Главное меню
Вы здесь
Приложение 9. Химические источники тока
Приложение 9
Химические источники тока
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 |
ЗРЦ53 |
17х21,5 |
15 |
4,05 |
250...360 |
|
4MR9 |
4РЦ53 |
17х27 |
20 |
5,4 |
360 |
|
2MR52 |
2РЦ 55с |
17х23 |
19 |
2,7 |
450 |
|
3MR52 |
ЗРЦ 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