Литиевые, солевые или алкалиновые — разбираемся в свойствах батареек, чтобы понять, какие из них лучше
Батарейка – первичный источник тока, имеющий определенный тип электрохимической системы. Разделяют их по виду металла и электролита, используемых в гальваническом элементе. Именно особенности конкретной системы и определяют сферу применения, достоинства и недостатки батарейки.
На самом деле, видов батареек очень много: солевые, алкалиновые, ртутные, серебряные, воздушно-цинковые, литиевые и пр. Самыми распространенными являются солевые, литиевые и алкалиновые.
Их особенности мы и рассмотрим:
-
Солевые – старейший и самый дешевый тип батареек. Для «отрицательного» полюса в них используется цинк или графит, а для «положительного» – двуокись марганца. Роль электролита выполняет хлорид аммония. Широкое применение солевые батарейки получили, в первую очередь, благодаря своей дешевизне и универсальности.
Но для устройств с сильными импульсами или с долговременной нагрузкой они не годятся: быстро разряжаются, не выдерживают низких температур и могут потечь. По международной маркировке они обозначаются буквой R.
- Алкалиновые или щелочные – батарейки, где полярность обеспечивают те же цинк и марганец, а электролитом выступает гидроксид калия. Именно эта щелочь и дала название типу этих батареек, тогда как алкалиновыми их называют по французской маркировке – alcaline. Эти элементы питания обладают значительно большей емкостью, герметичны и могут использоваться в приборах со средним и высоким потреблением тока. Они не боятся мороза, но по сравнению с солевыми, имеют более тяжелый вес. Такие батарейки маркируются буквами LR.
-
Литиевые батарейки объединяют в себе все преимущества предыдущих, вдобавок ко всему имея значительно более продолжительный срок службы. В качестве «положительного» полюса в них используется литий, а вот «отрицательный» полюс и электролит могут отличаться в зависимости от производителя. Это может быть марганец, пирит, тионилхлорид и пр.
Используют литиевые элементы питания повсеместно, в самых различных электроприборах. Единственный недостаток этих батареек – высокая цена. По международной маркировке их обозначают буквами CR.
Уже по описанию понятно, что по энергоемкости и сроку службы литиевые батарейки значительно превосходят солевые и алкалиновые. Может быть это как раз тот случай, когда заплатить больше все-таки стоит.
Что такое батарейка
Обыкновенная батарейка представляет собой электрический источник питания на основе химических реакций. При взаимодействии двух металлических электродов в жидком или твердом электролите происходит выработка энергии в результате взаимодействия элементов. Первая батарейка была изобретена более 2000 лет тому назад, при реакции меди и железа в уксусе вырабатывалось напряжение 1 В.
Разновидности
По форме и размерам согласно мировым стандартам элементы питания разделяются на такие виды:
- АА- пальчиковая;
- ААА- мизинчиковая;
- АААА;
- С- дюймовочка;
- D- бочка;
- квадратная;
- РР3- крона;
- Источники питания миниатюрных размеров.
В настоящее время существует большое количество разнообразных источников питания. Между собой они отличаются материалами, применяемыми для изготовления электродов и электролита. Среди многочисленных батареек выделяют несколько основных видов:
- солевые;
- щелочные;
- ртутные;
- серебряные;
- литиевые.
Солевые
Такие гальванические элементы имеют низкую стоимость относительно аналогов, однако имеется один существенный недостаток это низкая внутренняя емкость таких батареек.
Щелочные
Состав батарейки такого вида отличается от своих аналогов применяемым электролитом, в них используется активная щелочь гидроксид калия KOH. Электрод выполнен из двуокиси таких металлов, как цинк и марганец. Нашли широкое применение в современной электронике, на корпусе элементов указывается маркировка «ALKALINE».
Основным плюсом такой батарейки является продолжительный срок службы, в процессе эксплуатации номинальное напряжение понижается с меньшей скоростью. К минусам относят повышенную стоимость.
Серебряные
В качестве электролита применяют КОН, в состав электродов включено серебро. В таких элементах отмечают значительно увеличение срока службы, повышенную энергетическую плотность, постоянное номинальное напряжение, а также полную безвредность. Недостатками являются высокая цена.
