Какие типы батареек бывают: разбираемся в формах, названиях и составах

При замене элементов питания далеко не все задумываются, как это сделать правильно. Между тем важно знать, какие типы батареек подходят к устройству и какими характеристиками они должны обладать, иначе разочарования не избежать: в лучшем случае энергии не хватит для полноценной работы техники, а в худшем она и вовсе сломается. Рассказываем, на что обратить внимание при выборе источника тока, чтобы обеспечить исправное функционирование прибора и не потратить при этом лишних денег.

Как научиться выбирать элементы питания

Как устроена батарейка
Разновидности
— По размеру и форме
— По составу
Как выбрать правильные батарейки
Аккумуляторные источники тока

Как устроены одноразовые элементы питания

Принцип действия любой батарейки основан на реакции превращения химической энергии в электрическую.

Каждое такое приспособление состоит из корпуса с изоляционным покрытием, анода (здесь идут процессы окисления) и катода (здесь проходит восстановление), а также электролита (вещества, которое хорошо проводит электричество) и сепаратора (он нужен, чтобы реагенты не смешивались друг с другом).

Анодом выступают цинк, литий или магний, катодом служат диоксид марганца, оксид серебра, кислород, графит и т.д., а в качестве электролита используют солевой раствор, щелочь или кислоту. От этих компонентов зависит, какие бывают батарейки по названию — щелочные, литиевые, серебряные и т.д. Между положительным и отрицательным полюсами возникает разница потенциалов, которая и становится электродвижущей силой: вещество-восстановитель окисляется и отдает электроны, которые устремляются к катоду, создавая электроток. По мере повторения окислительно-восстановительных процессов исходного материала остается все меньше, и элемент питания постепенно разряжается.

Какие виды батареек бывают

По размеру и форме

Самый очевидный признак, по которому различаются элементы питания, — это их габариты и внешний вид. Существуют цилиндрические, круглые и прямоугольные модели. И именно на эти характеристики стоит смотреть в первую очередь: изделия неподходящего форм-фактора не получится вставить в устройство, даже если они будут подходить по емкости, напряжению и т.д.

Какие бывают батарейки по размеру и форме?

Самые распространенные гальванические элементы — «пальчиковые» (маркировка АА, или по международной системе R6) и «мизинчиковые» (ААА, или R03). И те и те сделаны в виде цилиндров и отличаются только размером: «пальчиковые» немного больше «мизинчиковых». Характерная форма позволяет определить их полярность, даже если нет опознавательных знаков: выступающая часть — это всегда «плюс», а плоская — «минус». Применяются они широко: в бытовых электроприборах, детских игрушках, пультах управления, беспроводной компьютерной периферии и др.

Разновидности C (R14) и D (R20) напоминают АА и ААА, однако они заметно шире, а D еще и выше, за что их называют «бочонками». Благодаря увеличенному объему они генерируют больше электричества, и их используют в портативной технике с большим энергопотреблением: переносных магнитофонах, рациях, мощных фонарях и т.д.

Дисковые элементы питания имеют плоскую круглую форму, поэтому их называют «таблетками». Виды батареек-таблеток зависят от диаметра (он может быть от 10 до 30 мм) и толщины (от 1,6 до 7,7 мм). Чаще всего их используют в компактных устройствах, где не хватит места для более крупных источников энергии — наручных часах, калькуляторах, брелоках, электронных термометрах, пультах автосигнализациии.

Прямоугольные модели, известные на постсоветском пространстве как «Крона» (R61, F22), обладают высоким напряжением (9 Вольт) и подходят для техники со средним и высоким потреблением энергии. Внутри они состоят из нескольких соединенных последовательно гальванических элементов меньшего размера.

Существуют и специализированные модели, предназначенные для узкого круга устройств. Например, А23 и А27 используют в бесконтактных ключах и брелоках сигнализации машин, AAAA — для лазерных указок и глюкометров, FTA1 — для беспроводных фотоэлементов и т.д.

По составу

Помимо формы и величины важную роль играет наполнитель (он бывает разный у гальванических элементов одного и того же типоразмера). От него зависит, как долго они прослужат, насколько стабильной будет их работа в разных условиях и другие параметры.

Какие бывают батарейки по составу?

