Hvilket batteri er bedst? Valg mellem alkalisk, zink, lithiumion og blysyre

Indhold

• Hvilken type batteri?
• Ordliste
• Ikke-genopladelige batterier (primære celler)
• Hvordan kan du teste batterier?
• Genopladelige batterier (sekundære celler)
• Fordele og ulemper ved genopladelige batterier
• Fordele
• Ulemper
• Brug af genopladelige som erstatning for ikke-genopladelige
• Hvilket batteri holder længst?
• Brug af "flade" AA-batterier
• Fjern batterier fra udstyr, når det ikke er i brug!
• Referencer
• Hvidliste dette websted i din annonceblokering!
• Spørgsmål og svar

Eugene er en kvalificeret kontrol- / instrumenteringsingeniør Bsc (Eng) og har arbejdet som udvikler af elektronik og software til SCADA-systemer.

Hvilken type batteri?

Der findes forskellige typer batterier på markedet i dag: forskellige størrelser, forskellig teknologi, forskellige spændinger, genopladelige og engangs engangsartikler. Så hvordan ved du, hvad du skal bruge? Denne artikel giver nogle grundlæggende fakta om de forskellige tilgængelige batterier.

Ordliste

Celle. En enhed, der producerer en spænding fra en kemisk reaktion og kan give strøm til strøm til elektroniske eller elektriske apparater, apparater eller værktøjer. Eksempler er AA-, AAA-, C- og D-celler. Selvom disse teknisk kaldes "celler", kaldes de almindeligvis "batterier".

Batteri. En enkelt celle kan kun producere en lav spænding, typisk 1,2, 1,5 eller 3,6 volt. Batterier består af flere celler forbundet i serie, så spændinger tilføjes. Så for eksempel er et 9 volt PP3 (MN1604) batteri sammensat af seks flade celler stablet oven på hinanden for at producere 6 x 1,5 = 9 volt. Cellerne er indkapslet af en ydre kappe. Et blybatteribatteri er lavet af 6 celler i serie for at producere 12 volt.

Ikke genopladelig eller primærbatterier. Disse bortskaffes, når de bliver "flade", og deres lagrede energi er brugt op.

Genopladelige sekundære batterier. Disse kan "fyldes" med ladning eller energi og bruges igen flere gange.

Kapacitet. Mængden af ​​opladning, et batteri rummer. Det måles i milliamp-timer (mAh) eller amp-timer (Ah).

For mere information om volt, strøm, forstærkere, watt og elektricitet, se min letforståelige guide: Watt, ampere og volt, kilowatt-timer (kWh) og elektriske apparater - forklaret grundlæggende elektricitet.

CRV3 3 volt ikke-genopladeligt lithiumbatteri sammen med en AA-celle til størrelsessammenligning.

Ikke-genopladelige batterier (primære celler)

Ikke-genopladelige eller primære celler fås i alle standardstørrelser og spændinger: AA, AAA, C, D og PP3 (MN1604). Den nominelle cellespænding er 1,5 volt og 9 volt for den lille firkantede PP3-type.

Der er flere bredt tilgængelige teknologier:

• Zink Carbon. Disse var de første, bredt tilgængelige ikke-genopladelige celler. De har en kapacitet på mellem en fjerdedel og en femtedel af alkaliske celler. De har en relativt høj intern modstand, og dette gør dem mere egnede til lavstrømsafløbsenheder som radioer, legetøj og fakkel med lav effekt. De fungerer ikke godt ved lave temperaturer, og høje temperaturer kan tørre ud elektrolytten.

• Zinkchlorid. Disse er en forbedring af zinkcarbon med en 50% større kapacitet, højere strømudgangskapacitet og forbedret lækagemodstand. De har også bedre ydeevne ved lave temperaturer og længere holdbarhed.

