Кнопка ячейки

Кнопка, монета или часы

, Таблеточный элемент батарейка для часов или батарейка-таблетка представляет собой небольшую одноэлементную батарейку в форме приземистого цилиндра от 5 до 25 мм (0,197–0,984 дюйма) , обычно диаметром и высотой от 1 до 6 мм (0,039–0,236 дюйма), напоминающую кнопка . Нержавеющая сталь обычно образует нижнюю часть корпуса и положительный вывод элемента; изолированная от него металлическая верхняя крышка образует отрицательную клемму.

Использование кнопочного элемента в модулях RTC в качестве источника питания

Кнопочные элементы используются для питания небольших портативных электронных устройств, таких как наручные часы и карманные калькуляторы . Более широкие варианты обычно называют монетоприемниками . Устройства, использующие кнопочные элементы, обычно разрабатываются на основе элемента, обеспечивающего длительный срок службы, обычно более года при непрерывном использовании в наручных часах. Большинство таблеточных элементов имеют низкий саморазряд и долго сохраняют заряд, если не используются. В устройствах с относительно высокой мощностью, таких как слуховые аппараты, может использоваться воздушно-цинковая батарея , которая имеет гораздо большую емкость для данного размера, но высыхает через несколько недель, даже если она не используется.

Кнопочные элементы представляют собой одиночные ячейки, обычно одноразовые первичные ячейки . Обычными анодными материалами являются цинк или литий . Обычными катодными материалами являются диоксид марганца , оксид серебра , монофторид углерода , оксид меди или кислород из воздуха. Кнопочные элементы из оксида ртути раньше были распространены, но больше не доступны из-за токсичности и на окружающую среду воздействия ртути .

Кнопочные элементы опасны для маленьких детей, так как при проглатывании они могут вызвать серьезные внутренние ожоги и серьезные травмы или смерть. Duracell попыталась смягчить эту проблему, добавив горький налет . в свои батареи

Свойства клеточной химии

Ячейки разного химического состава, выполненные в одном размере, механически взаимозаменяемы. Однако состав может повлиять на срок службы и стабильность напряжения . Использование неправильного элемента может привести к короткому сроку службы или неправильной работе (например, для измерения освещенности в камере требуется стабильное напряжение, поэтому обычно используются серебряные элементы). Иногда разные элементы одного и того же типа, размера и емкости оптимизируются для разных нагрузок за счет использования разных электролитов , так что один может иметь более длительный срок службы, чем другой, при подаче относительно высокого тока .

Щелочные батареи изготавливаются с кнопками того же размера, что и другие типы, но обычно обеспечивают меньшую емкость и менее стабильное напряжение, чем более дорогие элементы из оксида серебра или лития.

Серебряные элементы могут иметь стабильное выходное напряжение до тех пор, пока оно внезапно не упадет в конце срока службы. Это варьируется для отдельных типов; один производитель ( Energizer ) предлагает три элемента из оксида серебра одинакового размера: 357–303, 357-303H и EPX76, емкостью от 150 до 200 мАч , характеристики напряжения варьируются от постепенно снижающихся до довольно постоянных, а некоторые заявлены как для постоянный низкий расход с высоким импульсом по требованию, другие для использования в фотографиях.

Ртутные батареи также обеспечивают стабильное напряжение, но запрещены во многих странах из-за их токсичности и воздействия на окружающую среду.

Воздушно-цинковые батареи используют воздух в качестве деполяризатора и имеют гораздо большую емкость, чем другие типы, поскольку они забирают этот воздух из атмосферы. Ячейки имеют герметичную заглушку, которую необходимо удалить перед использованием; затем они высохнут через несколько недель, независимо от использования.

Для сравнения, свойства некоторых ячеек одного производителя диаметром 11,6 мм и высотой 5,4 мм в 2009 году были указаны как:

• Серебро: емкость 200 мАч до конечной точки 0,9 В, внутреннее сопротивление 5–15 Ом, вес 2,3 г.
• Щелочная (диоксид марганца): 150 мАч (0,9), 3–9 Ом, 2,4 г
• Меркурий: 200 мАч, 2,6 г
• Цинк-воздух: 620 мАч, 1,9 г

Изучение паспортов на линейку производителя. может иметь щелочной элемент большой емкости, емкость которого равна емкости одного из серебряных типов меньшей емкости; или конкретный серебряный элемент с емкостью в два раза большей, чем конкретный щелочной элемент. Если питаемому оборудованию для правильной работы требуется относительно высокое напряжение (например, 1,3 В), серебряный элемент с плоской разрядной характеристикой прослужит гораздо дольше, чем щелочной элемент, даже если он имеет ту же указанную емкость в мАч до конца. -точка 0,9 В. Если кажется, что устройство «съедает» батарейки после замены оригинальной батареи, поставляемой производителем, может быть полезно проверить требования к устройству и характеристики сменной батареи. В частности, для цифровых штангенциркулей некоторые требуют для работы не менее 1,25 В, а другие — 1,38 В.

