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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