Ртутные
В строении таких батареек используется цинк в качестве металла для анода, катод выполняется из ртутного оксида. Электроды разделяются сепаратором пропитанным электролитом. Такой элемент питания способен выполнять функции аккумулятора, однако емкость будет постепенно понижаться с каждым циклом восстановления заряда. При разряде происходит слипание ртути, а при заряде образуются дендриты цинка. Во время эксплуатации не допускается разгерметизация корпуса в связи с повышенной вредностью паров ртути. К преимуществам относят сохранение длительных значений плотности энергии, емкости и напряжения.
Литиевые
Данные элементы питания постепенно вытесняют все аналоги. Отрицательные электроды такой батарейки сделаны из лития. В них постоянно совершенствуются основные технические характеристики. К плюсам батареек с литиевым электродом относят увеличение срока хранения, широкий диапазон рабочих температур, повышенная внутренняя емкость. Основным минусом является повышенная стоимость.
Устройство батарейки
Рассмотрим, как устроена батарейка на примере щелочного элемента в разрезе. В качестве материала для отрицательного электрода применяется цинк, он пропитывается щелочным электролитом. Вывод анода на корпус изготавливается в виде стальной тарелки. Положительный электрод производят из никелированной стали.
Для того, чтобы не возникало коротких замыканий необходимо изолировать оболочку. Специальная прокладка удерживает газы, которые образуются в ходе химических реакций, так как их количество незначительно, камера для сбора выполняется малых размеров. В конструкции присутствует предохранительная мембрана, она защищает батарейку от возникновения короткого замыкания. Мембрана прорывается, и излишний электролит вытекает наружу.
Любой химический источник питания имеет в своей конструкции положительно и отрицательно заряженные электроды, а также активный электролит. Заряженные частицы электроны перемещаются от минуса к плюсу при подключении нагрузки. Катод выполняет восстановительную функцию, напитываясь зарядом от анода. Жидкий или твердый электролит выполняет функцию проводника для заряженных частиц.
Батареи на основе метал-гидридных никелевых соединений (Ni-MH)
Это относительно молодой вид батареек, обладающий рядом преимуществ, относительно щелочных.
- Первое и самое главное – «многоразовость». Такие батареи можно перезаряжать, причём не один раз.
- Второй плюс вытекает из первого – долговечность. Такой источник питания довольно долго будет вам служить, не станет частью коллекции хлама после первого использования.
Конечно же, такие элементы не продаются без обозначений ёмкости. Определяется она в миллиампер-часах (мАч). Эта цифра может отличаться между моделями одного размера и веса, всё зависит от применяемых технологий. Тем не менее, не стоит выбирать вариант с самой большой цифрой ёмкости. Почему?
Всё дело в свойствах материала: никель-металл-гидридные АКБ с высокой ёмкостью, стандартными размерами имеют достаточно высокую плотность элементов внутри, тонкие стенки изоляторов. Это может вызвать саморазряд, что не очень приятно, согласитесь. Именно поэтому их стоит заряжать только перед непосредственным применением, иначе, заряд может иссякнуть в самый неподходящий момент.
Но не только эта проблема присуща Ni-MH-батареям. Многие пользователи такого решения сообщали об эффекте памяти у таких АКБ. В чём он заключается? К примеру, если вы будете разряжать его на половину, а потом вновь заряжать – через некоторое время он на 50% начнёт ложно сообщать, что заряд на исходе. Из-за этого многие фотографы рекомендуют разряжать их до нуля.
Реализовано это за счёт использования более качественных материалов при создании аккумулятора. Благодаря этому, он может держать заряд на одном уровне до нескольких лет, при условии, что его не будут использовать. Удивительно, но большая часть таких источников питания продаётся уже заряженными, благодаря чему не нужно искать розетку сразу же после покупки.
Кроме того, Ni-MH-источники питания отлично дружат с фотооборудованием. Они выдают достаточно высокое напряжение для перезарядки вспышки и получения максимально яркого пучка света. К тому же, хватает их больше чем на 300 снимков, что не может не радовать.
