Welche Arten von Batterien gibt es: Was ist der Unterschied zwischen AA- und AAA-Fingerbatterien?

Tragbare Geräte mit geringer Leistung sind häufig so ausgelegt, dass sie von kleinen Trockenbatterien mit Strom versorgt werden, die nicht zum Wiederaufladen ausgelegt sind. Im Alltag werden solche chemischen Wegwerf-Spannungsquellen als Batterien bezeichnet. Beliebt sind Batterien der Standardgrößen AA und AAA. Diese Buchstaben geben das äußere Format der Batterie an. Die interne Struktur kann völlig unterschiedlich sein. In diesem Formfaktor werden verschiedene Arten von Batterien hergestellt, einschließlich wiederaufladbarer (Akkumulatoren).

Was ist eine batterie

Der Begriff „Batterie“ ist nicht ganz korrekt. Eine Batterie ist eine Energiequelle, die aus mehreren Elementen besteht. Eine vollwertige Batterie kann also als 3R12 (3LR12) -Element bezeichnet werden - eine „quadratische Batterie“ (336 nach sowjetischer Klassifikation) - bestehend aus drei Elementen.Außerdem besteht die Batterie aus 6 Zellen des Elements 6R61 (6LR61) - "Krona", "Korund". Aber der Name "Batterie" wird im Alltag auch für chemische Einzelelement-Energiequellen verwendet, einschließlich der Größen AA und AAA. In der englischen Terminologie wird ein einzelnes Element als Zelle bezeichnet, und eine Batterie aus zwei oder mehr Spannungsquellen wird als Batterie bezeichnet.

Solche Elemente sind hermetisch verschlossene zylindrische Gefäße. Sie unterliegen einer Transformation chemische Energie in elektrische. Die Reagenzien (Oxidationsmittel und Reduktionsmittel), die das EMF erzeugen, werden in ein Glas aus Zink oder Stahl gegeben. Der Boden des Glases dient als Minuspol. Früher war die gesamte Außenfläche des Glases unter dem Minuspol gegeben, aber dieser Weg führte zu häufigen Kurzschlüssen. Außerdem war die Oberfläche des Zylinders Korrosion ausgesetzt, was zu einer Verringerung der Lebensdauer und Lagerfähigkeit des Elements führte. Bei modernen Batterien wird außen eine Beschichtung aufgebracht, die vor Korrosion schützt und als Isolierung gegen Kurzschluss dient. Der Stromkollektor des Pluspols ist ein Graphitstab, der herausgeführt wird.

Arten von Batterien

Batterien werden nach unterschiedlichen Kriterien in Kategorien eingeteilt. Die wichtigste sollte als die chemische Zusammensetzung erkannt werden - die Technologie zur Gewinnung von EMF. Für den praktischen Gebrauch gibt es noch einige weitere unterschiedliche Eigenschaften.

Durch die chemische Zusammensetzung

Die Potentialdifferenz an den Polen galvanischer Zellen entsteht durch die chemische Reaktion zwischen Stoffen in der Elektrolytlösung und hört auf, wenn die Inhaltsstoffe vollständig reagiert haben. Sie können die notwendigen Prozesse auf unterschiedliche Weise erreichen. Nach diesem Kriterium werden Batterien unterteilt in:

1. Salz. Der traditionelle Batterietyp, der vor etwa 100 Jahren erfunden wurde.Die Reaktion zwischen Zink und Mangandioxid erfolgt in einem Elektrolytmedium - einer verdickten Ammoniumsalzlösung. Neben geringem Gewicht und niedrigem Preis haben diese Elemente eine Reihe erheblicher Nachteile:

• geringe Belastbarkeit;
• Neigung zur Selbstentladung während der Lagerung;
• schlechte Leistung bei niedrigen Temperaturen.

Die Produktionstechnologie gilt als veraltet, daher werden solche Elemente auf dem Markt der galvanischen Zellen durch neue Typen verdrängt.

2. Alkalische (alkalische) Elemente gelten als moderner. Sie sind auf die gleiche Weise angeordnet, aber der Elektrolyt ist eine Alkalilösung (Kaliumhydroxid). Diese Batterien haben Vorteile gegenüber Salzbatterien:

• große Kapazität und Tragfähigkeit;
• geringer Selbstentladestrom sorgt für lange Haltbarkeit;
• gute Leistung bei niedrigen Temperaturen.

Das muss man mit viel Gewicht und einem erhöhten Preis bezahlen.

3. Die derzeit fortschrittlichsten Zellen sind Lithium (Nicht zu verwechseln mit Lithiumbatterien!). Als "Plus"-Reagenz verwenden sie Lithium, die negative kann anders sein. Auch als Elektrolyt kommen verschiedene Flüssigkeiten zum Einsatz. Diese Technologie ermöglicht es Ihnen, Elemente zu erhalten, die die folgenden Vorteile haben:

• geringes Gewicht (weniger als andere Typen);
• lange Lagerfähigkeit durch sehr geringe Selbstentladung;
• erhöhte Kapazität und Belastbarkeit.

Auf der anderen Seite der Skala – die hohen Kosten.

Gemäß diesen drei Technologien werden Elemente der Größen AA und AAA hergestellt. Erwähnenswert sind zwei weitere Arten von Batterien:

• Merkur;
• Silber.

Gemäß diesen Technologien werden hauptsächlich Batterien vom Scheibentyp hergestellt.Solche Elemente haben ihre Vor- und Nachteile, aber die Tage der Quecksilberbatterien sind gezählt – internationale Vereinbarungen deuten auf eine Reduzierung der Produktionsmengen und ein vollständiges Produktionsverbot in den kommenden Jahren hin.

Nach Größe

Die Größe (genauer gesagt das Volumen) einer Batterie bestimmt eindeutig ihre elektrische Kapazität (innerhalb der Grenzen der Technologie) - je mehr Reagenzien in den Zylinder gegeben werden können, desto länger dauert die Reaktion. Die Kapazität einer Salzzelle der Größe AA ist größer als die Kapazität einer Salzzelle der Größe AAA. Andere Formfaktoren von AA-Batterien sind ebenfalls erhältlich:

• A (größer als AA);
• AAAA (weniger als AAA);
• C - mittlere Länge und erhöhte Dicke;
• D - erhöhte Länge und Dicke.

Diese Arten von Elementen sind nicht so beliebt, ihr Umfang ist begrenzt. Beide Arten werden nur durch Alkali- und Salztechnologien hergestellt.

Nach Nennspannung

Die Nennspannung einer einzelligen Batterie wird durch ihre chemische Zusammensetzung bestimmt. Einzelne galvanische Alkali-Salzzellen geben im Leerlauf eine Spannung von 1,5 V ab. Lithium-Netzteile sind sowohl mit einer Spannung von 1,5 V (aus Gründen der Kompatibilität mit anderen Typen) als auch mit erhöhter Spannung (bis zu 3 V) erhältlich. Aber in den betrachteten Größen können Sie nur Elemente mit anderthalb Volt kaufen - um Verwechslungen zu vermeiden.

Bei neuen Batterien liegt die Spannung unter Nennlast nahe bei diesem Wert. Je stärker die chemische Quelle entladen wird, desto stärker sackt die Ausgangsspannung unter Last ab.

Zellen können zu Batterien gesammelt werden. Dann wird die Ausgangsspannung ein Vielfaches der Spannung eines Elements. Die Batterie 6R61 ("Krona") enthält also 6 Eineinhalb-Volt-Zellen.Sie geben eine Gesamtspannung von 9 Volt ab. Die Größe jeder Zelle ist klein und die Kapazität einer solchen Batterie ist gering.

Welche Batterien heißen Finger und kleiner Finger?