• Alkalisk. Disse har flere fordele i forhold til batterier af zink. Kapaciteten er tre til fem gange større, de er i stand til at give en høj strømudgang, de har god ydeevne ved høj og lav temperatur, og de har en lang holdbarhed og mister ca. 5% af kapaciteten om året. Alkaliske batterier er dog de dyreste sammenlignet med zinkceller, men prisforskellen er faldet i de sidste 20 år, efterhånden som produktionen er steget. Kapaciteten af ​​alkaliske celler afhænger i høj grad af strømbelastningen. Ved lave strømme kan en AA-celle have en kapacitet på 3AH, men dette kan falde til mindre end 1 AH ved strømafløb på ca. 1 amp (hvilket er typisk for gadgets med højt træk).

• Lithium. Lithium-batterispændinger varierer fra 1,8 til 3,7 volt. Batterierne er dyre i forhold til alkaliske celler, men har en højere energilagringstæthed. De er velegnede til applikationer med høj strømbehov, og udgangsspændingen er konstant under afladning, i modsætning til den skrånende spændingskarakteristik for andre primære celler. Lithiumceller har en meget lang holdbarhed, og kapacitetstab er kun omkring 0,5% om året. Der er flere typer:

• 3-volt lithiumceller i CRV3-formatet, der er som to AA-celler side om side. Dette gør det muligt for dem at blive brugt som drop-in-udskiftninger i enheder, der tager to eller fire AA-celler side om side.
• 3-volt CR123A celler bruges ofte til at drive digitale kameraer og trådløse sensorer i sikkerhedsalarmsystemer.
• AA-størrelse lithiumjern-disulfidceller. Disse har en cellespænding på ca. 1,8 volt åbent kredsløb og falder til omkring 1,7 volt, når de næsten er tomme. De har en hylde levetid på omkring 20 år.
• 3-volt lithium-møntceller bruges ofte til at drive ure.

En fordel i forhold til alkaliske celler er, at de ikke har tendens til at lække, hvilket er vigtigt, hvis de bruges i dyrt udstyr. En batterilækage kan forårsage alvorlig korrosion af metaltilslutninger og andre dele.

Hvordan kan du teste batterier?

Dette er en billig, brugervenlig universal batterikontrol, der er velegnet til 1,5 volt AA, AAA, C og D celler og også små, firkantede 9 volt "PP3" (MN1604) batterier, der ofte bruges i digitale multimetre. Det er velegnet til alkaliske, NiMH- og NiCD-celler, men ikke lithiumceller.

Det angiver, om batteriet er fladt, lavt eller fuldt opladet på en analog skala.

Batterier med høj effekt, høje afløb

"High power", "High Drain", "Long Life" er udtryk, der ofte findes på emballagen til AA-, AAA-, C-, D- og PP3-batterier, normalt når de sælges i store pakker i butikker i kælderkældre. Det er vigtigt at indse, at dette er markedsføringsbetingelser, og batterierne kan være zinkcarbon- eller zinkchloridtyper med relativt lav kapacitet. Sørg for at kontrollere, at alkalisk faktisk er skrevet på emballagen for at få det bedst mulige batteri med høj kapacitet og lang holdbarhed.

Genopladelige batterier (sekundære celler)

Kendt som sekundære celler er disse tilgængelige i alle de almindelige størrelser. Den nominelle cellespænding er 1,2 volt og 8,4 volt for den lille firkantede PP3 (MN1604) celle.

• NiCd. Nikkel cadmium batterier var de første almindeligt tilgængelige genopladelige celler. NiCads lider af et fænomen med hukommelseseffekt, hvilket betyder, at hvis du bare fortsætter med at fylde batteriet op i stedet for at aflade det helt, "husker" batteriet det punkt, hvorfra det blev fyldt op, og har tendens til at miste kapacitet og afladning til dette punkt. Tab af opladning under opbevaring er ca. 20% pr. Måned. Batterierne har en lav intern modstand og kan udsende en høj strøm efter behov når de bruges i apparater med moderat effekt. Spændingen forbliver relativt konstant under afladning.

