Железо / 1021009
Железо / Электроника в быту / Приложения / Химические источники тока

Химические источники тока

Приложение 9

Радиоэлектронные приборы, работающие автономно, имеют встроенный источник питания того или иного типа. Рсссмотрим химические источники тока (ХИТ) различных систем.

Для питания бытовой и радиолюбительской аппаратуры чаще других используют марганцево-цинковые элементы и батареи с различными электролитами (солевым, хлоридным или щелочным) и воздушной деполяризацией. Широкое распространение получили также ртутно-цинковые, серебряно-цинковые и литиевые ХИТ.

Конструктивно ХИТ обычно имеет форму цилиндра (цилиндр малой высоты называют "пуговицей"). По рекомендации МЭК такие ХИТ имеют в обозначении:

одну букву, определяющую электрохимическую систему (L - алкалиновая, S - серебряно-цинковая, М или N - ртутно-цинковая и др.);

букву R (от английского Ring - круг), говорящую о форме элемента;

число от 03 до 600, условно определяющее размеры элемента.

Применяя ХИТ той или иной системы, следует, конечно, знать ее возможности, особенности эксплуатации и т.п.

Марганцево-цинковые элементы и батареи. Электрохимическая система: цинк - двуокись марганца - электрод.

Это, прежде всего, хорошо известные элементы и батареи Лекланше (угольно-цинковые), с солевым электролитом (водным раствором хлорида аммония и хлорида цинка). Они могут эксплуатироваться при температурах от -5 до +50°С. Имеют заметный саморазряд и недостаточно хорошую герметичность. Дешевы.

Другой тип - угольно-цинковые ХИТ с водным раствором хлорида цинка. Энергетические показатели этих источников примерно в 1,5 раза выше, чем у элементов и батарей предыдущей группы. Могут эксплуатироваться при температурах от -15 до +70° С. Имеют, меньший саморазряд и лучшую герметичность. Допускают больший разрядный ток.

Алкалиновые элементы и батареи. Электрохимическая система аналогична электрохимической системе марганцево-цинковых элементов, но в качестве электролита здесь используется щелочь в виде водного раствора гидроокиси калия. Алкалиновый элемент можно перезаряжать до 10...15 раз, но его повторная отдача не превысит 35% начальной. Для перезарядки годятся элементы, сохранившие герметичность и имеющие напряжение не менее 1,1 В. Алкалиновые ХИТ могут эксплуатироваться при температурах от -25 до +55°С. Допускают значительные разрядные токи.

Элементы и батареи с воздушной деполяризацией. Электрохимическая система: цинк - воздух - гидрат окиси калия. Гидроокись марганца МnООН окисляется кислородом воздуха до МnО2 Для подвода и удержания О2 используют специальные конструкции и материалы катода (элемент активизируется лишь после извлечения пробки, открывающей доступ воздуху). ХИТ с воздушной депо- ляризацией могут работать при температурах от -15 до +50°С. Они обладают высокими энергетическими показателями. Могут быть рекомендованы при значительных импульсных нагрузках.

Ртутно-цинковые элементы и батареи. Электрохимическая система: цинк - окись ртути - гидрат окиси натрия. Источники тока имеют высокие энергетические показатели. Работоспособны лишь при положительных температурах (0...+50°С). При малых токах разряда и стабильной температуре напряжение на элементе остается почти неизменным. Практически не имеют газовыделения. Из-за наличия ртути экологически вредны и к применению не рекомендуются.

Серебряно-цинковые элементы и батареи. Электрохимическая система: цинк - одновалентное серебро - гидрат окиси калия или натрия. Источники обладают малым саморазрядом, имеют хорошие энергетические характеристики и почти неизменное напряжение в процессе работы (при неизменной температуре). Температурный диапазон - О...+55°С

Литиевые элементы и батареи с органическим электролитом. Сюда входят более десяти электрохимических систем. Напряжение на элемент - от 1,5 до 3,6 В. Энергетические показатели выше, чем у ртутно- и серебряно-цинковых элементов: по массе - в 3 раза, по объему - в 1,5...2 раза. Литиевые источники обладают исключительно малым саморазрядом (сохраняют более 85% емкости после 10 лет хранения). Они герметичны и имеют довольно стабильное напряжение. В микромощных устройствах, где важна надежность контактов, используют литиевые источники с выводами под пайку.

