Кіріспе
Құрғақ элементтік батареяның стандартты мөлшері – электр элементінің түрі. АА батареясы (немесе қос А батареясы) – стандартты мөлшемдегі бір элементті цилиндрлі құрғақ батарея. IEC 60086 жүйесі бұл мөлшерді R6 деп, ал ANSI C18 – 15 деп атайды. Жапонияның JIS стандарты бойынша UM 3 деп белгіленеді. Тарихи тұрғыдан, ол Ұлыбританиядағы ресми құжаттамада D14 (есіту аппаратының батареясы), U12 – кейін U7 (стандартты элемент) немесе HP7 (цинк хлоридінің «жоғары қуаттылық» нұсқасы) ретінде, немесе «қаламша элементі» деп белгілі болған. АА батареялары портативті электрондық құрылғыларда кеңінен қолданылады. АА батареясы бір электрохимиялық элементтен тұрады, ол біріншілік (бір рет қолданылатын) немесе қайта зарядталатын батарея болуы мүмкін. Олардың құрамында әртүрлі химиялық элементтер қолданылады. Нақты полюстік кернеуі, сыйымдылығы және практикалық разряд деңгейі элементтің химиялық құрамына байланысты; алайда, АА элементтеріне арналған құрылғылар, өндіруші көрсеткен жағдайда ғана, әдетте 1,2–1,5 В қабылдайды. 1907 жылы The American Ever Ready Company ұсынған АА батареясының мөлшері 1947 жылы American National Standards Institute (ANSI) стандартымен бекітілді, бірақ ол ресми стандарттаудан бұрын фонарьлар мен электрлік жаңалықтарда қолданылған. ANSI және IEC батарея номенклатурасы осы мөлшердегі элементтердің ерекшеліктері мен химиялық құрамына қарай бірнеше белгілерді ұсынады. АА батареялары деп аталудан бұрын, олар көбінесе Z батареялары деп аталған, себебі Burgess Battery Company компаниясы шығарғандары «Z нөмірі» деген атпен сатылды (олар «No 1» нөмірінен кіші екенін көрсету үшін, бұл қазіргі заманғы C батареясының мөлшеріне ұқсас). Шағын фонарьларда кең таралғандықтан, оларды көбінесе «қалташа фонарь батареялары» деп атайды.
the type of electric cell
The AA battery (or double A battery) is a standard size single cell cylindrical dry battery. The IEC 60086 system calls the size R6, and ANSI C18 calls it 15. It is named UM 3 by JIS of Japan. Historically, it is known as D14 (hearing aid battery), U12 – later U7 (standard cell), or HP7 (for zinc chloride 'high power' version) in official documentation in the United Kingdom, or a pen cell. AA batteries are common in portable electronic devices. An AA battery is composed of a single electrochemical cell that may be either a primary battery (disposable) or a rechargeable battery. Several different chemistries are used in their construction. The exact terminal voltage, capacity and practical discharge rates depend on cell chemistry; however, devices designed for AA cells will usually only take 1.2–1.5 V unless specified by the manufacturer. Introduced in 1907 by The American Ever Ready Company, the AA battery size was standardized by the American National Standards Institute (ANSI) in 1947, but it had been in use in flashlights and electrical novelties before formal standardization. ANSI and IEC battery nomenclature gives several designations for cells in this size, depending on cell features and chemistry. Before being called AA batteries, they were commonly called Z batteries, as the ones produced by the Burgess Battery Company were sold as "Number Z" (meant to indicate them being smaller than the "Number 1", which was similar in size to a modern C battery). Due to their popularity in small flashlights, they are often called "penlight batteries".
Өлшемі
АА батареясының ұзындығы, түймелік ұшын қоса алғанда, ал диаметрі өлшенеді. Оң полярлі түймеше биіктігі кемінде 1 мм және диаметрі ең көп 5,5 мм болуы керек, ал тегіс жатқан теріс полярлі түймеше диаметрі кемінде 7 мм болуы тиіс. Литий АА батареялары шамамен , ал қайта зарядталатын NiMH батареялары шамамен .
Негізгі жасушалар
Бастапқы (қайта зарядталатын емес) мырыш-көміртек (құрғақ элемент) АА батареяларының сыйымдылығы шамамен 400–900 миллиампер-сағатты құрайды, өлшенген сыйымдылығы сынақ жағдайларына, жұмыс циклына және тоқтату кернеуіне тікелей байланысты. Мырыш-көміртек батареялары әдетте «жалпы мақсаттағы» батареялар ретінде сатылады. Мырыш хлориді батареялары 1000–1500 мАч-қа дейін зарядты сақтайды және көбінесе «күшті» немесе «супер күшті» деп сатылады. 1700 мАч-тан 2850 мАч-қа дейінгі сілтілі батареялар мырыш хлориді батареяларынан қымбатқа түседі, бірақ олар қосымша зарядты ұстай алады. AA өлшемдегі сілтілі батареялар IEC бойынша LR06, ал JIS бойынша AM 3 деп аталады. Қайта зарядталмайтын литий-темір дисульфидті батареялар цифрлық камералар сияқты көбірек ток тұтынатын құрылғылар үшін жасалған, онда олардың жоғары құны батареяларды ауыстыру арасындағы ұзақ жұмыс уақытымен және разрядталу кезіндегі тұрақты кернеумен ақталады. Сілтілі батареялардың сыйымдылығы разряд тогының артуымен күрт төмендейді, бірақ Li FeS2 батареясының сыйымдылығы жоғары разряд тогынан сілтілі батареяларға қарағанда онша әсер етпейді. Литий дисульфидті батареялардың сілтілі батареяларға қарағанда тағы бір артықшылығы – олардың ағып кету қаупі аз. Бұл әсіресе қымбат жабдықтар үшін маңызды, себебі ағып кеткен сілтілі батарея коррозиялық электролит сезімтал электроникамен жанасқанда жабдықты зақымдауы мүмкін. Литий-темір дисульфидті батареялар сілтілі мырыш батареяларымен үйлесімді жабдықтарда қолдануға арналған. Литий-темір дисульфидті батареялардың ашық тізбек кернеуі 1,8 вольтқа жете алады, бірақ жабық тізбек кернеуі төмендейді, бұл химиялық құрамын мырыш негізіндегі батареяларға арналған жабдықтармен үйлесімді етеді. Жаңа сілтілі мырыш батареясы 1,6 вольт ашық тізбек кернеуіне ие болуы мүмкін, бірақ 1,7 вольттан төмен ашық тізбек кернеуі бар литий-темір дисульфидті батарея толығымен разрядталған болып есептеледі.
