Введение

Стандартный размер сухой батареи – тип электрической батареи.

Батарея AA (или двойная A) – это одноклеточная цилиндрическая сухая батарея стандартного размера. В системе IEC 60086 размер обозначается как R6, а в ANSI C18 – как 15. Японский стандарт JIS обозначает её как UM 3. Исторически, в официальной документации в Великобритании она известна как D14 (батарея для слуховых аппаратов), U12 – позднее U7 (стандартный элемент), или HP7 (для версии с хлоридом цинка «высокой мощности»), либо как элемент для ручки. Батареи AA широко используются в портативных электронных устройствах. Батарея AA состоит из одной электрохимической ячейки, которая может быть первичной (одноразовой) или перезаряжаемой. В их производстве используются различные химические составы. Точное выходное напряжение, ёмкость и практические скорости разряда зависят от химического состава ячейки; однако устройства, предназначенные для батарей AA, обычно работают от напряжения 1,2–1,5 В, если иное не указано производителем. Впервые представленная в 1907 году компанией The American Ever Ready Company, батарея размера AA была стандартизирована Американским национальным институтом стандартов (ANSI) в 1947 году, но использовалась в фонарях и электрических новинках ещё до официальной стандартизации. Номенклатура батарей ANSI и IEC предусматривает несколько обозначений для ячеек такого размера, в зависимости от их характеристик и химического состава. До того, как их стали называть батареями AA, их часто называли батареями Z, поскольку продукция компании Burgess Battery Company продавалась под названием «Номер Z» (что указывало на их меньший размер по сравнению с «Номером 1», который был сопоставим по размеру с современной батареей C). Благодаря популярности в небольших фонарях, их часто называют "батареями для карманных фонарей".

Размеры

Клетка AA имеет длину, включая кнопку — и диаметр. Высота положительной кнопки должна быть не менее 1 мм и не более 5,5 мм в диаметре, а диаметр плоского отрицательного контакта — не менее 7 мм. Литиевые батарейки AA имеют вес около, а перезаряжаемые NiMH — около.

Первичные ячейки

Первичные (неперезаряжаемые) цинково-углеродные (сухие элементы) батареи типа АА имеют емкость около 400–900 миллиампер-часов, при этом измеренная емкость сильно зависит от условий тестирования, режима работы и напряжения отключения. Цинково-углеродные батареи обычно продаются как "универсальные". Цинхлоридные батареи емкостью около 1000–1500 мАч часто продаются как "мощные" или "сверхмощные". Алкалиновые батареи емкостью от 1700 мАч до 2850 мАч стоят дороже, чем цинхлоридные, но обеспечивают больший заряд. Алкалиновые батареи размера АА обозначаются как LR06 по стандарту IEC и AM 3 по стандарту JIS. Неперезаряжаемые литий-железодисульфидные батареи производятся для устройств, потребляющих больший ток, таких как цифровые камеры, где их высокая стоимость компенсируется более длительным временем работы между заменами батарей и более стабильным напряжением во время разряда. Емкость алкалиновых батарей значительно снижается при увеличении тока разряда, однако на емкость литий-железодисульфидной батареи высокие токи разряда влияют не так сильно, как на алкалиновые. Еще одним преимуществом литий-дисульфидных батарей перед алкалиновыми является их меньшая склонность к протечкам. Это особенно важно для дорогостоящего оборудования, где протекающая алкалиновая батарея может повредить его из-за контакта коррозионного электролита с чувствительной электроникой. Литий-железодисульфидные батареи предназначены для использования в оборудовании, совместимом с алкалиновыми цинковыми батареями. Литий-железодисульфидные батареи могут иметь напряжение холостого хода до 1,8 вольт, но напряжение под нагрузкой снижается, что делает эту химию совместимой с оборудованием, предназначенным для батарей на основе цинка. Свежая алкалиновая цинковая батарея может иметь напряжение холостого хода 1,6 вольт, но литий-железодисульфидная батарея с напряжением холостого хода ниже 1,7 вольт считается полностью разряженной.