Солевые (они же — цинково-углеродные, «сухие» и т.д.) — они появились еще в 1865 году и до сих пор активно используются. Их номинальное напряжение составляет 1,5 Вольт и лучше всего они подходят для техники с постоянным небольшим расходом энергии — большие нагрузки они не выдерживают. Один из самых серьезных недостатков этой разновидности батареек — то, что они могут потечь и испортить прибор, в котором находятся. Это может случиться, если они долгое время находятся в устройстве, которым не пользуются. Но есть у этой разновидности источника энергии и значительный плюс — предельно низкая цена.

Совет: когда требуется работа в суровых условиях, выбирайте модели с пометкой Heavy Duty — они обладают большей мощностью и их можно нагружать большими токами.

Алкалиновые, или щелочные батарейки, оптимальны по соотношению цены и параметров работы. Свое название они получили из-за щелочного раствора, который используется в них в качестве электролита. Напряжение у них может быть 1,5 Вольт либо 1,65 Вольт, что сравнимо с солевыми гальваническими элементами. А вот емкость у них намного выше — количество энергии, которую они готовы отдать, в 2-5 раз больше, чем у угольно-цинковых. К тому же разряжаются они плавно и постепенно. А вот вес у них больше: при одинаковых размерах они будут тяжелее на 20-25%, чем солевые. Если в приборе 1-2 щелочных источника тока, это некритично, но 4-5 уже могут заметно утяжелить небольшой девайс.

Литиевые батарейки — рекордсмены по срокам хранения без потери емкости. Они могут пролежать до 10 лет, а саморазряд при этом составит не более 10%. При этом они запасают больше энергии на единицу массы, чем другие, а значит их размеры могут быть минимальными при достаточно большой мощности. Еще одно важное отличие от остальных вариантов источников тока — возможность получать разное напряжение (от 1,5 до 3 Вольт), что делает шире возможности их применения. За такие хорошие характеристики приходится платить: стоят эти изделия заметно больше других.

Серебряные гальванические элементы используют в качестве катода оксид серебра. По своим рабочим параметрам они одни из самых лучших: долговечные, способные работать с большими токами, обладающие высокой емкостью и минимальным саморазрядом. Однако и цена на них заметно больше.

Основные характеристики батареек в зависимости от их типа представлены в сводной таблице.

Тип	Плюсы	Минусы
Солевой («сухой», угольно-цинковый, марганцево-цинковый)	Невысокая цена. Минимальный вес.	Маленькая емкость. Неспособность работать с большими токами и в холоде. Спадающая кривая заряда. Плохая герметичность.
Heavy Duty — усовершенствованные соляные батарейки	Невысокая цена. Работают в суровых условиях (жара, мороз). Отдают больше тока, чем обычные соляные.	Маленькая емкость. Спадающая кривая заряда.
Щелочные (алкалиновые)	Работа с большими токами. Длительный срок хранения без потери емкости. Пологая кривая разряда.	Большой вес. Цена больше, чем у солевых аналогов.
Литиевые	Минимальный саморазряд. Работа с большими токами и в любых условиях (от -40 до +60 градусов). Пологая кривая разряда.	Высокая цена.
Серебряные	Высокая емкость. Пологая кривая разряда. Устойчивость к жаре и холоду. Длительное хранение без потери емкости. Стабильная работа.	Высокая цена.

В продаже можно также встретить воздушно-цинковые батарейки — энергоемкие, надежные и безопасные. Однако большой популярности они не получили и используются в основном в слуховых аппаратах.

В 80-х годах настоящий бум переживали ртутные элементы питания. Однако сейчас они практически не встречаются, а в ряде стран и вовсе запрещены ввиду высокой токсичности этого металла и сложности его утилизации.

Совет: узнать тип изделия можно сделать по маркировке перед буквой R на корпусе. Согласно стандартам МЭК (Международной Электротехнической Комиссии) буква L обозначает щелочной элемент питания, S — серебряный, C — литиевый, P — воздушно-цинковый, а если буквы нет — соляной.

Как выбирать

Купив первые попавшиеся батарейки взамен разрядившихся, можно вскоре пожалеть. Стоит не только уточнить нужный типоразмер источников электричества, но и продумать, какие модели — солевые, щелочные, литиевые или серебряные — лучше подойдут к устройству, для которого их приобретают.

Золотым стандартом считаются алкалиновые элементы питания ААА — средние по цене, достаточно энергоемкие, способные работать как в оборудовании с малым энергопотреблением, так и там, где используются большие токи. Такой вид пальчиковых батареек используется повсеместно: в автономных бытовых приборах, в компьютерной технике, фотоаппаратуре, пультах дистанционного управления и т.д. Однако иногда и они оказываются недостаточно мощными или не подходят по другим параметрам.