Особенности аккумуляторов
Для покупки доступно два вида аккумуляторов: литий-ионные и формата АА. Второй тип батарей получил популярность за счет низкой цены. Как правило, фотоаппараты, работающие от АКБ типа АА, поставляются без ЗУ и требуют универсального решения.
Литий-ионный аккумулятор для фотоаппарата.
Более дорогие литий-ионные аккумуляторы используются только с устройствами конкретного бренда и марки: Canon, Nikon, Pentax, Olympus, Sony и т.д. Обычно они входят в комплект вместе с фотоаппаратом. При этом литий-ионные АКБ можно вставить в технику этого же производителя при соответствии разъемов. Также, если аккумулятор идет в комплекте, нужно проверять и наличие зарядного устройства. Оно также используется в качестве сетевого адаптера и защищает устройство от резких скачков напряжения сети. Комплектацию необходимо проверять перед покупкой, потому что найти дополнительную батарею бывает трудно, да и стоит она недешево.
Чтобы фотоаппарат и батарея прослужили в течение нескольких лет, надо правильно выполнять процесс восполнения емкости. Зарядка аккумулятора предусматривает использование специального зарядного устройства. Некоторые модели позволяют не вынимать АКБ для зарядки – достаточно подключить технику к ЗУ через кабель.
Перед продолжительными съемками батарею необходимо подзаряжать. Для этого можно докупить дополнительное ЗУ или аккумулятор, который позволит сделать больше фотографий за один сеанс. Также, в отличие от никель-кадмиевых и никель-цинковых, литий-ионные АКБ можно в любой момент подзарядить без потери ресурса.
Какие аккумуляторные батарейки типа АА лучше выбрать для длительного использования?
На этот вопрос вы сможете ответить сами, если ознакомитесь с критериями выбора. Итак, как выбрать лучшие батарейки для фотоаппарата?
Высокая токоотдача
Аккумуляторы, имеющие высокую токоотдачу, могут отдавать всю свою емкость на питание фотокамеры, не доходя до нижних значений напряжения. Каждый цифровой фотоаппарат оснащен контроллером питания, который регулирует напряжение на аккумуляторах. Именно он подает сигнал о том, что батарея разряжена.
Устройство управляется микропроцессором и, таким образом, распознает неисправные батареи. Поэтому этот прибор можно подключить к электрическому току с помощью батарей, хотя автоматическая смена плавающей нагрузки не будет. Устройство может заряжать только одни и те же батареи одновременно. С помощью соединительного кабеля для автомобильной сети 12 В и вес всего 85 г можно применять гибко. Полная настройка напряжения на 100 В до 240 В завершает изображение этого аппарата.
Расположение для операции отмечено зеленым цветом, пока не будет вставлена одна или несколько батарей. Эти короткие вспышки являются синонимом импульсной зарядки, которая считается более гладкой для батарей, а также, среди прочего, связана с более высокой эффективностью заряда, поскольку во время зарядки батареи не нагреваются так сильно.
Контроллер самостоятельно определяет текущий уровень разряда аккумуляторной батареи по разности потенциалов на самом элементе.
Высокая токоотдача помогает аккумулятору отдавать абсолютно всю свою емкость на питание девайса, при этом не достигая нижних значений напряжения. Например, если батарея имеет емкость 2500 mAh – все эти 2500mAh уйдут на питание устройства.
Помимо встроенной защиты от перегрева, дополнительный вентилятор гарантирует, что ни зарядное устройство, ни батареи не нагреваются. Это устройство распознает неисправные батареи и не заряжает их, и одновременно можно заряжать миньоны и микро батареи. Таким образом, управление через микропроцессор имеет все под контролем, и пользователь будет заряжать батареи за очень короткое время. Слот закрыт складной крышкой с канавками, которые обеспечивают необходимую вентиляцию. Вы можете заряжать до 4 батарей одновременно, для микро батарей — всего 2 слота.