Хотя щелочные, оксидно-серебряные и ртутные батареи одного размера могут быть механически взаимозаменяемы в любом устройстве, использование элемента с правильным напряжением, но неподходящими характеристиками может привести к сокращению срока службы батареи или выходу оборудования из строя. Обычные литиевые первичные элементы с напряжением на выводах около 3 В не производятся в размерах, взаимозаменяемых с элементами на 1,5 В. Использование батареи со значительно более высоким напряжением, чем рассчитано на оборудование, может привести к необратимому повреждению.

Обозначение типа

См. также: Номенклатура аккумуляторов.

Щелочная батарея LR44

Международный стандарт IEC 60086-3 определяет буквенно-цифровую систему кодирования «батарейки для часов». Производители часто имеют собственную систему именования; например, ячейка, называемая LR1154 по стандарту IEC, имеет названия AG13, LR44, 357, A76 и другие названия от разных производителей. Стандарт IEC и некоторые другие кодируют размер корпуса так, чтобы числовая часть кода однозначно определялась размером корпуса; другие коды не кодируют размер напрямую.

Примерами батарей, соответствующих стандарту IEC, являются CR2032, SR516 и LR1154, где буквы и цифры обозначают следующие характеристики.

Электрохимическая система

Первая буква в системе стандартов IEC идентифицирует химический состав батареи, который также подразумевает номинальное напряжение:

Письмо код	Общий имя	Позитивный электрод	Электролит	Отрицательный электрод	Номинальный voltage (V)	Конечная точка voltage (V)	Максимум voltage (V)	Комментарии
-	Цинк-углерод	Диоксид марганца	Хлорид цинка	Цинк	1.5	?	1.72
л	Щелочной	Диоксид марганца	щелочь	Цинк	1.5	1.0	1.65	Гораздо более высокая емкость, чем цинк-углерод.
С	Серебро	Оксид серебра	щелочь	Цинк	1.55	1.2	1.63	SR синоним AG. Гораздо более пологая кривая разряда, чем у L. Несколько более высокая номинальная емкость, гораздо более высокая эффективная емкость для устройств с более высоким напряжением отсечки (например, цифровых штангенциркулей).
П	Цинк-воздух	Кислород	щелочь	Цинк	1.4	1.2	1.68	Высокая емкость. Активируется снятием уплотнителя с вентиляционного отверстия. Электролит может высохнуть.
С	Литий	Диоксид марганца	Органический	Литий	3	2.0	3.7	Очень распространено. Постепенная потеря напряжения при разряде.
Б		Монофторид углерода	Органический	Литий	3	2.0	3.7	Аналогичен C, с лучшей производительностью и меньшим саморазрядом при более высоких температурах; более низкое начальное напряжение, более плоская кривая разряда.
Г		Оксид меди	Органический	Литий	1.5	1.2	2.3
С	оксигидроксид никеля	Диоксид марганца, оксигидроксид никеля	щелочь	Цинк	1.5	?
И	Тионилхлорид	Тионилхлорид	Органический	Литий	3.6	?	3.9
Ф	Сульфид железа	Дисульфид железа	Органический	Литий	1.5	?	1.83	Низкая температура, высокая производительность
М, Н (снято)	Меркурий	Оксид ртути	щелочь	Цинк	1.35/1.40	1.1	?

Для типов со стабильным напряжением, резко падающим в конце срока службы (график зависимости напряжения на вершине обрыва от времени), конечным напряжением является значение на «крае обрыва», после которого напряжение падает очень быстро. Для типов, которые теряют напряжение постепенно (наклонный график, отсутствие перепада напряжения), конечной точкой является напряжение, за которым дальнейший разряд приведет к повреждению аккумулятора и, возможно, устройства, которое он питает, обычно 1,0 или 0,9 В.

Общие имена скорее условны, чем однозначно описательны; например, серебряный (оксидный) элемент имеет щелочной электролит.

