Baterie i akumulatory: rodzaje, kształty i rozmiary
Niezależnie testujemy rekomendowane przez nas produkty i technologie.
Baterie przenośne można podzielić na dwa duże obozy: jednorazowe baterie konwencjonalne i akumulatory wielokrotnego użytku z odwracalnymi procesami chemicznymi.
Podział według składu chemicznego
Z chemicznego punktu widzenia akumulatory dzielą się na osobne typy w zależności od rodzaju zastosowanego w nich elektrolitu i metali. Istnieją więc następujące klasy akumulatorów:
1.1 Cynkowo-węglowe
Baterie cynkowo-węglowe są starszymi kawalerii przenośnych baterii jednorazowych. Swoją nazwę otrzymały od zastosowania chlorku amonu jako elektrolitu. W swej istocie związek ten jest solą.
Z praktycznego punktu widzenia zaletą baterii cynkowo-węglowych jest ich niski koszt. Jednocześnie charakteryzują się małą pojemnością i nierównomiernym rozładowaniem, dlatego też warto stosować tego typu baterie w urządzeniach o niskim poborze prądu: zegarach ściennych, pilotach itp. W oznaczeniach międzynarodowych są one oznaczane literą alfabetu łacińskiego R.
1.2. Alkaliczne
„Odpowiedź” na jednorazowe baterie cynkowo-węglowe z myślą o urządzeniach bardziej energochłonnych. Baterie alkaliczne wykorzystują elektrolit w postaci wodorotlenku potasu, który jest alkalią. Baterie tego typu są znacznie droższe od baterii cynkowo-węglowych, jednak ich pojemność jest kilkukrotnie większa.
Jednorazowe baterie alkaliczne wyróżniają się dobrą równomiernością napięcia podczas rozładowywania i wysokimi prądami rozładowania. Nadają się do stosowania w lampach błyskowych, aparatach fotograficznych i ręcznych reflektorach. W systemie międzynarodowym baterie alkaliczne są oznaczane symbolami LR.
1.3. Niklowo-kadmowe (Ni-Cd)
Baterie niklowo-kadmowe są tanie w produkcji, bardzo niezawodne i trwałe. Jednakże „pamiętają” pozostały poziom naładowania, czyli mają tzw. „efekt pamięci”. Mówiąc prościej, rozładowanie takich akumulatorów jest możliwe tylko do momentu, w którym akumulator zaczął się ładować.
Technologia Ni-Cd jest rzadkością w akumulatorach przenośnych. Jedną z przeszkód w jego stosowaniu jest toksyczna natura kadmu — w przypadku uszkodzenia uszczelki obudowy akumulatory niklowo-kadmowe uwalniają „toksyczne” substancje, przez co nie są przyjazne dla środowiska.
1.4. Niklowo-metalowo-wodorkowe (Ni-Mh)
Dalszy rozwój technologii niklowo-kadmowej do produkcji akumulatorów z wykorzystaniem nietoksycznego wypełnienia. Akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe dostępne są w wersji AA i AAA, prawie nie podlegają „efektowi pamięci” i charakteryzują się dużą stabilnością napięcia roboczego przy rozładowywaniu.
Przenośne akumulatory oznaczone Ni-Mh charakteryzują się dużą pojemnością właściwą i długą żywotnością. Ale pod względem szybkości samorozładowania są nieco gorsze od podobnych modeli niklowo-kadmowych.
1.5. Litowo-jonowe (Li-Ion)
Baterie litowo-jonowe prawie nie podlegają efektowi pamięci, mają dużą gęstość energii i można je ładować z dowolnego poziomu rozładowania. Technologię tę zastosowano na pokładzie specjalistycznych akumulatorów przenośnych z oznaczeniami numerycznymi (więcej na ten temat poniżej).
Akumulatory Li-Ion tracą jedynie na wysokim koszcie, stosunkowo niskich prądach rozładowania i wrażliwości na przestrzeganie zasad eksploatacji.
W typowych akumulatorach litowo-jonowych materiałem katody jest związek kobaltu, manganu lub ich połączenia. Istnieją jednak również bardziej złożone „przepisy” na wykonanie katody, zawierające nikiel, kadm i mangan. Sprzętowo nazywane są technologią Li-Ion NMC, którą można spotkać w stacjach zasilania i zasilaczach UPS. Takie akumulatory pozwalają zwiększyć całkowitą moc przy stabilnym napięciu zasilacza.