Низкая токоотдача
Низкая токоотдача влечет за собой ситуацию, в которой фотокамера не может “достать” остатки энергии из батареи и вынуждена сообщить о том, что необходима срочная замена.
Емкость
И только вторым критерием выбора является емкость. Большая емкость в совокупности с высокой токоотдачей дадут наибольшее количество снимков на заряд батареи.
Саморазряд
Ну и последним критерием является саморазряд, о котором мы немного говорили в начале. Аккумуляторы, которые быстро “саморазряжаются”, придется регулярно ставить на подзарядку, что не очень удобно и отнимает много времени, а время и комфорт сегодня ценятся крайне высоко
Поэтому вы не можете, например, запустить функцию «обновления» в одном слоте и загружать оставшиеся три. Но взамен, смешивание миньона и микро батарей возможно в любом порядке и порядке. Устройство распознает неисправные батареи и отбрасывает их в процессе зарядки. После того, как процесс зарядки автоматически переключается на плавающий заряд, то есть батарея полностью заряжается светом зарядного тока. Таким образом, у вас есть гарантия наличия полной батареи при ее извлечении из зарядного устройства.
После установки батарей они исчезают под пластиковой крышкой, конструкция которой позволяет проветривать. В комплект поставки входит руководство по эксплуатации на нескольких языках. Без блока питания этот блок весит 140 г, поэтому его можно применять повсеместно. Это устройство также идеально подходит для постоянного использования. Таким образом, те, кто нуждается в свежезаряженных батареях каждый день, будут очень хорошо обслуживаться профессиональным зарядным устройством.
Что общего между щелочными и солевыми изделиями?
Чтобы выбрать тот или иной вариант, следует сравнить оба типа батареек.
Так, они изготавливаются на марганцево-цинковой основе, принцип действия у них один, размеры такие же. Применяются в тех же приборах. Рабочее напряжение варьируется в пределах 1,5-12 В. Подзаряжать такие батарейки нельзя.
Утилизируются они тоже одинаково. Просто так выбрасывать использованные элементы в мусорку нельзя, ведь они «умеют» разлагаться, а потому потенциально опасны для людей. Для этого есть специальные перерабатывающие пункты.
Вред, наносимый планете батарейкамиКуда идут переработанные батарейки
Разделение по типам изделий
Источники питания можно разделить на два типа: традиционные батарейки и перезаряжаемые аккумуляторные изделия. Рассмотрим каждый тип в раздельности.
Батарейки для фотоаппаратов
Однако не ко всем моделям фототехники они могут подойти. К примеру, к дорогим фотоустройствам такие элементы питания не подходят. Они работают на аккумуляторных источниках питания, непосредственно предназначенных для них.
Какими бывают батарейки? В основном, элементы питания бывают трех видов:
- Солевые батареи. Главным образом, преимущество таких батареек кроется в дешевой цене изделия. В продаже они идут на порядок ниже щелочных, а также литиевых изделий. Если данные батареи использовать в фотоаппаратах с фотовспышкой, то срок службы этих элементов питания значительно будет падать.
- Щелочные батареи. Щелочные элементы питания обладают немалой емкостью по сравнению с предыдущими солевыми батарейками. Многие модели цифровых фотоаппаратов находят в них свое применение. Такие батареи значительно утяжеляют фототехнику, поэтому их рекомендуется использовать для фотоаппаратов, которые эксплуатируются не так много по времени.
- Литиевые батареи. Если в ваш фотоаппарат возможно установить «пальчиковую» батарею, то лучше всего выберите данный тип изделий. Небольшие по весу, с низким саморазрядом и повышенным значением емкости, такие типы батарей безупречно напитают ваш фотоприбор необходимой для него электроэнергией.
В случае ежедневного использования фотоаппарата, лучше всего приобретите для его работы аккумуляторное изделие, подходящее по габаритам в устройство. Так будет практичней с точки зрения бюджетной экономии.
Аккумуляторы для фотоаппаратов
Использование аккумуляторов с типоразмерами (АА) в фототехнике становится незаменимым в настоящее время. Они отлично напитают ваше устройство электротоком и обеспечат экономию в денежном эквиваленте.