В таблице П9.1 приведены данные алкалиновых элементов и батарей по МЭК и ГОСТ, ТУ ([11], с. 36, 37).

В таблице П9.2 приведены данные серебряно-цинковых элементов и батарей по МЭК и ГОСТ ([11], с. 38, 39).

В таблице П9.3 приведены данные элементов и батарей Лекланше по международным (МЭК) и государственным (ГОСТ, ТУ) стандар- там ([11], с. 34, 35).

Таблица П9.1

Обозначение по стандарту

Габариты (Ж х h или L х В х Н), мм

Масса,г

Напряжение, В

Емкость, мА·ч

мэк

ГОСТ, ТУ

Элементы

LR1

293

12х30,2

9,5

1,5

650

LR03

286

10,5х44,5

13

1,5

800

LR6

LR6;A316; ВА316; 316-ВЦ; "Сапфир"

14,5 х 50.5

25

1.5

1000...3700

LR10

А332; ВА332

20,5 х 37

26

1,5

1300...2800

LR14

LR14; А343; ВА343

26,2 х 50

65

1,5

3000...8200

LR20

LR20; А373; ВА373

34.1 х61,5

125

1.5

5500... 16000

Батареи

6LF22

"Корунд"

26,5 х 17,5 х 48,5

46

9

620

 

Таблица П9.2

Обозначение по стандарту

Габариты (Ж х h), мм

Масса,г

Напряжение, В

Емкость, мА·ч

МЭК

ГОСТ, ТУ

Элементы

SR41

СЦ-21; СЦ-0.038

7,9 х 3,6

0,7

1,5... 1,55

38...45

SR42

СЦ.0.08

11.6х3,6

1.6

1,5...1,55

80...100

SR43

СЦ-32; СЦ-0,12

11,6х4,2

1.8

1,5...1,55

110...120

8R44

СЦ-0,18

11,6х5.4

2.3

1.5...1.55

130...190

СЦ-30

11,6х2,6

1,5

1,5... 1,55

60

Батареи

4SR44

13 х 25,2

14.2

6

170

 

Таблица П9.3

Обозначение по стандарту

Габариты (Ж х h или L х В х Н), мм

Масса,г

Напряжение, В

Емкость, мА·ч

МЭК

ГОСТ, ТУ

Элементы

R1

R 1:293

12х30,2

7,5

1,5

150

R03

R03; 286

10,5х44,5

8,5

1,5

180

R6

R6; 316; "Уран-М"

14,5 х 50,5

19

1,5

450...850

R10

R10; 332

21,8х37,3

30

1,5

280

R12

R12; 336

21,5х60

48

1,5

730

R14

R14; 343; "Юпитер-М"

26,2 х 50

46

1,5

1530... 1760

R20

R20; 373; "Орион-М"

31,4х61,5

95

1,5

4000

R40

R40; AR40

67 х 172

600

1,5

39000... 46000

Батареи

2R10

2R10

21,8х4,6

58

3

280

3R12

3R12;3336; "Планета"

62 х 22 х 67

125

4,5

1500

4R25

4R25

67 х 67 х 102

650

6

4000

6F22

6F22; "Крона"

26,5 х 17,5 х 48,5

30

9

190...250

6F100

6F100

66 х 52 х 81

460

9

3600

В таблице П9.4 приведены данные ртутно-цинковых элементов и батарей по МЭК и ГОСТ ([11], с. 39-41)..

В таблице П9.5 приведены данные литиевых элементов.

Таблица П9.4

Обозначение по стандарту

Габариты (Ж х h ), мм

Масса,г

Напряжение, В

Емкость, мА·ч

МЭК

ГОСТ, ТУ

Элементы

MR6

MR6

10,5х44,5

25

1,35

1700

MR9

РЦ53

16 х 6,2

4,2...4,6

1,35

250...360

MR19

РЦ85

30,8 х 17

43 .