Литиевые и серебряные варианты надежны, стабильно работают и имеют долгий срок службы, но их цена настолько высока, что устанавливать их в недорогой маломощный прибор нет смысла — вероятность, что он сломается раньше, чем «сядет» батарейка, очень высока. Солевые предельно дешевы, но не выдерживают высоких нагрузок и могут потечь.

Какие источники тока выбрать для разной техники, можно узнать из таблицы.

Вид батареек	Примеры применения
Солевые	Пульты дистанционного управления, настенные часы, детские игрушки.
Щелочные	Сложная энергоемкая техника, домашние медицинские аппараты (тонометры, инфракрасные и электронные термометры), фонари и ночники, мощные детские игрушки (например, машинки на радиоуправлении), компьютерная периферия, рации, фототехника, диктофоны.
Литиевые	Материнские платы и BIOS в компьютерах, наручные часы, портативные колонки, мощные медицинские приборы, напольные и настольные весы, датчики умного дома.
Серебряные	Материнские платы и BIOS в компьютерах, наручные часы, калькуляторы.

Совет: не стоит использовать элементы питания с разным составом в одном устройстве одновременно, а также ставить вместе старые и новые источники энергии — это может привести к некорректной работе оборудования, быстрому разряду, недостаточной суммарной мощности и т.д.

Аккумуляторные батареи

Многоразовые элементы питания отличаются от обычных тем, что их можно использовать многократно, периодически заряжая. Узнать их можно по надписи «reachargeable» и более высокой цене. Впрочем, вложения быстро окупаются, если пользоваться такими приспособлениями в энергоемкой технике: вместо регулярной покупки дорогих щелочных или литиевых одноразовых изделий вы просто подзаряжаете имеющиеся перезаряжаемые аккумуляторы.

Этот тип источников тока также различается формой, величиной и основным компонентом. Часть моделей повторяют типоразмер стандартных гальванических батареек (АА, ААА), другие же разрабатываются специально под устройство, для которого они предназначены. По своему составу они бывают никель-кадмиевые (Ni-Cd), никель-металлгидридные (Ni-MH), никель-цинковые (Ni-Zn), литий-ионные (Li-ion), литий-полимерные (Li-pol, LIP) и другие, менее популярные.

Каждый вариант имеет как преимущества, так и недостатки.

Название	Количество циклов зарядки	Достоинства	Недостатки	Примеры применения
Никель-металлгидридные	300-500	Работают в жаре и холоде (диапазон от -60 до +55 градусов). Минимальный «эффект памяти». Экологичность.	Малое количество циклов перезарядки. Большой показатель саморазряда.	Электробритвы, электрические зубные щетки, MP3-проигрыватели. Как замена обычным гальваническим элементам.
Никель-кадмиевые	100-900	Стабильная мощность. Долгий срок хранения. Морозостойкость. Пожаробезопасность. Могут храниться разряженными. Низкая цена.	Большой саморазряд. Токсичность (при неправильной утилизации). «Эффект памяти».	Строительный электроинструмент. Как замена обычным гальваническим элементам.
Никель-цинковые	250-370	Большая энергоемкость и высокое напряжение. Пожаробезопасность. Нетоксичность.	«Эффект памяти». Малое количество циклов перезарядки.	Фототехника. Как замена обычным гальваническим элементам.
Литий-ионные	От 500 до 15 000 в зависимости от разновидности	Низкий саморазряд. Большое число циклов заряда.	Огнеопасны. Боятся перезаряда. Токсичны (при неправильной утилизации). Теряют емкость на холоде.	Мобильные телефоны, ноутбуки, цифровые фотоаппараты, строительный электроинструмент.
Литий-полимерные	800-900	Большая энергоемкость. Низкий саморазряд. Сверхтонкая конструкция и возможность придания разных форм.	После глубокого разряда не восстанавливаются. Пожароопасны. Токсичны (при неправильной утилизации).	Смартфоны, планшеты, умные часы, электронные сигареты, игровые консоли и т.д.

Благодаря идентичным типоразмерам одноразовые и аккумуляторные батареи, как правило, взаимозаменяемы. Если хотите реже менять гальванические элементы в приборе, выбирайте перезаряжаемые варианты, так как они более энергоемкие и выдерживают высокие нагрузки. Если же надо, чтобы техника всегда была наготове, возьмите обычные, которые в любой момент можно заменить на новые, а не ждать несколько часов, пока они зарядятся.