каждый элемент имеет свой анод и катод, обкладку и электролит.

Краткое описание популярных видов 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 толще 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, большая батарейка 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 способ её пространственной организации, проще говоря, её форма. Мы привыкли называть батарейки круглыми, квадратными, плоскими, часовыми, кронами, бочонками, бочками или пальчиками. Однако существует классификация, которая позволяет более точно определить тип батарейки.

• 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.

Что означают разные параметры батареек: полярность, напряжение, ёмкость

Основные характеристики батареек и элементов питания определяют их применимость для различных устройств:

• Напряжение (в вольтах) или разность потенциалов между контактами характеризует работоспособность батарейки и её способность обеспечивать ток в электрической цепи.
• Ёмкость (в миллиампер-часах) указывает на количество энергии, накопленной батарейкой, которое она может отдать при использовании в замкнутом контуре.
• Ток саморазряда показывает скорость потери заряда при длительном хранении без подключения к потребителям.
• В некоторых случаях учитывается внутреннее сопротивление элемента, хотя этот параметр обычно не имеет значения для обычного пользователя.

Простой гальванический элемент генерирует напряжение от 1,2 до 1,6 В, в то время как литий-ионный источник тока обеспечивает 3 В. Несколько таких ячеек, объединенных в общий корпус, корректно именуются батареей или аккумулятором, что соответствует принципам закона Ома для электрических цепей. К примеру, батарея «Крона» состоит из шести ячеек по 1,5 В, суммарно создавая 9 В. В процессе работы батареи происходит снижение напряжения, что связано с уменьшением её электрохимического потенциала.

Важнейшей характеристикой для потребителя является емкость батареи, определяющая продолжительность её работы. Емкость измеряется в миллиампер-часах (мА/ч) и отражает, как долго батарея сможет обеспечивать энергией устройство при определенной силе тока. Например, если емкость батареи составляет 1 ампер-час (Ач), а потребляемый прибором ток равен 0,2 ампера, то устройство будет функционировать в течение 5 часов. Следовательно, чем больше ток и мощность устройства, тем большей емкостью должна обладать батарея.

Щелочные и литиевые элементы питания характеризуются более высокой емкостью по сравнению с солевыми аналогами. Емкость солевой батареи составляет приблизительно 0,55 Ач, щелочной – от 1 до 3 Ач, а литиевой – от 2 до 3 Ач.
Габариты батареи также влияют на её емкость: как правило, батарейка размера AA имеет более высокую емкость, чем батарейка размера AAA.

Виды батареек по химическому составу

Химический состав батареек определяет их эксплуатационные характеристики и стоимость.
Гальванический элемент, являющийся основой батарейки, генерирует электрический ток благодаря окислительно-восстановительной электрохимической реакции, происходящей между металлическими полюсами в растворе электролита. В любом гальваническом элементе есть положительный и отрицательный полюса, электролит и активная среда.
Классификация и названия батареек связаны с составом электролита и активными металлами на полюсах.

Солевые батарейки

Солевые батарейки — самые бюджетные и первые массово производимые гальванические элементы с маркировкой R. В их конструкции анод состоит из цинка (графита), а катод — из двуокиси марганца. Эти элементы погружены в раствор хлорида аммония, что и обеспечивает их работу.

Щелочные батарейки

Щелочные батарейки, также известные как батарейки алкалиновые, имеют маркировку LR. Они появились позже солевых и отличаются большей энергоёмкостью и продолжительностью работы. В качестве электролита в них используется гидроксид калия, что делает их более эффективными.

Серебряные батарейки

Серебряные батарейки относятся к щелочным элементам, хотя их не называют «алкалайн». Катод этих элементов изготовлен из оксида серебра, что и определяет их название. Батарейки с серебряным катодом и щелочным электролитом (SR) отличаются компактностью и высокой ёмкостью. Они часто применяются в часах, калькуляторах, материнских платах ПК и ноутбуков для питания памяти загрузчика. Иногда их называют серебряно-цинковыми щелочными элементами.