• NiMH. Nikkelmetalhydridbatterier er en forbedring af NiCd. De har en højere kapacitet til en given størrelse batteri, men uden at have et hukommelseseffektfænomen. De kan også give højere output til enheder med en høj strømefterspørgsel. Spændingen er relativt stabil under afladning. Ulempen ved NiMH-batterier er, at de mister opladning relativt hurtigt, ca. 30% pr. Måned. LSD eller NiMH-celler med lav selvafladning er dog tilgængelige.

• Genopladeligt lithium-ion (Li-ion). Disse celler bruges til at sammensætte batterierne til trådløse værktøjer, bærbare computere, videokameraer osv. Cellespændingen er normalt fra 3,2 til 3,7 v afhængig af kemien. Disse celler har den højeste energitæthed sammenlignet med andre typer. Deres størrelse er noget forskellig fra AA- eller AAA-celler, og deres spænding er også forskellig, så de er ikke fald i udskiftninger til disse typer (dog producerer nogle producenter nu lithiumioner i samme format som AA- og AAA-celler med spænding nede -reguleret til 1,5 volt). Nogle taktiske LED-lommelygter er designet til at bruge CR123A eller 181650 lithium-ion-celler, men kontroller brænderens specifikationer inden brug. Lithium-ion-celler skal oplades med en speciel oplader, der er designet til formålet.

• Bly syre gel batterier. Disse findes almindeligvis som backupbatteri i alarmpaneler, men de bruges ofte i kraftige lommelygter. De er relativt billige sammenlignet med lithiumceller. Den nominelle spænding er enten 6 eller 12 volt. Det er vigtigt at bruge en ordentlig tretrinsoplader med disse typer batterier for at maksimere deres levetid. I modsætning til andre typer batterier kan de også blive beskadiget, hvis spændingen får lov til at falde under 10 volt (i et 12 volt batteri) i længere perioder. "Yuasa" er en velkendt producent af gelbatterier.

Fordele og ulemper ved genopladelige batterier

Batterier kan være genopladelige eller ikke genopladelige. Ikke-genopladelige batterier kan kun bruges én gang og skal derefter udskiftes. Genopladelige batterier kan genoplades op til 500 gange.

Fordele

• Kan oplades flere hundrede gange, før de ikke bliver i stand til at holde et gebyr.
• De er i stand til at fremkalde en høj strømudgang på grund af deres lave interne modstand. Dette betyder, at de kan strømforsyne enheder med en høj strømbehov.

Ulemper

• Dyrere at købe end ikke genopladelige, men ikke enormt dyrere.
• Mist deres opladning over tid gennem selvudladning, selv når den ikke er i en enhed. Dette kan være op til 30% pr. Måned. Så et batteri er aldrig fuldt opladet, når du bruger det, medmindre du holder det konstant ved opladning. Nyere NiMH-batterier holder opladningen længere. Imidlertid har lithium-ion celler meget lav selvudladning, så dette problem er mindre et problem
• Kapaciteten af ​​genopladelige NiCd- eller NiMH-celler er mindre end alkaliske celler.

Brug af genopladelige som erstatning for ikke-genopladelige

Da spændingen i en NiMH genopladelig celle er ca. 1,2 v sammenlignet med 1,5 volt i en ikke genopladelig celle, kan dette medføre problemer i nogle enheder. En enhed som en fakkel fungerer ok, da der ikke er noget elektronisk kredsløb, og fakkelen bare kører, indtil batteriet er fladt.

Nogle elektroniske enheder har spændingsovervågningskredsløb, som giver en advarsel om lavt batteriniveau og slukker for enheden, når spændingen falder til et bestemt niveau. Da NiMH-batterier har en lavere spænding, vil dette ske hurtigere, hvilket resulterer i lavere effektiv varighed af brug ved en opladning. Også noget udstyr fungerer muligvis ikke engang på grund af disse cellers lavere spænding. Tjek din manual for råd.

Hvilket batteri holder længst?