1,35

3000

MR42

РЦ31

11,6х3,6

1,4...1,6

1,35

110

MR52

РЦ55

16,4 х 11,4

8...9

1,35

450...500

РЦ63

21 х7,4

11

1,34

700

РЦ65

21 х 13

18,1

1,34

1500

РЦ73

25,5х8,4

17,2

1,34

1200

РЦ75

25,5 х 13,5

27,3

1,34

2200

РЦ82

30,1 х 9,4

30

1,34

2000

РЦ83

30,1 х 9,4

28,2

1,34

2000

РЦ93

31 х60

170

1,34

13000

Батареи

3MR9

-РЦ53

17х21,5

15

4,05

250...360

4MR9

4РЦ53

17х27

20

5,4

360

2MR52

2РЦ 55с

17х23

19

2,7

450

3MR52

-РЦ 55с

17х35

28

4,05

450

4РЦ 55с

16,2 х 53

40

5,4

450

5РЦ 55с

16,2 х 66

50

6,7

450

6РЦ63

23х48

72

7,2

600

 

Таблица П9.5

Шифр типоразмера

Габариты

(Ж х h), мм

Масса, г

Напряжение, В

Емкость, мА·ч

333

3,8 х 33

1,1

3

40

426

4,2 х 25,9

0,55

3

20

436

4,2 х 35,9

0,85

3

40

721

7,9х2,1

0,45

1,5

18

772

7,9 х 7,2

1

3

30

921

9,5х2,1

0,55

1.5

35

926

9,5х2,6

0,7

1,5

45

1121

11,6х2,1

0,85

1,5

50

1136

11,6х3,6

1,25

1.5

100

1154

11,6х5,4

1,85

1,5

170

1154

11,6х5,4

1,7

3

130

1220

12,5х2

0,8

3

30

1225

12,5х2.5

0,9

3

36

1616

16 х 1,6

1

3

30

1620

16х2

1,2

3

50

2010

20 х 1

1,1

3

20

2016

20х1,6

1,7

3

50...65

2020

20х2

2,3

3

90

2025

20 х 2,5

2,5

3

120(100)

2032

20 х 3,2

3

3

170(130)

2192 .

21 х9,1

11

3,5

400

2192

21 х 9,2

8,9

3

800

2312

23 х 1,6

2,3

3

90

2320

23х2

3

3

80...110

2325

23 х 2,5

3,7

3

140...160

2420

24,5 х 2

3,2

3

120(100)

2430

24,5 х 3

4

3

200(160)

2432

24,5 х 3,2

4,2

3

180

2525

25 х 2,5

4

3

200

2779

27,3 х 7,9

13

3

1200

3506

35,5 х 6

19,5

3

1700

11100

11,6х 10,8

3,3

3

160

12600

12х60,2

16

3

1000

13250

13 х 25,2

9

6

160

14250

14,1 х24,5

7,3

1,5

1600

14250

14,5 х 25

10

3

1000

14500

14,1 х 49,5

17,4

1,5

3900

17230

17х23

9,5

3

750

17340

17х33,5

13,5

3

1200

26180

26,2 х 18,2

25

3,5

1000

26500

26х50

47

3

5000

34610

32 х 60,5

110

1,5

16000

Примечание: фирма Sanyo выпускает овальные литиевые элементы CR 736-2 (напряжение 3 В, емкость - 70 мА-ч, габариты 15,7х7,8х3,6 мм) для батарей типа "Крона" ([II], с. 42-44)

О некоторых особенностях элементов и батарей зарубежного производства, преимущественном их назначении можно судить по сделанным на них надписям ([II], с. 79, 80):

Alkaline - элемент (батарея) со щелочным электролитом

Camera - для фотокиноаппаратуры

Cigarette Lighter - для карманной зажигалки

Communication Device - для средств связи

Fishing Float - для поплавка

Game - для электронной игрушки

Hearing Aid - для слухового аппарата

Lighter - к зажигалке

Lithium - литиевый элемент (батарея)

Marganese-Zinc - марганец-цинковый элемент (батарея)

Measuring Equipment - для измерительных приборов

Medical Instrument - для медицинских приборов

Mercuric Oxide - ртутно-цинковый элемент (батарея)

Microphone - для микрофона

Mini Radios - для миниатюрного радиоприемника

Nickel-Zinc- никель-цинковый элемент (батарея)

Photographic Light Meter - для фотоэкспонометра

Pocket Bell - для карманного будильника

Silver Oxide - серебряно-цинковый элемент (батарея) Standart - универсальный элемент (батарея) Watch - для часов Wristwatch - для наручных часов

Железо / Электроника в быту / Приложения / Химические источники тока