Technologia, według której wykonana jest bateria lub akumulator.
Technologia określa skład chemiczny „nadzienia” i charakterystykę zachodzących w nim reakcji; w rezultacie zarówno ogólna charakterystyka wydajności, jak i szczegółowe zasady obsługi i przechowywania zależą bezpośrednio od tego parametru. Wśród akumulatorów naszych czasów najpopularniejsze są technologie
Li-Ion i
Ni-Mh,
Ni-Cd i Ni-Zn są zauważalnie mniej powszechne. Większa różnorodność akumulatorów. Zatem niedrogie pełnowymiarowe elementy są wykonane
z soli ;
technologia alkaliczna (alkaliczna) w takiej czy innej formie jest stosowana w zaawansowanych pełnowymiarowych i stosunkowo prostych miniaturowych bateriach pastylkowych 1,5 V; pierwiastki
tlenku srebra są bardziej zaawansowanym (i kosztownym) analogiem alkalicznych „tabletek”; a technologia
litowa umożliwia tworzenie miniaturowych zasilaczy o napięciu 3 V. Rzadsze i specyficzne przypadki to technologia Li-SOCl2, stosowana w pełnowymiarowych akumulatorach o podwyższonych wymaganiach niezawodnościowych, a także zasada działania cynkowo-powietrzna stosowane w specjalistycznych zasilaczach do aparatów słuchowych. Poniżej znajduje się bardziej szczegółowy opis każdej z wymienionych opcji:
— Li-Ion. Lito
...wo-jonowa to obecnie jedna z najpopularniejszych technologii akumulatorów; pierwotnie stworzony dla sprzętu przenośnego, jednak później zaczął być używany wszędzie. Takie akumulatory mają doskonałą gęstość ładunku - czyli solidną pojemność przy stosunkowo niewielkich rozmiarach i wadze. Ponadto szybko się ładują, a „efekt pamięci” (charakterystyczny w szczególności dla opisanych poniżej ogniw Ni-Cd) jest prawie nieobecny w tego typu źródłach energii (dokładniej jest to kompensowane przez wbudowane kontrolery ładowania) . Wśród wad można zauważyć nieco wyższy koszt niż na przykład Ni-Mh, a także wrażliwość na przeciążenia i naruszenia warunków pracy - mogą doprowadzić do pożaru, a nawet eksplozji. Jednak większość sprzętu do takich akumulatorów ma wbudowane obwody zabezpieczające; a jeśli nie ma takich obwodów, wystarczy zwrócić uwagę na tryb pracy lub kupić akumulator z wbudowanym obwodem zabezpieczającym (patrz poniżej).
- Ni-Mh. Ulepszona wersja akumulatorów niklowo-kadmowych (Ni-Cd) (patrz poniżej), w których zamiast kadmu na anodę zastosowano specjalny stop pochłaniający wodór. Pozwoliło nam to osiągnąć szereg korzyści w porównaniu z oryginalną technologią Ni-Cd. Po pierwsze, przy tych samych wymiarach, pojemność wzrosła 2-3 razy; Jednak pod względem gęstości ładowania akumulatory tego typu nadal zauważalnie ustępują akumulatorom litowo-jonowym – kosztują jednak też znacznie mniej. Po drugie, akumulatory Ni-Mh są przyjazne dla środowiska i łatwe w recyklingu. Po trzecie, „efekt pamięci” pojawia się w nich rzadziej i jest łatwiejszy do wyeliminowania. To prawda, że ta technologia nie pozwala na osiągnięcie tak wysokich prądów rozładowania, jak w akumulatorach niklowo-kadmowych; Jednakże akumulatory Ni-Mh w dalszym ciągu świetnie sprawdzają się w zastosowaniach wymagających dużej mocy i są lepsze od akumulatorów do nich (nawet wysokiej jakości alkalicznych - patrz poniżej). Typowym przykładem takiego zastosowania są aparaty cyfrowe. Jedną z zalet tej technologii jest także stabilność napięcia: pozostaje ono prawie niezmienione przez prawie cały czas pracy, a zauważalnie spada dopiero „przy ostatnich procentach naładowania”. Wady obejmują dość wysoki poziom samorozładowania; jednakże akumulatory o niskim samorozładowaniu (Ni-MH LSD) produkowane przez niektórych producentów nie mają tej wady. Samorozładowanie w tego typu źródłach prądu zostało zmniejszone na tyle, że wiele z nich trafia do sprzedaży naładowanych i gotowych do użycia (jak zwykłe akumulatory) i zachowuje wystarczający zapas energii przez 1-2 lata.