1.6. Litowo-żelazowo-fosforanowe (LiFePO4)
Technologia litowo-żelazowo-fosforanowa eliminuje wady oryginalnych akumulatorów litowo-jonowych pod względem niezawodności, bezpieczeństwa i żywotności. Akumulatory LiFePO4 zapewniają wysoką gęstość energii, wytrzymują większą liczbę cykli ładowania/rozładowania, stabilniej utrzymują napięcie znamionowe w trakcie rozładowywania (aż do całkowitego wyczerpania rezerw energii), umożliwiają szybsze ładowanie oraz są stabilne termicznie i chemicznie. I co najważniejsze, technologia jest bezpieczniejsza niż oryginalna Li-Ion — oparte na niej akumulatory nie boją się przeciążeń i przeładowań, dobrze radzą sobie z intensywnymi obciążeniami, a prawdopodobieństwo pożaru lub eksplozji akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych jest zredukowane do zero.
Ściśle mówiąc, LiFePO4 to zaawansowana modyfikacja technologii litowej z katodą z fosforan litu żelaza. Oparte na niej akumulatory optymalnie nadają się do zasilania enegochłonnych urządzeń. Szczegółowe porównanie typów baterii litowych znajduje się w artykule „Li-Ion czy LiFePO4: Co jest lepsze do stacji zasilania i zasilacza UPS?”. To, co jest powiedziane w materiale, dotyczy akumulatorów niemal w 100%.
1.7. „Formuła” baterii miniaturowych
Wśród baterii guzikowych stosowanych w zegarkach na rękę, wagach, czujnikach bezpieczeństwa, zabawkach itp. najczęściej spotykane są ogniwa litowe, a nieco rzadziej alkaliczne i tlenkowo-srebrowe.
Baterie litowe CR umożliwiają osiągnięcie stosunkowo wysokich napięć (do 3 V) i długiego czasu pracy przy miniaturowych rozmiarach samych baterii. Wytrzymują zmiany temperatury i mogą być przechowywane przez bardzo długi czas ze względu na niski współczynnik samorozładowania. Oznaczenia ogniw CR kodują wielkość – np. konwencjonalna bateria CR2032 ma średnicę 20 mm i grubość 3,2 mm.
Baterie alkaliczne (LR) i baterie z tlenkiem srebra (SR) mają napięcie robocze około 1,5 V i są ze sobą wymienne, jednak przy założeniu niezmienionych warunków preferowany jest drugi podtyp. Mają lepszą stabilność i trwałość niż ich alkaliczne odpowiedniki. I chociaż baterie alkaliczne są tańsze, częściej przeciekają, co grozi awarią zasilanego urządzenia.
Gradację takich baterii opisano poniżej, a szerzej w materiale „Trudności wyboru: rodzaje baterii do zegarków naręcznych”.
Różnice pomiędzy bateriami a akumulatorami
Zarówno baterie jednorazowe, jak i akumulatory wielokrotnego ładowania mają swoje zalety i wady. W szczególności zwykłe baterie są niedrogie, wytwarzają wyższe napięcie robocze (stabilne 1,5 V w przypadku baterii AA) i nie wymagają ładowania przed użyciem.
Akumulatorów można używać wielokrotnie, co jest ich główną zaletą w porównaniu z bateriami jednorazowymi. Mają też lepszy stosunek ceny do ilości godzin pracy i można je stosować w urządzeniach z możliwością ładowania (te same lampy ogrodowe z baterią słoneczną).
W przypadku konwencjonalnego pilota do telewizora nie ma sensu kupować akumulatorów. Tradycyjne baterie sprawdzają się tutaj świetnie. Akumulatorki przydadzą się w brelokach do alarmów samochodowych, lampach błyskowych i innych energochłonnych urządzeniach, z powodu ciągłego zakupu baterii do których można zbankrutować.
Standardowe rozmiary większości baterii i akumulatorów są ze sobą ściśle powiązane, jednak istnieją między nimi pewne różnice. Dlatego przyjrzyjmy się osobno siatkom wymiarowym ogniw przenośnych.
Rozmiary baterii
Wśród baterii jednorazowych wyraźna jest dominacja „paluszków” i „cienkich paluszków”. Oznaczane są odpowiednio tagami AA i AAA. Nieco mniej popularne są baterie typu C i D, a także znane 6LR61.