Обладая напряжением всего лишь в 1,2 Вольта, аккумуляторы способны заряжаться около тысячи раз без особой потери емкости изделия.
Какими же бывают аккумуляторы по типу изделий? Разберем три основных вида типоразмеров:
- Никель-металлогидридные аккумуляторы для фотоаппаратов. Такие модели АКБ обладают достаточной емкостью и работают долгое время без подзарядки. Предназначаются для многих видов переносных электроустройств. Имеются у них и недостатки. Они не выдерживают эксплуатацию при слишком низких температурах (минус десять градусов по Цельсию). При зарядке такого аккумулятора происходит сильное тепловыделение. А еще они подвержены быстрой саморазрядке.
- Никель-кадмиевые аккумуляторы для фотоаппаратов. Никель-кадмиевые аккумуляторы имеют достаточно невысокую стоимость ( в этом и есть их главное преимущество). Однако имеется в этих элементах питания «эффект памяти», а значит, саморазряд быстрый, и это характеризует их далеко не с положительной стороны.
- Литий-ионные аккумуляторы для фотоаппаратов. Внешние АКБ предпочитают этот долговечный — по сравнению с остальными, источник питания. Благодаря отличному сохранению заряда литий-ионные аккумуляторы входят во многие модели фотоаппаратных устройств. Стоимость таких моделей не из дешевых. Плюс быстрая разрядка на морозе. Все это характеризует с отрицательной стороны эти элементы питания.
Никель-кадмиевая батарея
Никель-кадмиевая батареяНапряжение: 1,2 В
Другой тип перезаряжаемых элементов — никель-кадмиевая (NiCd) батарея, в которой в качестве электродов используется металлический гидроксид кадмия и оксида никеля и щелочной электролит, в основном гидроксид калия (KOH). Он был изобретен в 1899 году шведским изобретателем Вальдемаром Юнгнером как альтернатива свинцово-кислотным батареям.
Никель-кадмиевые батареи не подходят для многих электронных устройств, поскольку их номинальное напряжение (1,2 В) ниже, чем у стандартных цинк-углеродных и щелочных батарей. Однако, в отличие от других, напряжение никель-кадмиевого элемента уменьшается лишь незначительно по мере его разрядки. Многие портативные приборы предназначены для работы при низких напряжениях (от 0,90 до 1,0 В / элемент).
Никель-кадмиевые элементы являются одной из очень немногих известных батарей, которые потенциально могут страдать от «эффекта памяти», временного состояния, в котором батарея теряет свою максимальную емкость после многократного частичного разряда (только до определенного процента в течение длительного периода времени).
Такие батареи широко используются в индустрии игрушек и когда-то широко использовались в портативных инструментах, электронных устройствах, камерах и фонарях.
Батарейки Eneloop XX от Sanyo
Этот продукт присутствует на рынке с 2005 года и его уже заслуженно можно назвать легендарным. В их основе лежит технология, диктующая развитие рынка в этой сфере.
Выпущенные компанией Sanyo АА батарейки и никель-металл-гидридные способны сохранять свой заряд на протяжении 5 лет. Новые аккумуляторы Eneloop рассчитаны на работу в течении 1800 циклов заряда и разряда. Предыдущее поколение выдерживало 1500 циклов, а это на 20% меньше, чем у нового продукта.
Пожалуй, именно эти аккумуляторы являются одними из самых лучших, представленных на рынке в данный момент. Проблема заключается в том, что не везде их так просто найти. Однако, и другие фирмы активно совершенствуют технологии LD-NiMh аккумуляторов. В изобилии представлены продукты фирм Energizer, Duracell или Ansmann. Например, можно встретить аккумуляторы с увеличенной емкостью, равной 2500мАч, что, соответственно, увеличивает и время их работы.
Параметры выбора и рекомендации
Чтобы грамотно выбрать аккумулятор для фотоаппарата, необходимо обратить внимание на следующие факторы
- Тип батарейки и напряжение. Указывается в документации на конкретный фотоаппарат.
- Объем АБ. Указывается на корпусе в мАч (mAh). Чем он больше, тем длительнее работает фотокамера.