Литий-ион
Қытайлық Kentli компаниясы 2014 жылдан бері "Kentli PH5" деп сататын және кейін басқа жеткізушілерден де қол жетімді ұқсас батареялармен бірге сатылатын 1,5 В АА өлшемді литий-ионды батарея, ішінде 3,7 В қайта зарядталатын литий-ионды элементі және оң полюсте кернеуді 1,5 В-қа төмендетуге арналған құрылғысы бар. Kentli батареяларындағы 3,7 В литий-ионды электрод АА электродының айналасындағы сақина түрінде орналасқан, арнайы зарядтағышпен зарядтауға мүмкіндік береді. Ол жаңа бір рет қолданылатын сілтілік АА батареясы сияқты 1,5 В қуат береді, бірақ зарядтау циклында басқа бір рет немесе қайта зарядталатын батареялар сияқты қуаты түспейді. Литий-иондық химиясы айына 3% өзін-өзі разрядтау мүмкіндігін қамтамасыз етеді. 250 мА токпен жұмыс істегенде 1,5 В кернеудегі сыйымдылығы 1700 мАч, төмендеу конвертерінің тиімділігі төмен болғандықтан, басқа химиялық элементтерге қарағанда аз. Кейбір жаңа литий-ионды АА батареялары әдеттегі миллиампер-сағат (мАч) орнына қуатын милливат-сағат (мВт) арқылы жарнамалайды, соның салдарынан тұтынушылардың назары әдетте 3000 немесе одан да көп деп көрсетілген санға аударылады, бірақ шындығында ол 2000 мАч-қа тең. 2023 жылға қарай AA және AAA өлшемдеріндегі (соның ішінде кішкентай AAA корпусында кернеуді түрлендіретін схемасы бар) 1,5 В литий-ионды қайта зарядталатын батареялардың бірнеше бренді қолжетімді болды. Олар әртүрлі зарядтау әдістерін қолданады, арнайы Kentli сақиналық үшінші электроды қажет емес. Кейбіреулеріне арнайы зарядтағыштар бар – 1,2 В батареяға арналған зарядтағыш жеткілікті кернеуді қамтамасыз етпейді, бірақ үшінші электродты қолданбайды. Ал басқаларында батареяның өзінде USB порты орнатылған.
НиЗн
Никель-мырыш (NiZn) қайта зарядталатын 1,65 В АА және ААА элементтері де бар, бірақ олар кеңінен қолданылмайды. Оларға осы кернеуді беруге қабілетті зарядтау тізбегі қажет.
Салыстыру
Химия IEC атауы ANSI/NEDA атауы Номиналды кернеу (В) 50 мА-дан төмен тұрақты токпен сыйымдылығы (мАч) Номиналды кернеуде және 50 мА токпен максималды энергия (Вт⋅сағ) Қайта зарядталатын Мырыш-көміртек R6 15D 1.50 400–1,700 2.55 Сілтілік LR6 15A 1.50 1,800–2,850 3.90 Li FeS2 FR6 15LF 1.50 2,700–3,400 5.10 Литий-ион ? ? R15/50 14500 3.60–3.70 600–1,100 (1,600 мАч 1.5 В-та) 3.88 ✔ LiFePO4 14500 3.2–3.3 600–1,000+ 2.80 ✔ NiCd KR6 15K 1.20 600–1,000 1.20 ✔ NiMH HR6 15H 1.20 600–2,750 3.42 ✔ NiZn ZR6 ? 1.60–1.65 1,500–1,800 2.97 ✔
Қолдану
2011 жылы АА элементтері АҚШ-та сатылған сілтілі батареялардың шамамен 60 пайызын құрады. Жапонияда сатылған сілтілі батареялардың 58 пайызы АА батареялары болды, ол елде тансан (単三) деп аталады. Швейцарияда АА батареялары біріншілік және екіншілік (қайта зарядталатын) батареялардың жалпы сатылымының 55 пайызын құрады.
Қайталау сынағы
АА цинкті сілтілі батареялардағы цинк гелі қуат тұтылғанда керамикаға айналады. Сондықтан, толық зарядталған батареялар қатты бетке түскенде секірмейді, ал толық разрядталған батареялар секіреді. Бұл өту бірте-бірте және сызықты емес болғандықтан, секіру батарея толық разрядталғанын көрсетпейді, бірақ секірмеу оның ішінде заряд бар екенін білдіреді. Принстон университетінің ғалымдары разрядтың әр 10% сайын секіру биіктігін көрсететін видео түсірді.