Należy pamiętać, że analogi Ni-Mh akumulatorów 1,5 V (na przykład rozmiary AA i AAA) mają nieco niższe napięcie nominalne - 1,2 V. Jednak większość urządzeń zaprojektowanych dla podobnych rozmiarów uwzględnia tę różnicę, a problemy z wymiennością pojawiają się rzadko .
- Ni-Cd. W dzisiejszych czasach ta technologia produkcji akumulatorów jest często postrzegana jako przestarzała; jednakże podobne elementy są nadal produkowane i używane. Akumulatory niklowo-kadmowe mają dość małą pojemność, jednak są też bardzo podatne na „efekt pamięci”: jeśli akumulator jest regularnie ładowany bez całkowitego rozładowania, jego pojemność efektywna maleje (jakby akumulator „pamiętał” do jakiego poziomu zwykle jest ładowany) zwolniony i akceptuje go jako null). Podobne zjawisko może wystąpić przy regularnym ładowaniu - w szczególności przy użyciu niedrogich urządzeń do ładowania podtrzymującego (kompensującego samorozładowanie całkowicie naładowanego akumulatora). Ponadto technologia produkcji akumulatorów Ni-Cd jest niebezpieczna dla środowiska, a same akumulatory są trudne do recyklingu i utylizacji. Niemniej jednak takie źródła zasilania mają szereg ważnych (a w niektórych sytuacjach wręcz fundamentalnych) zalet w porównaniu z innymi akumulatorami. Po pierwsze, technologia Ni-Cd prawie nie ma sobie równych przy pracy przy wysokich prądach rozładowania: nawet bardzo duże obciążenia są normalnie tolerowane i prawie nie mają wpływu na efektywną pojemność akumulatora (więcej informacji na temat tego efektu można znaleźć w części „Pojemność”). Po drugie, akumulatory tego typu nie boją się głębokiego rozładowania, wysokich czy niskich temperatur, a także są bezpieczne przed uszkodzeniami mechanicznymi. Po trzecie, w miarę rozładowywania napięcie akumulatorów niklowo-kadmowych spada bardzo powoli (w przeciwieństwie do np. jednorazowych baterii alkalicznych). Wszystkie te punkty sprawiają, że tego typu akumulatory idealnie nadają się do urządzeń o dużym poborze prądu – w szczególności elektronarzędzi i modeli sterowanych radiowo.
Podobnie jak Ni-Mh, podobne elementy w standardowym rozmiarze „półtora wolta” (na przykład AA lub AAA) wytwarzają nie 1,5 V, jednak tylko 1,2 V.
- Ni-Zn. Jedna z najstarszych technologii akumulatorowych w ogóle, jednak zasilacze domowe tego typu zostały wprowadzone dopiero w latach 2000-tych. Elementy takie pod wieloma względami przypominają opisane powyżej elementy niklowo-kadmowe: w szczególności doskonale tolerują duże prądy wyładowcze i idealnie nadają się do urządzeń o znacznym poborze energii, a także długo utrzymują napięcie pracy w trakcie rozładowywania. Ponadto akumulatory Ni-Zn w „półtorowych” rozmiarach AA i AAA (a takich jest większość) mają nie niższe, jednak podwyższone napięcie nominalne - 1,6 V, co pozwala na ich stosowanie bez żadnych ograniczeń jako bardziej efektywny zamiennik baterii jednorazowych. Substancje użyte w konstrukcji są przyjazne dla środowiska i łatwo podlegają recyklingowi. Główną wadą jakiś czas temu była krótka żywotność (po 50 - 80 cyklach pojemność zauważalnie spadła); problem ten został rozwiązany, jednak dopiero stosunkowo niedawno. Między innymi dlatego na razie (stan na 2021 r.) takich elementów jest na rynku niewiele.