Dla większej przejrzystości różnice między rozmiarami baterii jednorazowych pokazano w tabeli:
Rodzaj | Dane techniczne | Stosowanie | ||
---|---|---|---|---|
Średnica, mm | Grubość, mm | Napięcie, V | ||
AA (paluszki) | 14 | 50 | 1.5 | W szerokiej gamie sprzętu RTV i AGD. |
AAA (cienkie paluszki) | 11 | 44 | 1.5 | Gdzie standardowe ogniwa AA byłyby zbyt nieporęczne. |
AAAA | 8.3 | 43 | 1.5 | W niektórych urządzeniach gospodarstwa domowego. |
Z | 26 | 50 | 1.5 | W sprzęcie obciążonym energią. |
D | 34 | 63 | 1.5 | W dużych i energochłonnych urządzeniach. |
6LR61 (kształt prostokątny ze stykami na górnym końcu) | 26.5 | 48.5 | 9 | W systemach alarmowych, przenośnym sprzęcie audio, przyrządach pomiarowych w budownictwie. |
CR123 | 17 | 34.5 | 3 | W niektórych modelach aparatów cyfrowych. |
CR2 | 15 | 27 | 3 | Służy jako jednorazowy zamiennik akumulatorów 15266 i 15270. |
A23 | 10 | 29 | 12 | W urządzeniach wymagających zwiększonego napięcia zasilania. |
A27 | 8 | 28 | 12 | W urządzeniach wymagających zwiększonego napięcia zasilania. |
A29 | 8 | 20 | 9 | W brelokach alarmowych, kluczach bezdotykowych, latarkach. |
N (LR1) | 12 | 32 | 1,5 | Używane są dość rzadko. |
Rozmiary akumulatorów
Akumulatory wielokrotnego użytku pod wieloma względami są podobne do baterii jednorazowych. Jednak ich właściwości techniczne, w szczególności napięcie zasilania, są różne. Wyraźny obraz różnic między najpopularniejszymi rozmiarami akumulatorów wielokrotnego użytku można zobaczyć w tabeli:
Rodzaj | Dane techniczne | Aplikacja | ||
---|---|---|---|---|
Średnica, mm | Grubość, mm | Napięcie, V | ||
AA (paluszki) | 14 | 50 | 1.2 | W szerokiej gamie sprzętu RTV i AGD. |
AAA (cienkie paluszki) | 11 | 44 | 1.2 | Gdzie standardowe ogniwa AA byłyby zbyt nieporęczne. |
Z | 26 | 50 | 1.2 | W sprzęcie obciążonym energią. |
D | 34 | 63 | 1.2 | W dużych i energochłonnych urządzeniach. |
6LR61 (kształt prostokątny ze stykami na górnym końcu) | 26.5 | 48.5 | 8.4-9 | W systemach alarmowych, przenośnym sprzęcie audio, przyrządach pomiarowych w budownictwie. |
CR123 | 17 | 34.5 | 3.6 | W niektórych modelach aparatów cyfrowych. |
14500 | 14 | 50 | 3.7 | W urządzeniach energochłonnych z silnikami elektrycznymi. |
16340 | 16 | 34 | ||
18350 | 18 | 35 | ||
18490 | 18 | 49 | ||
18650 | 18 | 65 | ||
21700 | 21 | 70 | ||
26650 | 26 | 65 |
Baterie miniaturowe („guzikowe” lub „pastylki”)
Nie jest łatwo od razu zrozumieć oznakowanie baterii guzikowych, zwanych również „pastylkami”. Rzecz w tym, że ich producenci używają różnych oznaczeń baterii. Aby ułatwić nawigację przy wyborze „pastylek”, przygotowaliśmy tabele porównawczą.
Baterie litowe (CR):
Producenci | Dane techniczne | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Renata Energizer Rayovac Maxell Panasonica Sony Toshiby | Citizen | Duracell | Timex | Seiko | Średnica, mm | Grubość, mm | Pojemność, mAh (średnia) |
CR1025 | 10 | 2.5 | 30 | ||||
CR1216 BR1216 | 12.5 | 1.6 | 30 | ||||
CR1220 | DL1220 | PA | SB-T13 | 12.5 | 2.0 | 40 | |
CR1225 BR1225 | 12.5 | 2.5 | 48 | ||||