Литий-ион

Литий-ионный аккумулятор 1,5 В формата AA, продаваемый китайской компанией Kentli под названием "Kentli PH5" с 2014 года, а также аналогичные аккумуляторы, позже появившиеся у других поставщиков, представляет собой корпус батареи AA, содержащий перезаряжаемую 3,7 В литий-ионную ячейку с внутренним понижающим преобразователем на положительном контакте для снижения выходного напряжения до 1,5 В. Аккумуляторы Kentli имеют доступ к обычному 3,7 В литий-ионному электроду в виде кольца вокруг центрального электрода AA, что позволяет заряжать их специальным зарядным устройством. Они обеспечивают напряжение 1,5 В, как и новые одноразовые щелочные батареи AA, но практически без падения напряжения в течение цикла разряда, в отличие от других одноразовых или перезаряжаемых батарей. Литий-ионная химия обеспечивает низкий саморазряд – 3% в месяц. Емкость при токе разряда 250 мА составляет 1700 мАч при 1,5 В, что меньше, чем у других типов батарей, и ограничено низкой эффективностью понижающего преобразователя. Некоторые более поздние литий-ионные аккумуляторы AA рекламируют свою емкость в милливатт-часах (мВтч) вместо привычных миллиампер-часов (мАч), привлекая внимание покупателей к цифре, обычно заявленной как 3000 мВтч или более, которая на самом деле соответствует 2000 мАч. К 2023 году на рынке появилось несколько брендов 1,5 В литий-ионных перезаряжаемых аккумуляторов форматов AA и AAA (с цепью преобразования напряжения даже в компактном корпусе AAA). Они используют различные методы зарядки, без использования специального третьего электрода в виде кольца Kentli. Некоторые требуют специальных зарядных устройств – зарядное устройство для 1,2 В батареи не обеспечит достаточного напряжения, но не используют третий электрод. Другие имеют встроенный USB-порт непосредственно в корпусе ячейки.

НиЗн

Никель-цинковые (NiZn) перезаряжаемые элементы питания 1,65 В типов AA и AAA также доступны, но не получили широкого распространения. Для их зарядки требуется схема, способная выдавать такое напряжение.

Сравнение

ХимияНаименование IECНаименование ANSI/NEDAНоминальное напряжение (В) Ёмкость при разряде постоянным током менее 50 мА (мАч) Макс. энергия при номинальном напряжении и разряде 50 мА (Вт·ч)ПерезаряжаемыеЦинк-углеродныеR615D1,50400–17002,55ЩелочныеLR615A1,501800–28503,90Литий-железо-дисульфидныеFR615LF1,502700–34005,10Литий-ионные? ?R15/50145003,60–3,70600–1100 (1600 мАч при 1,5 В)3,88 ✔Литий-железо-фосфатные145003,2–3,3600–1000+2,80 ✔Никель-кадмиевыеKR615K1,20600–10001,20 ✔Никель-металлгидридныеHR615H1,20600–27503,42 ✔Никель-цинковыеZR6?1,60–1,651500–18002,97 ✔

Использование

В 2011 году на долю элементов АА приходилось около 60% продаж щелочных батареек в Соединенных Штатах. В Японии 58% проданных щелочных батареек были АА, известные в этой стране как тансан (単三). В Швейцарии батарейки АА составили 55% от общего объема продаж как первичных, так и вторичных (перезаряжаемых) батарей.

Тест на отскок

В цинковых щелочных батареях АА цинковый гель медленно превращается в керамику по мере расхода энергии. Это означает, что полностью заряженные батареи не подпрыгивают при падении на твердую поверхность, а полностью разряженные – подпрыгивают. Поскольку переход происходит постепенно и нелинейно, подпрыгивание не означает, что батарея полностью разряжена, но отсутствие подпрыгивания означает, что в ней еще остался заряд. Исследователи из Принстонского университета опубликовали видео, демонстрирующее высоту подпрыгивания при каждом 10% разряда.