Oto główne technologie stosowane w bateriach jednorazowych :
- Sól. Nazywany także „manganem-cynkiem”, w oparciu o główne metale użyte w konstrukcji. Najprostsza technologia stosowana w pełnowymiarowych (nie miniaturowych) bateriach; zakłada napięcie robocze 1,5 V na ogniwo - odpowiednio elementy o podwyższonym napięciu, takie jak 9-woltowa „Krona”, są montowane z kilku ogniw. Tak czy inaczej zasilacze solne mają małą pojemność, ich napięcie zauważalnie spada w miarę rozładowywania, a duża rezystancja wewnętrzna nie pozwala na stosowanie takich akumulatorów do obciążeń o dużym poborze prądu. Z drugiej strony elementy takie są łatwe w produkcji, niedrogie i charakteryzują się bardzo niskim poziomem samorozładowania. W świetle tego ostatniego, w przypadku urządzeń o stosunkowo niskim poborze prądu (np. pilotów) takie baterie sprawdzają się nawet lepiej niż alkaliczne (patrz niżej): większość energii pierwiastka alkalicznego w tym trybie pracy można przeznaczyć na samorozładowania, a nie zasilania obciążenia. Wiele elementów soli jest oznaczonych jako „ogólnego przeznaczenia”.
- Alkaliczne. Technologia produkcji baterii jednorazowych, która polega na zastosowaniu zasady w postaci elektrolitu (druga popularna nazwa to alkalia). Bardzo powszechne zarówno w pełnowymiarowych, jak i miniaturowych zasilaczach (patrz „Rozmiar typu”) o napięciu nominalnym 1,5 V; akumulatory o wyższym napięciu (na przykład Krona) składają się z kilku ogniw 1,5 V. Jednocześnie skład chemiczny wersji pełnowymiarowej i miniaturowej jest podobny, jednak ogólne cechy (w porównaniu z analogami tej samej wielkości) będą różne w obu przypadkach:
- Pełnowymiarowe baterie alkaliczne (takie jak AA i AAA) mają bardziej zaawansowaną charakterystykę działania niż baterie solne. Po pierwsze, ich całkowita pojemność jest zauważalnie większa – np. dla akumulatorów AA może przekroczyć 3000 mAh (podczas gdy dla ogniw solnych maksymalna pojemność to około 900 mAh). Po drugie, technologia alkaliczna pozwala na dłuższe utrzymanie napięcia roboczego podczas rozładowywania. Po trzecie, zmniejsza samorozładowanie i zwiększa trwałość akumulatorów. Dopuszczalny zakres temperatur takich akumulatorów jest szerszy, a ogólna niezawodność jest wyższa. Wadą tych zalet jest przede wszystkim wyższy koszt w porównaniu z źródłami solnymi. Poza tym nie ma sensu kupować baterii alkalicznych do urządzeń o niskim poborze prądu (np. pilotów): wytrzymają dłużej niż baterie solne, jednak ta różnica nie uzasadnia różnicy w cenie, gdyż znaczna część baterii alkalicznych źródło prądu marnuje się w takich warunkach - na samorozładowanie.
Z kolei miniaturowe alkaliczne baterie guzikowe są prostszym i tańszym odpowiednikiem zaawansowanych ogniw z tlenkiem srebra. Używają oznaczenia LR (patrz „Rozmiar”), mają niższą pojemność (zwykle 1,2 - 1,5 razy mniejszą niż roztwory tlenku srebra w tym samym rozmiarze), mają tendencję do szybkiego spadku napięcia podczas rozładowywania, a także nie są przeznaczone do urządzeń przy dużym poborze prądu. Z drugiej strony w przypadku obciążeń niskoprądowych (takich jak zegarek kwarcowy) takie możliwości są więcej niż wystarczające; i tabletki alkaliczne są znacznie tańsze niż tabletki „srebrne”.