1. Lithium
2. Alkaline ikke genopladelige

Lithium-batterier har den højeste kapacitet og holder længst. Alkaline ikke-genopladelige batterier kommer på andenpladsen med lang holdbarhed, lav selvafladning og er billige.

Brug af "flade" AA-batterier

Når en gadget indikerer, at batterierne er flade, skyldes det ofte, at elektronik eller software registrerer, at spændingen er under et tærskelniveau, der er tilstrækkeligt til at køre enheden. Den resterende energi er dog ofte tilstrækkelig til at køre batteriure i op til 6 måneder.

Fjern batterier fra udstyr, når det ikke er i brug!

Når batterierne bliver flade, bliver elektrolyt ætsende. Over tid kan dette spises gennem et batteris hus og ende på batteripolerne og kredsløbskortene og potentielt forårsage større skader på udstyret. Så hvis du ikke skal bruge dine gadgets i en længere periode, er det klogt at fjerne batterierne, før en lækage opstår.

Referencer

Liste over batteristørrelser på Wikipedia.

Hvidliste dette websted i din annonceblokering!

Det tager tid og kræfter at skrive disse artikler, og forfatterne har brug for at tjene. Overvej at hvidliste dette websted i din annonceblokering, hvis du finder det nyttigt. Tak skal du have!

Denne artikel er nøjagtig og sand efter bedste forfatterens viden. Indholdet er kun til informations- eller underholdningsformål og erstatter ikke personlig rådgivning eller professionel rådgivning i forretningsmæssige, økonomiske, juridiske eller tekniske forhold.

Spørgsmål og svar

Spørgsmål: Er der et bedre metal end Li-som vi kan bruge til batterier?

Svar: Der er adskillige teknologier på vej, som lover højere energitæthed, lavere omkostninger og forbedret sikkerhed. Disse inkluderer lithiumsvovl, fast tilstand ved anvendelse af grafitanoder, grafenceller og lithiumluft.

Spørgsmål: Jeg er EET-studerende, og vi har et klasseprojekt, hvor vi måler temperatur og fugtighed hver time og registrerer resultatet. Hvilken type batterier ville du vælge?

Svar: AA- eller AAA-alkaliske batterier er 1,5 volt, så du kan bruge flere celler, der er tilsluttet i serie, for at give f.eks. 3, 4,5, 6 eller 9 volt til dit instrument. Hvis du selv har bygget elektronikken, kan du forsyne den med AA-celler i en batteriholder som den på nedenstående link. Alternativt kan du bruge det krævede antal celler i måleenheden. Alkaliske batterier har en høj kapacitet, højere end genopladelige celler af nikkelmetalhydrid, så de holder længere uden at løbe tør. Desuden har alkaliske batterier en lav selvafladningshastighed, hvilket betyder, at selvom de ikke leverer strøm, mister de ikke meget af deres energi. Genopladelige celler har dog en høj selvudladningshastighed og kan gå fladt uden at blive brugt over en periode på et år eller deromkring (så de ville ikke være meget brugbare for et langvarigt eksperiment med en varighed på over et år) .

Spørgsmål: Hvilket batteri er godt til en mælkeskummer?

Svar: Det afhænger af størrelsen på de batterier, der kan bruges. Ideelt set lithiums, hvis det er designet til lithiums, ellers alkaliner.

Spørgsmål: Vi bruger trådløse mikrofoner til indstilling af spørgsmål og svar i to timer om dagen, 6 dage om ugen. Mikrofoner drevet af et enkelt genopladeligt AA-batteri. Efter hver dag placeres mikrofoner på opladningsholderen. Vil du anbefale Ni- eller Li-batterier til denne situation?

Svar: Det afhænger af opladeren. En oplader er kun designet til en bestemt batteriteknologi. dvs. NiCd, NiMh eller lithium. Så du skal spore en manual til opladeren og se, hvad de anbefaler.

Spørgsmål: Er et 3LR12 batteri det samme som 3R12?

Svar: Ja. Det var en 4,5 volt batteristørrelse, der ofte blev brugt i små lommelygter frem til 80'erne.