L , S и C Элементы типов сегодня наиболее часто используются в кварцевых часах , калькуляторах , небольших КПК , компьютерных часах и мигающих лампах . Миниатюрные воздушно-цинковые батарейки типа Р используются в слуховых аппаратах и ​​медицинских инструментах. В системе МЭК более крупные элементы могут не иметь префикса химической системы, что указывает на то, что это углеродно-цинковые батареи ; такие типы недоступны в формате ячеек-кнопок.

Вторая буква R указывает на круглую (цилиндрическую) форму.

Стандарт описывает только первичные батареи. Перезаряжаемые типы, изготовленные в корпусе одинакового размера, будут иметь другой префикс, не указанный в стандарте IEC, например, в некоторых кнопочных элементах ML и LiR используется литиевая перезаряжаемая технология.

Для перезаряжаемых аккумуляторов префиксы IEC следующие:

• Н - сплав-оксид никеля с водным электролитом, 1,2В
• К - оксид кадмия-никеля с водным электролитом, 1,2В
• ПБ - свинец-диоксид свинца с сернокислым электролитом, 2В
• IC - оксид литий-кобальта с органическим электролитом, 3,8В
• ИН - оксид лития-никеля с органическим электролитом, 3,8В
• ИМ - оксид лития-марганца с органическим электролитом, 3,8В

Префикс	Перезаряжаемый	Химия	Nominal voltage (V)	Комментарии
ЛПМ, ЛиР, РЖД, РЦР	да	Литий-ионный	3.7	иногда называемый «перезаряжаемым CR»; более высокое напряжение, чем CR, может привести к повреждению при использовании в качестве прямой замены, его можно снизить с помощью последовательного диода или стабилизатора.
МЛ	да	LiMnO2	3	«марганец»; -20..+60°С, зарядка 2,8...3,2В; обычно для резервных копий долговременной памяти/ RTC ; плато при 2,5 В
РС	да	ИКБ	3	«марганец-кремний»; -20..+60°С, зарядка 2,8...3,3В; лучшие характеристики заряда/разряда, чем у VL или ML; обычно для резервных копий памяти/RTC
ВЛ	да	ЛиВ2О5	3	«ванадий», например, VL1220, VL2020, VL2330, VL3032; -20..+60°С, зарядка 3,25...3,55В; меньшее падение напряжения на нагрузке
CTL	да	КоТиЛи	2.3	«кобальт-титан»; -20..+60°С, зарядка 2,5...2,7В; часто встречается в часах с солнечной батареей, иногда его называют «часовым конденсатором».
МТ	да	ЛиМнТи	1.5	«марганец-титан»; -10..+60°С, зарядка 1,8...2,6В
В, МХ	да	NiMH	1.2	можно заменить элементы LR/SR, если напряжение ниже 1,5 В не является проблемой
ТЛ	нет	LiSoCl2	3.6	«тионилхлорид»; для низких температур

Размер упаковки

Несколько размеров кнопки и батарейки типа «таблетка» с четырьмя батарейками 9 В для сравнения размеров.

Размер упаковки таблеточных батарей со стандартными названиями обозначается двухзначным кодом, обозначающим стандартный размер корпуса, или трех- или четырехзначным кодом, обозначающим диаметр и высоту элемента. Первые одна или две цифры кодируют внешний диаметр аккумулятора в целых миллиметрах, округленный в меньшую сторону; точные диаметры указаны стандартом, и здесь нет никакой двусмысленности; например, любая ячейка с начальной цифрой 9 имеет диаметр 9,5 мм, никакие другие значения между 9,0 и 9,9 не используются. Последние две цифры — это общая высота в десятых долях миллиметра.

Коды диаметров (первые 1 или 2 цифры)

Число код	Номинальный диаметр (мм)	Толерантность (мм)
4	4.8	±0.15
5	5.8	±0.15
6	6.8	±0.15
7	7.9	±0.15
9	9.5	±0.15
10	10.0	±0.20
11	11.6	±0.20
12	12.5	±0.25
16	16.0	±0.25
20	20.0	±0.25
23	23.0	±0.50
24	24.5	±0.50
44	11.6	±0.20

Примеры:

• CR2032: литиевый, диаметр 20 мм, высота 3,2 мм, 220 мАч
• CR2032H; литиевый, диаметр 20 мм, высота 3,2 мм, 240 мАч
• CR2025: литиевый, диаметр 20 мм, высота 2,5 мм, 170 мАч
• SR516: серебристый, диаметр 5,8 мм, высота 1,6 мм.
• LR1154/SR1154: щелочной/серебряный, диаметр 11,6 мм, высота 5,4 мм. Для этого размера часто используются двузначные коды LR44/SR44.