- Lit. Baterie litowe są zwykle oznaczone CR; mogą być pełnowymiarowe lub miniaturowe (patrz „Rozmiar”). Charakterystyczną cechą takich akumulatorów jest to, że ich napięcie wynosi 3 V na ogniwo; takie samo jest zwykle ogólne napięcie znamionowe, z wyjątkiem określonych rozmiarów ram CR-P2L lub 2CR5, które wykorzystują wiele ogniw.
Pełnowymiarowe akumulatory wykonane w tej technologii początkowo projektowano przede wszystkim do aparatów cyfrowych i innych urządzeń o nieregularnym poborze mocy i dużym poborze prądu. Do podobnych zastosowań doskonale sprawdzają się także miniaturowe „pigułki” litowe (typowym przykładem są breloki do alarmów samochodowych, w których nadajnik włącza się na krótki czas, jednak wymaga dużej ilości energii), jednak można je także instalować w niskich -prądowe obciążenia. Inną specyficzną możliwością wykorzystania ich jest to, że mogą pełnić funkcję zapasowego źródła zasilania komputerów, tabletów, aparatów cyfrowych itp., umożliwiając zapisywanie danych o aktualnej dacie/godzinie i ustawieniach nawet po odłączeniu głównego akumulatora. Na przykład „klasyką gatunku” do zasilania pamięci BIOS na płytach głównych jest bateria CR2032. Ze względu na stosunkowo wysokie napięcie, „tabletki” litowe mają dość znaczną pojemność rzeczywistą, dlatego ich żywotność w takiej roli liczona jest zwykle w latach i często jest porównywalna z żywotnością samego urządzenia.
— Li-SOCl2. Tak zwana technologia chlorku litu-tionylu służy do tworzenia akumulatorów jednorazowych o zwiększonej niezawodności, przeznaczonych przede wszystkim do niekorzystnych warunków pracy. Baterie takie mają szereg istotnych zalet praktycznych. Zatem ich pojemność waha się od 1200 mAh dla miniaturowego rozmiaru 1/2 AA do ponad 35 000 mAh dla rozmiaru D; a biorąc pod uwagę, że napięcie nominalne wynosi 3,6 V, rzeczywiste zużycie energii jest imponujące. Baterie litowo-chlorkowe tionylu z łatwością wytrzymują duże obciążenia, w tym pulsacyjne; utrzymywać stabilne napięcie przez długi czas w miarę postępu rozładowania; posiadają szeroki zakres dopuszczalnych temperatur pracy (od -60°C do +85°C w modelach konwencjonalnych i od -40°C +150°C w modelach wysokotemperaturowych); wyposażony we wbudowane zabezpieczenie przed przeciążeniami i zwarciami; a nawet jeśli takie zabezpieczenie zawiedzie, akumulator pozostaje odporny na eksplozję i ogień i może być używany nawet w pomieszczeniach wypełnionych łatwopalnymi oparami. A samorozładowanie podczas przechowywania nie przekracza 1 - 2% rocznie, co zapewnia długi okres trwałości.
Ogólnie rzecz biorąc, akumulatory LiSOCl2 są idealną opcją dla urządzeń, które mają stosunkowo niski stały pobór mocy i muszą działać przez długi czas bez dodatkowej konserwacji. Główną wadą tej technologii jest jej bardzo wysoki koszt, co ogranicza jej użytek głównie do specjalistycznych zasilaczy profesjonalnych stosowanych w urządzeniach przemysłowych, w wojsku, przemyśle lotniczym itp. Warto również wziąć pod uwagę, że chociaż Li-SOCl2 można wykonać w standardowych rozmiarach „1,5 V”, takich jak AA, ich napięcie znamionowe, nawet w takich przypadkach, będzie wynosić wspomniane 3,6 V. A przy pierwszym włączeniu napięcie zwykle okazuje się zauważalnie niższe od znamionowego (około 2,5 V lub nawet mniej) - wynika to z właściwości chemicznych technologii; Po krótkim czasie wskaźnik ten wraca do normy, należy jednak wziąć pod uwagę tę funkcję w przypadku stosowania w niektórych typach urządzeń.