CR1616 BR1616 | 280-209 | DL1616 | YA | 16 | 1.6 | 50 | |
CR1620 | 280-208 | DL1620 | EA | 16 | 2.0 | 68 | |
CR1632 | 16 | 3.2 | 137 | ||||
CR2016 BR2016 | 280-202/4/6 | DL2016 | FA | SB-T11 | 20 | 1.6 | 90 |
CR2025 | 280-205 | DL2025 | NA | SB-T14 | 20 | 2.5 | 165 |
CR2032 BR2032 | DL2032 | SB-T15 | 20 | 3.2 | 225 | ||
CR2320 BR2320 | 280-201 | 23 | 2.0 | 150 | |||
CR2325 BR2325 | SB-T12 | 23 | 2.5 | 190 | |||
CR2430 | DL2430 | 24.5 | 3.0 | 285 | |||
CR2450 | 24.5 | 5.0 | 540 | ||||
CR2477 | DL2477 | 24.5 | 7.7 | 950 |
Baterie tlenkowo-srebrowe (SR):
Producenci | Dane techniczne | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Energizer Eveready Renata Rayovac | Maxell Panasonica Sony Toshiby | Citizen | Duracell | Seiko | Timex | Varta | Norma IEC | Średnica, mm | Grubość, mm | Pojemność, mAh (średnia) |
301 | SR43SW | 280-01 | D301 | SB-A8 | D | V301 | SR1142 (SR43) | 11.6 | 4.2 | 130 |
303 | SR44SW | 280-08 | D303 | SB-A9 | A | V303 | SR1153 (SR44) | 11.6 | 5.4 | 175 |
309 | SR754SW | D309 | V309 | SR754 (SR48) | 7.9 | 5.4 | 80 | |||
315 | SR716SW | 280-56 | SB-AT | HA | V315 | SR716 (SR67) | 7.9 | 1.6 | 23 | |
317 | SR516SW | 280-58 | SB-AR | CA | V317 | SR516 (SR62) | 5.8 | 1.6 | 10.5 | |
319 | SR527SW | 280-60 | D319 | SB-AE/DE | V319 | SR527 (SR64) | 5.8 | 2.7 | 21 | |
321 | SR616SW | 280-73 | SB-AF/DF | DA | V321 | SR616 (SR65) | 6.8 | 1.6 | 14.5 | |
329 | SR731SW | V329 | SR731 | 7.9 | 3.1 | 37 | ||||
335 | SR512SW | 280-68 | SB-AB | V335 | SR512 | 5.8 | 1.2 | 6 | ||
337 | SR416SW | V337 | SR416 | 4.8 | 1.6 | 8 | ||||
339 | SR614SW | V339 | SR614 | 6.8 | 1.4 | 11 | ||||
341 | SR714SW | V341 | SR714 | 7.9 | 1.4 | 15 | ||||
344 | SR1136SW | V344 | SR1136 (SR42) | 11.6 | 3.6 | 105 | ||||
346 | SR712SW | 280-66 | SB-DH | V346 | SR712 | 7.9 | 1.2 | 9.5 | ||
350 | V350 | 11.6 | 3.6 | 105 | ||||||
357 | SR44W | 280-62 | D357 | SB-B9 | J | V357 | SR1154 (SR44) | 11.6 | 5.4 | 160 |
361 | SR721W | 280-53 | D361 | SB-BK/EK | X | V361 | SR721 (SR58) | 7.9 | 2.1 | 24 |
362 | SR721SW | 280-29 | D362 | SB-AK/DK | S | V362 | SR721 (SR58) | 7.9 | 2.1 | 23 |
364 | SR621SW | 280-34 | D364 | SB-AG/DG | T | V364 | SR621 (SR60) | 6.8 | 2.1 | 19 |
365 | SR1116W | V365 | SR1116 | 11.6 | 1.6 | 47 | ||||
366 | SR1116SW | 280-46 | D366 | V366 | SR1116 | 11.6 | 1.6 | 47 | ||
370 | SR920W | 280-51 | D370 | SB-BN | Z | V370 | SR921 (SR69) | 9.5 | 2.0 | 40 |
371 | SR920SW | 280-31 | D371 | SB-AN | V371 | SR921 (SR69) | 9.5 | 2.0 | 35 | |
373 | SR916SW | 280-45 | SB-AJ/DJ | WA | V373 | SR916 (SR68) | 9.5 | 1.6 | 29 | |
376 | SR626W | D376 | V376 | SR626 (SR66) | 6.8 | 2.6 | 27 | |||
377 | SR626SW | 280-39 | D377 | SB-AW | BA | V377 | SR626 (SR66) | 6.8 | 2.6 | 24 |
379 | SR521SW | 280-59 | D379 | SB-AC/DC | JA | V379 | SR521 (SR63) | 5.8 | 2.1 | 16 |
380 | SR936W | V380 | SR936 | 9.5 | 3.6 | 82 | ||||
381 | SR1120SW | 280-27 | D381 | SB-AS/DS | V381 | SR1121 (SR55) | 11.6 | 2.1 | 50 | |
384 | SR41SW | 280-18 | D384 | SB-A1/D1 | V384 | SR736 (SR41) | 7.9 | 3.6 | 45 | |
386 | SR43W | 280-41 | D386 | SB-B8 | H | V386 | SR1142 (SR43) | 11.6 | 4.2 | 130 |