Литиевые батарейки

Литиевые батарейки и их составляющие элементы с маркировкой CR имеют литий на аноде. Электролит может быть разным, в зависимости от производителя. Одним из главных преимуществ литиевых батареек является минимальный саморазряд — они могут храниться годами без потери своих свойств.

Воздушно-цинковые батарейки

Воздушно-цинковые батарейки обозначаются маркировкой PR и используются ограниченно, преимущественно в медицинских приборах. Они обладают высокой ёмкостью, но быстро саморазряжаются. Из-за этого они редко применяются в быту и других областях, кроме медицины. Хранение таких батареек должно обеспечивать полную герметичность, иначе после вскрытия упаковки они быстро теряют свои свойства. Ёмкость воздушно-цинковых батареек превышает ёмкость литиевых в 2–3 раза.

Сравнение солевых и щелочных батареек показывает, что щелочные батарейки (алкалин) работают дольше в приборах, которые потребляют много энергии.
Солевые батарейки легче и дешевле, но они могут протекать.

Литиевые батарейки самые мощные и работают дольше всех, но они дороже и требуют герметичной упаковки, чтобы не попасть в воду.
Если литиевые батарейки намокнут, они могут сильно нагреться.

При выборе батареек важно учитывать цену и то, сколько энергии они могут дать. Например, для маленького фонарика подойдет солевая батарейка.
А для тонометра, который измеряет давление и качает воздух, лучше взять щелочную или литиевую батарейку, потому что они дают больше энергии и работают стабильнее.

Типы батареек по размеру и их обозначения

Производители устанавливают стандартные размеры батареек, известные как типоразмеры. Эти обозначения содержат информацию о габаритах элемента питания.

Для удобства подбора и использования рекомендуем обратиться к 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 батарейка, 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

При классификации гальванических элементов и батарей типоразмеры обычно обозначаются с помощью буквенных символов, например, (А) и (АА).
Эти символы, в свою очередь, соотносятся с бытовыми названиями, такими как «пальчиковая», «мизинчиковая», «таблетка» и «круглая батарейка».
Наименования широко распространены в повседневной речи.

Таблица соответствия аналогов часовых батареек

 

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

Renata	Varta	Rayovac	диаметр, мм	высота, мм	МЭК-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)

Обозначение	Размер (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

 

Чем отличаются аккумуляторные батарейки от обычных

Батарейки бывают обычные и аккумуляторные. Обычные батарейки нельзя подзарядить, а аккумуляторные можно. Когда мы говорим «зарядить батарейку», мы на самом деле имеем в виду, что нужно восстановить её электрохимический потенциал. Со временем этот потенциал уменьшается, и батарейка садится.

В аккумуляторных батарейках есть специальные элементы, которые можно перезарядить, если подать на них ток от внешнего источника. Это и есть процесс подзарядки.

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;
• нельзя заряжать аккумуляторные батарейки без устройства, приложив к полюсам провода — возможен разряд и возгорание;
• со временем аккумуляторы (заряжаемые батарейки) теряют емкость, через определенное количество циклов «заряд/разряд» - емкость упадет, батарейка начнет быстро заряжаться и так же быстро отдавать заряд.

 Следует обратить внимание на феномен «памяти» у некоторых типов аккумуляторов, который представляет собой специфическую особенность их эксплуатационных характеристик. В частности, при зарядке таких источников питания с остаточным уровнем заряда они могут «запомнить» этот уровень как нулевой, что приводит к снижению их номинальной емкости. Этот эффект особенно характерен для аккумуляторов, не содержащих литиевый электрод, таких как никель-кадмиевые и никель-металлогидридные батареи, которые широко применялись в мобильных устройствах предыдущих поколений.

Рекомендации по зарядке старых мобильных телефонов, комплектовавшихся данными типами аккумуляторов, предусматривали необходимость полного разряда батареи перед началом процесса зарядки. Этот подход позволял восстановить емкость аккумулятора и минимизировать эффект «памяти».

Важно отметить, что литиевые аккумуляторы, которые являются стандартом в современных мобильных устройствах, не подвержены данному эффекту. Их конструкция и материалы обеспечивают более стабильные характеристики и высокую энергоэффективность, что делает их предпочтительным выбором для современных электронных устройств.