— Tlenek srebra. Technologia zastosowana w zaawansowanych miniaturowych bateriach o napięciu 1,5 V. Baterie te mają te same rozmiary co „tabletki” alkaliczne (patrz wyżej), jednak różnią się oznaczeniami: zgodnie z ogólnie przyjętą normą ogniwa na bazie tlenku srebra oznaczone są litery SR (alkaliczne - LR), a w naszym katalogu jako główny przyjęto bardziej szczegółowy standard - trzy cyfry z trójką na początku, na przykład „315” (zapewnia to większą dokładność; więcej szczegółów można znaleźć w „ Rozmiar"). W każdym razie, ze względu na użycie srebra, takie baterie są zauważalnie droższe od ich alkalicznych odpowiedników (z tego samego powodu technologia tlenku srebra prawie nigdy nie jest stosowana w ogniwach pełnowymiarowych); jednak różnica w cenie jest równoważona szeregiem praktycznych zalet. Jedną z najbardziej zauważalnych jest duża pojemność (średnio 1,5 razy większa niż alkalicznych „tabletek” tej samej wielkości). Ponadto technologia ta zapewnia stabilniejsze napięcie, które w miarę rozładowywania maleje dość wolno, niski opór wewnętrzny i odporność na krótkotrwałe duże obciążenia. Odnośnie tego ostatniego warto zaznaczyć, że większość elementów oksydowanych dostępna jest w dwóch opcjach specjalizacji: High Drain (dla obciążeń o nierównym i dużym poborze prądu, np. rozmowy bezprzewodowe, breloki do alarmów samochodowych itp.) oraz Low Drain (dla obciążeń o niskim i równomiernym poborze mocy, takich jak zegarek kwarcowy). Jednocześnie podobne akumulatory tej samej wielkości, jednak o różnej specjalizacji, mogą mieć ten sam znamionowy prąd rozładowania; jednakże wersje HD są generalnie bardziej odporne na nierównomierne obciążenie.
— Cynk powietrzny. Dość specyficzna technologia, popularna głównie w kompaktowych bateriach serii PR do aparatów słuchowych (patrz „Rozmiary”). Reakcja chemiczna zachodząca w tych bateriach wymaga powietrza; jednakże takie akumulatory są sprzedawane hermetycznie zamknięte i nie zachodzi w nich żadna reakcja. Dzięki temu samorozładowanie podczas przechowywania jest prawie zerowe, a trwałość jest bardzo przyzwoita. Przed użyciem należy aktywować źródło zasilania, wyjmując zainstalowaną na nim wtyczkę i otwierając dostęp powietrza; Należy pamiętać, że wtyczki w „tabletkach” cynkowo-powietrznych różnych rozmiarów różnią się kolorem, co pozwala rozróżnić je dosłownie na pierwszy rzut oka, bez konieczności czytania małych napisów na obudowie. Po aktywacji „żywotność” takiego ogniwa wynosi kilka tygodni – po czym elektrolit wysycha, a akumulator staje się bezużyteczny, niezależnie od tego, czy był używany jako źródło zasilania, czy nie. Jednak przy ciągłym korzystaniu z aparatu słuchowego ładunek wyczerpuje się zauważalnie szybciej niż wysycha elektrolit. Dzięki temu użytkownik aparatu słuchowego może mieć przy sobie porządny zapas takich elementów i uruchamiać je pojedynczo, w miarę potrzeb, bez obawy, że pozostałe stracą swoje właściwości.