389 | SR1130W | 280-15 | D389 | SB-BU | M | V389 | SR1130 (SR54) | 11.6 | 3.1 | 80 |
390 | SR1130SW | 280-24 | D390 | SB-AU | V390 | SR1130 (SR54) | 11.6 | 3.1 | 50 | |
391 | SR1120W | 280-30 | D391 | SB-BS/ES | L | V391 | SR1121 (SR55) | 11.6 | 2.1 | 60 |
392 | SR41W | 280-13 | D392 | SB-B1 | K | V392 | SR736 (SR41) | 7.9 | 3.6 | 45 |
393 | SR754W | D393 | SB-B3 | F | V393 | SR754 (SR48) | 7.9 | 5.4 | 80 | |
394 | SR936SW | 280-17 | D394 | SB-A4 | V394 | SR936 | 9.5 | 3.6 | 79 | |
395 | SR927SW | 280-48 | D395 | SB-AP/DP | LA. | V395 | SR927 (SR57) | 9.5 | 2.7 | 55 |
396 | SR726W | 280-52 | D396 | SB-BL | V | V396 | SR726 (SR59) | 7.9 | 2.6 | 32 |
397 | SR726SW | 280-28 | D397 | SB-AL | N | V397 | SR726 (SR59) | 7.9 | 2.6 | 32 |
399 | SR927W | 280-44 | D399 | SB-BP/EP | W | V399 | SR927 (SR57) | 9.5 | 2.7 | 53 |
Baterie alkaliczne (LR):
Producenci | Dane techniczne | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Renata | GP | Camelion Hyundaia | Rayovac | Seiko | Varta | Norma IEC | Średnica, mm | Grubość, mm | Pojemność, mAh (średnia) |
LR521 | G0 | AG0 | LR63 | 5.8 | 2.15 | 9 | |||
LR621 | G1 | AG1 | V1GA | LR60 | 5.8 | 2.15 | 8 | ||
LR626 | G4 | AG4 | V4GA | LR66 | 6.8 | 2.6 | 12 | ||
LR721 | GP62A | G11 | AG11 | LR58 | 7.9 | 2.15 | 21 | ||
LR726 | G2 | AG2 | LR59 | 7.9 | 2.6 | 25 | |||
LR736 | G3 | AG3 | V3GA | LR41 | 7.9 | 3.6 | 24 | ||
LR754 | GP93A | G5 | AG5 | V5GA | LR48 | 7.9 | 5.4 | 53 | |
LR920 | GP93A | G6 | AG6 | V6GA | LR69 | 9,5 | 2.1 | 30 | |
LR926 | G7 | AG7 | V7GA | LR57 | 9.5 | 2.6 | 34 | ||
LR936 | GP94A | G9 | AG9 | V9GA | LR45 | 9.5 | 3.6 | 50 | |
LR1120 | GP91A | G8 | RW40 | AG8 | V8GA | LR55 | 11.6 | 2.1 | 24 |
LR1130 | GP89A | G10 | RW49 | AG10 | V10GA | LR54 | 11.6 | 3.1 | 44 |
LR1142 | GP86A | G12 | RW84 | AG12 | V12GA | LR43 | 11.6 | 4.2 | 70 |
LR1154 | GP76A | G13 | AG13 | V13GA | LR44 | 11.6 | 5.4 | 110 |
Utylizacja zużytych baterii
Zużyte baterie zawierają wiele niebezpiecznych substancji chemicznych, które mogą szkodzić zdrowiu ludzkiemu i środowisku. Na wysypisku jedna bateria rozkłada się w ciągu stu lat, zanieczyszczając ponad 20 m² ziemi i kilkaset litrów wód gruntowych. Toksyny dostające się do organizmu ludzkiego wraz z pożywieniem lub wodą mogą powodować szereg poważnych chorób — od zaburzeń nerwowych po raka.
Zużyte akumulatory i baterie podlegają recyklingowi i ponownemu użyciu. Dlatego niezwykle ważne jest, aby nie wyrzucać ich do kosza razem z innymi odpadami, lecz przechowywać je w specjalistycznych pojemnikach lub przekazywać do punktów zbiórki. Umieszczane są one przy wejściach do dużych supermarketów, w niektórych władzach mieszkaniowych i usługach komunalnych oraz administracjach osiedli miejskich.
Aby bateria dobrze trzymała ładunek i działała wystarczająco długo, lepiej jest preferować oryginalne rozwiązania zaufanych producentów. Ważne są także warunki przechowywania i okresy przechowywania ogniw. I co najważniejsze, poddawaj zużyte baterie recyklingowi – w ten sposób przyczynisz się do ochrony przyrody.