Некоторые батарейки типа «таблетка», особенно литиевые, имеют выступы под пайку для постоянной установки, например, для питания памяти для хранения информации о конфигурации устройства. Полная номенклатура будет иметь префиксы и суффиксы, обозначающие специальные устройства терминалов. Например, есть вставной и впаиваемый CR2032, вставной и три впаиваемых BR2330 в дополнение к CR2330, а также множество аккумуляторов 2032, 2330 и других размеров.

Буквенный суффикс

После кода упаковки в обозначении типа могут дополнительно присутствовать следующие дополнительные буквы для обозначения используемого электролита:

• P: гидроксида калия . электролит
• S: гидроксида натрия. электролит
• Без буквы: органический электролит.
• SW: тип с низким потреблением энергии для кварцевых часов (аналоговых или цифровых) без функций подсветки, будильника или хронографа.
• W: тип с высоким потреблением тока для всех кварцевых часов, калькуляторов и фотоаппаратов. Аккумулятор соответствует всем требованиям международного стандарта IEC 60086-3. стандарт для часовых батареек.

Батарея для часов типа CR2032 (литиевый анод, 3 В, 20,0 мм × 3,2 мм)

Протекший и проржавевший кнопочный элемент

Другая маркировка упаковки

Помимо кода типа, описанного в предыдущем разделе, батарейки для часов также должны иметь маркировку

• название или торговая марка производителя или поставщика;
• полярность (+);
• дата изготовления.

Коды дат

Часто это двухбуквенный код (иногда на боковой стороне батареи), где первая буква идентифицирует производителя, а вторая — год изготовления. Например:

• YN – буква N – 14-я буква алфавита – указывает на то, что элемент изготовлен в 2014 году.

Универсального стандарта не существует.

Дата изготовления может быть сокращена до последней цифры года, за которой следует цифра или буква, указывающая месяц, где O, Y и Z используются для октября, ноября и декабря соответственно (например, 01 = январь 2010 или 2000 г.). , 9Y = ноябрь 2019 или 2009 г.).

Общий код производителя

Некоторые производители используют код AG (щелочной) или SG (серебристый), за которым следует цифра, как показано ниже.

G-код	код МЭК
xG0	521
xG1	621
xG2	726
хG3	736
xG4	626
xG5	754
xG6	920 или 921
xG7	926 или 927
xG8	1120 или 1121
хG9	936
хG10	1130 или 1131
xG11	721
xG12	1142
xG13	1154

Те, кто знаком с химическим символом серебра Ag , могут ошибочно предположить, что клетки AG являются серебряными.

Перезаряжаемые варианты

Монетарные ячейки проходят испытания

Помимо одноразовых кнопочных элементов, доступны перезаряжаемые батареи многих одинаковых размеров, но с меньшей емкостью, чем одноразовые элементы. Одноразовые и перезаряжаемые батареи изготавливаются так, чтобы их можно было разместить в держателе или с припаянными метками для постоянного подключения. В оборудовании с держателем батарей можно использовать одноразовые или перезаряжаемые батареи, если напряжение совместимо.

Типичное использование небольшой аккумуляторной батареи (в монетах или другом формате) — резервное копирование настроек оборудования, которое обычно постоянно питается от сети, в случае сбоя питания. Например, многие контроллеры центрального отопления хранят время работы и аналогичную информацию в энергозависимой памяти , которая теряется в случае сбоя питания. Обычно такие системы включают в себя резервную батарею, либо одноразовую в держателе (потеря тока чрезвычайно мала, а срок службы длительный), либо впаянную перезаряжаемую.

Перезаряжаемые никель- кадмиевые кнопочные элементы часто были компонентами резервной батареи старых компьютеров; в более позднем оборудовании используются неперезаряжаемые литиевые кнопочные элементы со сроком службы несколько лет.

См. Также: Литиевая батарея § Химия и Литий-ионная батарея § Формы.

Аккумуляторные батареи обычно имеют один и тот же цифровой код, основанный на размерах, но с разными буквами; таким образом, CR2032 — это одноразовая батарея, а ML2032, VL2032 и LIR2032 — это перезаряжаемые аккумуляторы, которые помещаются в один и тот же держатель, если не оснащены метками для пайки. Механически возможно, хотя и опасно, поместить одноразовую батарею в держатель, предназначенный для перезаряжаемой батареи; держатели устанавливаются в частях оборудования, доступ к которым в таких случаях возможен только для обслуживающего персонала.