- Время работы. Для работы с камерой, оснащенной фотовспышкой, рекомендуется применять никель – металлогидридные элементы.
- Температура окружающей среды. Если этот фактор не важен, то рекомендуется применять никель-металлогидридные АБ, а если важен – никель-кадмиевые.
- Зарядное устройство. Может идти в комплекте с АБ или приобретаться отдельно. В последнем случае необходимо знать, что для никель-кадмиевых батареек в таком устройстве должна присутствовать функция полной разрядки.
Особенности источников электропитания
В фотоаппаратах используются батарейки двух типоразмеров: АА ( пальчиковые) и ААА (мини-пальчиковые или мизинчиковые), которые одинаковы по техническим характеристикам. На фото ниже показаны батарейки разных типоразмеров.
В зависимости от способа производства энергии, источники питания для фотоаппаратов делятся на 2 вида: одноразовые батарейки (гальванические) и перезаряжаемые аккумуляторные батарейки (АБ).
Одноразовые батарейки
Одноразовые батарейки в зависимости от состава и технических характеристик делятся на 3 вида:
- щелочные (алкалиновые);
- солевые;
- литиевые.
Солевые батарейки не рекомендуется применять в фотоаппаратах, так как они используются для техники, которая включается периодически и потребляет мало электроэнергии (например, фонарик). С такими батарейками фотоаппарат быстро перестанет работать. К камерам лучше подходят щелочные батарейки, которые считаются универсальными источниками питания, или литиевые. Последний вид был специально разработан производителями для этих целей. Однако по стоимости они дороже других типов. Различить их можно по надписи на корпусе «Lithium». Также некоторые производители маркируют свои изделия приставкой «фото», что указывает на применение в технике с большим количеством потребляемой энергии.
Аккумуляторные батареи
Если одноразовые батарейки при потере своей работоспособности (не более 100 снимков) просто меняются на новые, то АБ могут перезаряжаться много раз — это количество зависит от типа и технологии производства. Здесь количество снимков может достигать 600. Поэтому, если фотоаппаратом пользуются регулярно, то лучшим и окупаемым приобретением будет перезаряжаемая аккумуляторная батарея и зарядка к ней.
Аккумуляторные батареи различаются по типу, материалу из которого изготовлены, напряжению и емкости. По типу они бывают:
литий-ионные (LilON);
литий-полимерные (LiPol);
никель-металлогидридные (Ni-MН), включая современные с аббревиатурой LSD NiMH;
никель-кадмиевые (Ni-Cd).
У каждого вида имеются свои плюсы и минусы. Так, к плюсам литий-ионных и литий-полимерных АБ относят небольшой вес и то, что эти батарейки способны длительное время сохранять заряд. Из минусов — высокая стоимость, также они не выдерживают большое количество перезарядок.
Никель-металлогидридные АБ выдают высокое напряжение, длительное время сохраняют заряд и имеют длительный срок эксплуатации. К недостаткам относят их большой вес, высокую стоимость и то, что они быстро разряжаются при колебаниях температуры окружающей среды. В этом отношении никель-кадмиевые АБ имеют больше положительных свойств. Они дешевые, легкие и работают при колебаниях температуры. Но у них есть 2 отрицательных свойства:
- разряжаются очень быстро и даже когда не используются длительное время;
- зарядка происходит только после полной разрядки.
Заключение
Для того, чтобы аккумулятор хорошо держал заряд и прослужил достаточно долго, он должен быть от надежного проверенного производителя и само собой оригинальным, а не дешевой подделкой
Также важно в каких условиях и как долго хранятся аккумуляторы
Поэтому лучше всего приобретать аккумуляторы в специализированных магазинах, которые уделяют особое внимание их качеству. Качественные аккумуляторы для самых различных целей от лучших производителей можно приобрести на сайте https://voltacom.ru/catalog/power/akkum
Зарядное устройство Xiaomi Mi Power Bank 2C 20000mAhЗарядное устройство Xiaomi Mi Power Bank 2 10000mAhЗарядное устройство Xiaomi Mi Power Bank 5000mAh