Wat zijn de verschillen tussen AA- en AAA-batterijen?

Draagbare apparatuur met een laag vermogen is vaak ontworpen om te worden gevoed door kleine, droge cellen die niet zijn ontworpen om te worden opgeladen. Thuis zijn dergelijke chemische wegwerpspanningsbronnen bekend als batterijen. AA- en AAA-batterijen zijn populair. Deze letters staan voor het externe formaat van de batterij. De interne regeling kan totaal verschillend zijn. In deze vormfactor zijn verschillende soorten batterijen verkrijgbaar, waaronder oplaadbare batterijen (oplaadbare batterijen).

Wat is een batterij?

De term "batterij" is niet helemaal juist. Een batterij is een krachtbron die uit verschillende elementen bestaat. Een complete batterij kan bijvoorbeeld een 3R12 (3LR12) worden genoemd - de "vierkante batterij" (336 in de Sovjet-indeling) - bestaande uit drie cellen. De batterij bestaat ook uit 6 cellen van 6R61 (6LR61) - "Crone", "Corundum". Maar de naam "batterij" wordt in huis ook gebruikt voor chemische eencellige energiebronnen, waaronder de maten AA en AAA. In de Engelse terminologie wordt een enkele cel een Cell genoemd en een batterij van twee of meer spanningsbronnen wordt een Battery genoemd.

Cellen zijn hermetisch afgesloten cilindrische containers. De omzetting van chemische energie in elektrische energie vindt plaats in de cellen. chemische energie in elektrische energie. De reagentia (oxidant en reductiemiddel) die de EMF opwekken, worden in een bekerglas van zink of staal geplaatst. De bodem van het bekerglas dient als negatieve pool. In het verleden werd het gehele buitenoppervlak van de beker blootgesteld aan de negatieve pool, maar deze route veroorzaakte vaak kortsluiting. De oppervlakte van de cilinder was ook gecorrodeerd die het leven en de opslagtijd van de cel verminderde. Bij de huidige accu's wordt aan de buitenkant een coating aangebracht om ze tegen corrosie te beschermen en als kortsluitisolatie te dienen. De stroomgeleider van de positieve pool is een grafietstaaf die naar buiten loopt.

Soorten batterijen

Batterijen worden volgens verschillende criteria ingedeeld. De belangrijkste is de chemische samenstelling - de technologie die wordt gebruikt om elektrische energie op te wekken. Voor praktische toepassingen zijn er ook verschillende kenmerken.

Volgens de chemische samenstelling

Het potentiaalverschil aan de polen van de galvanische cellen ontstaat door een chemische reactie tussen de stoffen in de elektrolytoplossing en houdt op te bestaan wanneer de bestanddelen volledig met elkaar hebben gereageerd. De noodzakelijke processen kunnen op verschillende manieren worden verwezenlijkt. Volgens dit criterium worden accu's onderverdeeld in:

1. Zoutoplossing batterijen. Het traditionele type batterij, ongeveer 100 jaar geleden uitgevonden. De reactie tussen zink en mangaandioxide vindt plaats in een elektrolytisch milieu, een ingedikte oplossing van ammoniumzout. Deze cellen zijn niet alleen licht en goedkoop, maar hebben ook een aantal belangrijke nadelen

• lage laadcapaciteit;
• gevoelig voor zelfontlading tijdens opslag;
• slechte prestaties bij lage temperaturen.

De productietechnologie wordt als verouderd beschouwd, en daarom zijn deze cellen op de markt voor galvanische cellen vervangen door nieuwere types.

2. Alkalinecellen worden als moderner beschouwd. Zij zijn op dezelfde wijze opgebouwd, maar de elektrolyt is een oplossing van alkali (kaliumhydroxide). Deze batterijen hebben voordelen ten opzichte van alkalinebatterijen:

• hogere capaciteit en laadvermogen;
• lage zelfontladingsstroom voor een lange houdbaarheid
• goede werking bij lage temperaturen.

De prijs hiervoor is een hoger gewicht en een hogere prijs.

3. Op dit moment zijn de meest geavanceerde cellen lithiumbatterijen (niet te verwarren met lithium batterijen!). Ze gebruiken lithium als het "plus" reagens lithiumDe min kan anders zijn. Als elektrolyt worden ook verschillende vloeistoffen gebruikt. Deze technologie maakt het mogelijk cellen te verkrijgen die de voordelen hebben van:

• laag gewicht (minder dan andere types);
• lange houdbaarheid door zeer geringe zelfontlading;
• hogere capaciteit en hoge belastbaarheid.

Aan het andere eind van de schaal staan de hoge kosten.

Deze drie technologieën worden gebruikt voor de fabricage van AA- en AAA-cellen. Er zijn nog twee andere soorten batterijen die het vermelden waard zijn:

• kwikzilver;
• zilver.

Deze technologieën worden hoofdzakelijk gebruikt voor de vervaardiging van schijfvormige batterijen. Deze cellen hebben voor- en nadelen, maar de dagen van kwikbatterijen zijn geteld - internationale overeenkomsten voorzien in een daling van de productie en een totaal productieverbod in de komende paar jaar.

Naar grootte

De grootte (of liever, het volume) van een batterij bepaalt duidelijk de elektrische capaciteit ervan (binnen de technologie) - hoe meer reagentia er in de cilinder passen, hoe langer de reactietijd. De capaciteit van een AA zoutwaterbatterij zal groter zijn dan die van een AAA zoutwatercel. Er zijn ook AA-batterijen in een andere vorm verkrijgbaar:

• A (groter dan AA);
• AAAA (kleiner dan AAA);
• C - gemiddelde lengte en toegenomen dikte;
• D - langer en dikker.