Beide Größen galvanischer Zellen gehören zur Klasse der Fingerbatterien. Dieser Fachbegriff wird seit Sowjetzeiten verwendet, um Batterien ähnlicher Form zu bezeichnen. Die UdSSR produzierte Einzelelement-Salzzellen "Uranus M" (316) und alkalische "Quantum" (A316), die dem aktuellen Typ von AA entsprechen. Es gab auch andere zylindrische Fingerelemente mit anderen Größen und Proportionen.

In den 1990er Jahren prägten Händler auf den Märkten den Begriff „Kleinfinger“-Batterien, um AAA-Zellen von anderen Formfaktoren zu unterscheiden. Dieser Name ist im Alltag weit verbreitet. Aber die Verwendung in technischen Materialien ist zumindest unprofessionell.

Wichtigste technische Eigenschaften von AA- und AAA-Batterien

Der Hauptunterschied zwischen AA- und AAA-Fingerbatterien ist die Größe. Und er bestimmt, wie bereits erwähnt, die Kapazität.

Es muss daran erinnert werden, dass die elektrische Kapazität vom Entladestrom abhängt und ihr Nennwert für alle Arten von Elementen mehrere zehn Milliampere nicht überschreitet. Bei Strömen über 100 mA ist die Batteriekapazität viel geringer. Dies bedeutet, dass eine 1000-mAh-Zelle, die mit einem Strom von 10 mA entladen wird, etwa 100 Stunden hält. Wenn der Entladestrom jedoch 200 mA beträgt, ist die Ladung viel früher als 5 Stunden erschöpft. Die Kapazität nimmt mehrmals ab. Außerdem nimmt die elektrische Kapazität jedes Elements mit abnehmender Temperatur ab.

Akkus haben je nach Größe und Technik unterschiedliche Gewichte, wobei diese Eigenschaft selten ausschlaggebend ist – die Gerätemasse übersteigt in den meisten Fällen das Gewicht mehrerer Akkus deutlich. Häufiger ist es für die Zwecke der Lagerung und des Transports von galvanischen Zellen notwendig, dies zu wissen.

Das Gewicht der Batterien variiert nicht nur in Abhängigkeit von der Herstellungstechnologie, sondern auch von der Herstellungsmethode des Glases. Es kann Metall mit Kunststoffbeschichtung oder vollständig Polymer sein. Mit drei Kraftelementen können Sie maximal 30 Gramm Gewicht gewinnen. Es ist unwahrscheinlich, dass dies ein entscheidendes Kriterium bei der Auswahl werden kann.

Die Lagerfähigkeit wird durch den Selbstentladestrom und die Zellkapazität bestimmt. Die Selbstentladung hängt von der Technologie ab, die Kapazität vom Formfaktor. Aber in der Praxis trägt die zweite Eigenschaft weniger zum Ladungsverlust während der Lagerung bei. Das zumindest versichern die Hersteller, indem sie für AA- und AAA-Elemente etwa gleiche Lagerzeiten angeben. Die Temperatur beeinflusst auch die Haltbarkeit - mit ihrer Erhöhung nimmt die Haltbarkeit ab.

Salzelemente haben ein weiteres Problem. Bei Batterien geringer Qualität kann Elektrolyt auslaufen. Daher ist die tatsächliche Haltbarkeit in diesem Fall sogar noch kürzer.

Netzteile können unter verschiedenen Bedingungen, einschließlich Temperatur, betrieben werden. Und die Eignung von galvanischen Zellen wird unterschiedlich sein – auch abhängig von der Herstellungstechnologie. Es wurde erwähnt, dass Salzbatterien bei Minustemperaturen nicht gut funktionieren.Lithium hat trotz aller Vorteile eine Obergrenze von +55 °C (die Untergrenze liegt je nach Hersteller bei bis zu minus 40 (meist bei bis zu minus 20). Alkalische haben einen weiten Bereich - von etwa minus 30 bis +60 ° C und sind in dieser Hinsicht am vielseitigsten.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass die AA- und AAA-Familien tatsächlich eine Vielzahl von Variationen von galvanischen Zellen umfassen. Sie können eine Batterie für eine Vielzahl von Betriebsbedingungen und eine Vielzahl von Kosten auswählen.

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