Проблемы со здоровьем

Случайное проглатывание

ХРАНИТЬ В НЕДОСТУПНОМ ДЛЯ ДЕТЕЙ значке, требуемом стандартом IEC 60086-4.

Кнопочные клетки привлекательны для маленьких детей; они могут положить их в рот и проглотить. Проглоченная батарейка может нанести значительный вред внутренним органам. Батарея вступает в реакцию с биологическими жидкостями, такими как слизь или слюна, создавая контур, который может выделять щелочь, достаточно сильную, чтобы прожечь ткани человека.

Проглоченные батарейки могут привести к повреждению слизистой оболочки пищевода и создать дыру в слизистой оболочке пищевода за два часа. В тяжелых случаях повреждение может вызвать проход между пищеводом и трахеей . Проглоченные пуговичные клетки могут повредить голосовые связки. Они могут даже прожечь кровеносные сосуды в области грудной клетки, включая аорту . В США в 2002–2021 годах было зарегистрировано 44 детских случая смерти в результате проглатывания батарейки-таблетки.

В Большом Манчестере , Англия, с населением 2 700 000 человек, за 18 месяцев, предшествовавших октябрю 2014 года, двое детей в возрасте от 12 месяцев до шести лет умерли и пятеро получили травмы, изменившие их жизнь. В Соединенных Штатах в среднем более Ежегодно сообщается о 3000 случаях проглатывания таблеточных батареек детьми. Увеличивается доля тяжелых и фатальных исходов. Монетные ячейки диаметром 20 мм и более вызывают самые серьезные травмы, даже если они израсходованы и неповреждены. В Окленде, Новая Зеландия, по состоянию на 2018 год регистрируется около 20 случаев в год, требующих госпитализации.

В 2020 году Duracell объявила, что покрывает некоторые из своих литиевых батареек горьким составом, чтобы дети не проглатывали их. Альтернативное решение состоит в том, чтобы спроектировать (или осудить ) проблемные элементы, в основном литиевые элементы диаметром 20 мм, из цепочки поставок.

Наиболее подвержены риску проглатывания батарейки-таблетки дети в возрасте 5 лет и младше. Три случая смерти детей в Австралии показывают, что в каждом случае: i) проглатывание не было засвидетельствовано, ii) источник батареи остается неизвестным, iii) первоначальный ошибочный диагноз задержал соответствующее вмешательство, iv) диагноз был подтвержден рентгенологически, v) в в каждом случае батарейка застряла в пищеводе ребенка, vi) батарейки-нарушители представляли собой литиевые элементы диаметром 20 мм, vii) смерть наступила в период от 19 дней до 3 недель после проглатывания. Симптомы проглатывания пуговчатых клеток могут быть неправильно диагностированы и отнесены к распространенным неопасным для жизни детским заболеваниям.

Ртуть и кадмий

Некоторые батарейки-таблетки содержат ртуть или кадмий , которые токсичны. В начале 2013 года комитет Европейского парламента по окружающей среде проголосовал за запрет на экспорт и импорт ряда ртутьсодержащих продуктов, таких как таблеточные элементы и другие батареи, который будет введен с 2020 года.

См. также

• Список размеров батарей
• Список типов батарей
• Утилизация аккумуляторов
• Искусственный кардиостимулятор
• Имплантируемый кардиовертер-дефибриллятор

Источники

• IEC 60086-3: Первичные батареи. Часть 3: Контрольные батареи. Международная электротехническая комиссия , Женева, 1995 г. (также: BS EN 60086-3:1996).
• Образцы технических паспортов можно получить в Energizer : «Технические подробности CR2032» (PDF) .   (56,2 КиБ )
• «Исследование альтернатив миниатюрным батареям, содержащим ртуть» (PDF) .   (440 КиБ )

Внешние ссылки

• Справочная таблица монетных ячеек
• Таблица перекрестных ссылок на аккумуляторы часов
• «Первичные батареи IEC 60086-2. Часть 2: Физические и электрические характеристики» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2 ноября 2013 г. (включая характеристики разряда)
• «ДИРЕКТИВА 2006/66/EC ЕВРОПЕЙСКОГО ПАРЛАМЕНТА И СОВЕТА» .   (407 Кб) 6 сентября 2006 г. (переработка и утилизация аккумуляторов)