Deze celtypes zijn niet zo populair en hun toepassingsgebied is beperkt. Beide types zijn alleen verkrijgbaar in alkaline- en zoutoplossingtechnologie.

Volgens voltage

Het nominale voltage van een ééncellige batterij wordt bepaald door zijn chemische samenstelling. Enkelvoudige alkaline, zout galvanische cellen leveren een spanning van 1,5 V bij stationair toerental. Lithiumvoedingen zijn verkrijgbaar in zowel 1,5V (voor compatibiliteit met andere types) als hogere voltages (tot 3V). Maar alleen 1,5 volt cellen kunnen worden gekocht in de maten in kwestie - om verwarring te voorkomen.

Nieuwe batterijen hebben een spanning die dicht bij deze waarde ligt bij nominale belasting. Hoe meer de chemische bron wordt ontladen, hoe meer de uitgangsspanning daalt onder belasting.

Cellen kunnen worden geassembleerd tot batterijen. De uitgangsspanning wordt dan een veelvoud van de spanning van een enkele cel. Bijvoorbeeld, een 6R61 ("Krona") batterij bevat 6 cellen van halve volt. Ze leveren een totale spanning van 9 volt. De grootte van elke cel is klein en de capaciteit van zo'n batterij is laag.

Welke batterijen worden "Vingercellen" en "Vingerbatterijen" genoemd?

Beide maten van galvanische cellen behoren tot de klasse van de vingergrote batterijen. Deze technische term wordt al sinds de Sovjettijd gebruikt om batterijen van deze vorm aan te duiden. In de USSR werden de eencellige Uranium M (316) en Kvant (A316) alkalinecellen geproduceerd, die overeenkomen met het huidige AA-type. Er waren ook andere cilindervormige vingercellen van andere afmetingen en proporties.

In de jaren negentig werd de term "pinky" batterijen bedacht door handelaren op de markten om AAA-cellen te onderscheiden van andere vormfactoren. De naam werd gangbaar in het huis. Maar om het te gebruiken in technisch materiaal is op zijn minst onprofessioneel.

Belangrijkste technische kenmerken van AA- en AAA-batterijen

Het belangrijkste verschil tussen AA- en AAA-formaten is de grootte. En dit bepaalt, zoals gezegd, de capaciteit.

Er zij aan herinnerd dat de elektrische capaciteit afhangt van de ontlaadstroom, en dat de nominale waarde voor om het even welk type cel niet meer bedraagt dan enkele tientallen milliampères. Bij stromen van meer dan 100 mA zal de capaciteit van de batterij veel lager zijn. Dit betekent dat een 1000mA⋅h cel met een ontlaadstroom van 10mA ongeveer 100 uur meegaat. Als de ontlaadstroom echter 200 mA bedraagt, zal de lading veel eerder opraken dan 5 uur. De capaciteit zal met een aantal keren worden verminderd. Ook de elektrische capaciteit van alle cellen zal afnemen als de temperatuur daalt.

Afhankelijk van de grootte en de technologie hebben batterijen een verschillend gewicht, hoewel dit kenmerk zelden doorslaggevend is - het gewicht van het apparaat is in de meeste gevallen veel groter dan het gewicht van een paar batterijen. Het is vaker nodig dit te weten met het oog op de opslag en het vervoer van galvanische cellen.

Het gewicht van de batterijen varieert, niet alleen afhankelijk van de fabricagetechnologie, maar ook van de wijze waarop het glas wordt geproduceerd. Het kan metaal zijn met een plastic coating of volledig gepolymeriseerd. Met drie krachtcellen kun je hooguit 30 gram aankomen. Het is onwaarschijnlijk dat dit een doorslaggevend selectiecriterium is.

De levensduur wordt bepaald door de zelfontladingsstroom en de celcapaciteit. De zelfontlading hangt af van de technologie, de capaciteit en de vormfactor. Maar in de praktijk draagt de tweede eigenschap minder bij tot ladinglekkage tijdens opslag. Dat is althans wat de fabrikanten verzekeren, die aangeven dat AA- en AAA-cellen ongeveer even lang meegaan. De houdbaarheid wordt ook beïnvloed door de temperatuur, met een stijging van de temperatuur wordt de houdbaarheid korter.

Er is nog een probleem met zoutcellen. Batterijen van inferieure kwaliteit kunnen elektrolytlekkage vertonen. De werkelijke opslagtijd is in dit geval dus nog korter.

Voedingen kunnen worden gebruikt onder verschillende omstandigheden, waaronder de temperatuur. En de geschiktheid van galvanische cellen zal variëren - ook afhankelijk van de fabricagetechnologie. Er is op gewezen dat zoutbatterijen niet goed werken bij temperaturen onder nul. Lithiumbatterijen hebben, ondanks al hun voordelen, een bovengrens van +55°C (de ondergrens is zelfs min 40 (meestal min 20), afhankelijk van de fabrikant). Alkalische hebben een groot bereik, van ongeveer min 30 tot +60 °C en zijn in dit opzicht het meest veelzijdig.

Samenvattend kan worden gesteld dat de AA- en AAA-familie in feite een groot aantal variaties van galvanische cellen omvat. Het is mogelijk een batterij te kiezen voor een breed scala van bedrijfsomstandigheden en een breed scala van kosten.

Verwante artikelen: