提到電池,多數(shù)朋友首先想到的是5號電池和7號電池這樣狹長圓柱體外形的產(chǎn)品,不過在我們生活中還有另外一類電池,雖然體型更加小巧很少被我們注意,但是它仍然扮演著重要的角色,這類電池就是紐扣電池。
紐扣的體形小巧,在家用的計算器中,臺式電腦的主板上,小巧的手電內(nèi),手腕上的石英表里,都是紐扣電池在提供能量,本文筆者就為您介紹一下紐扣電池的知識。
鑒于其扁圓的外形非常像一枚紐扣,因此它得名紐扣電池(button battery 或 button cell),而扁平的設計搭配金屬光澤又和硬幣相仿,因此也被稱作硬幣電池(coin battery),其常用于手表中供電,也被稱為手表電池(watch battery)。
尺寸不一的紐扣電池
我們常用到的紐扣電池種類并不多,不過在紐扣電池的大家族中還是有不少型號和樣式的,其功能和特性也有所不同。
紐扣電池在國際上的使用較為廣泛,因此有國標標準型號對其進行規(guī)范,也就是說,在國內(nèi)和國外不同市場購買的紐扣電池只要型號一樣就是可以通用的。紐扣電池的型號一般標注在電池正極。
扣電池的型號主要有幾個部分:第一位可能有的數(shù)字代表內(nèi)部由幾個電池串聯(lián),單顆電池的第一位字母表示電池的化學成分,接下來的一位字母表示電池的形狀,紐扣電池多為圓形外觀,用R表示。最后的數(shù)字是尺寸的代碼,這里需要單獨說一下。
形狀尺寸代號 |
最大直徑(單位:mm) |
最大厚度(單位:mm) |
堿性電池編號 |
氧化銀電池編號 |
其他編號 |
R41 |
7.9 |
3.6 |
LR41 |
SR41 |
392, 384 |
R43 |
11.6 |
4.2 |
LR43 |
SR43 |
386 |
R44 |
11.6 |
5.4 |
LR44 |
SR44 |
A76, G13 |
R48 |
7.9 |
5.4 |
LR48 |
SR48 |
|
R54 |
11.6 |
3.05 |
LR54 |
SR54 |
G10, 189 |
R1130 |
LR1130 |
SR1130 |
|||
R55 |
11.6 |
2.05 |
SR55 |
||
R1120 |
SR1120 |
||||
R70 |
5.8 |
3.6 |
國際電工委員會(IEC)對電池尺寸編號采用過兩套方式,早期為數(shù)字流水號的編碼方式,電池型號中最后數(shù)字為1位或2位的多為流水編碼,現(xiàn)在已經(jīng)停止添加新的編號,但舊的編號仍然可以正常使用。
新的編號方式多為4位數(shù)字,前兩位表示電池的直徑,單位為毫米,后兩位為電池的厚度,單位為0.1毫米,例如CR2032電池的4位數(shù)字編碼2032意思是電池的直徑約為20mm,厚度約為3.2mm,這樣的編碼位數(shù)較長,但容易區(qū)分,可以發(fā)現(xiàn),舊編碼改為尺寸也可以成為新編碼。
紐扣電池由正極、負極及電解液組成,外表通常為不銹鋼材料,并作為正極,其負極為不銹鋼的圓形蓋,正極與負極間有密封環(huán)絕緣,密封環(huán)用尼龍制成,密封環(huán)除了起到絕緣作用以外,還能阻止電解液泄漏。需要注意的是,和常見的5號電池不同,紐扣電池突出的一面是負極,而平的一面是正極。
紐扣電池主要有一次電池和二次電池,其中一次電池按照內(nèi)部的材料劃分,有鋰電池、堿性電池、氧化銀電池和鋅空氣電池等,這些電池只能一次性使用而不可以充電。
電池分類 |
代號 |
電池成分類型 |
負極材料 |
電解液 |
正極材料 |
標稱電壓 |
一次電池 |
B |
鋰氟化碳電池 |
鋰 |
非水系有機電解液 |
氟化碳 |
3 |
C |
鋰二氧化錳電池 |
鋰 |
非水系有機電解液 |
二氧化錳 |
3 |
|
G |
鋰氧化銅電池 |
鋰 |
非水系有機電解液 |
氧化銅 |
1.5 |
|
L |
堿性電池 |
鋅 |
堿金屬氫氧化物水溶液 |
二氧化錳 |
1.5 |
|
M |
水銀電池 |
鋅 |
氧化鋅溶液 |
氧化汞 |
1.35 |
|
P |
堿性鋅空氣電池 |
鋅 |
堿金屬氫氧化物水溶液 |
氧氣 |
1.4 |
|
S |
氧化銀電池 |
鋅 |
堿金屬氫氧化物水溶液 |
氧化銀 |
1.55 |
|
二次電池 |
H |
鎳氫電池 |
氧化鎳 |
堿金屬氫氧化物水溶液 |
儲氫合金 |
1.2 |
以堿性電池為例,電池內(nèi)部的電解液為堿性電解液,正極材料為二氧化錳,負極材料為鋅,電解液為堿金屬氫氧化物水溶液,典型的反應如下:
Zn(s) +2OH (aq)→ZnO(s)+H2O(l)+2e
2MnO2(s)+H2O(l)+2e →Mn2O3(s)+2OH (aq)
除此之外,紐扣電池還有二次電池,常見的是鎳氫電池,正極材料為儲氫合金,負極材料是氧化鎳,電解液為堿金屬氫氧化物水溶液。
紐扣電池結構說明
內(nèi)部材料一樣的紐扣電池和其他型號的電池原理基本相同,電池的電壓也基本上一致,堿性電池的標稱電壓為1.5V,水銀電池的標稱電壓為1.35V,堿性鋅空氣電池電壓1.4V,氧化銀電池電壓1.55V,鎳氫電池標稱電壓為1.2V。
由于體型小巧,紐扣電池具有一些其他電池所不具備的特性,也是其優(yōu)勢和不足的一個原因。它小巧的身形要遠遠小于5號電池,不過其提供的能量也要比大體積的電池少很多,使它可以用在需要電量小,但使用空間非常有限的地方,特別是心臟起搏器,電子助聽器這些產(chǎn)品中,也可以提供非常長的續(xù)航時間。
氧化銀紐扣電池和過氧化銀紐扣電池的主要區(qū)別是正極材料分別為氧化銀和過氧化銀,這類電池的容量大,使用壽命也更長,因此應用十分廣泛。
鋰紐扣電池以鋰金屬或鋰合金作為負極,電池的自放電率極低,放電電壓平緩,應用在心臟起搏器中可以長期使用無需充電。
堿性紐扣電池的容量大,在低溫的環(huán)境中仍有良好的性能,因此可以用在需要低溫工作的環(huán)境中。此外,堿性電池的原材料成本更低,使得電池可以有更低的價格,適合較大電流連續(xù)放電的要求。
最后說一下水銀紐扣電池,即汞電池,水銀紐扣電池的放電平穩(wěn),電壓穩(wěn)定,可以在高溫條件下使用,能夠長期儲存,機械性能很好,使其可以應用在更加多樣的環(huán)境中,但由于電池內(nèi)含有水銀,使得價格較高,且有污染環(huán)境的問題,將逐漸被其他電池取代。
其實紐扣電池還有很多種類和特性,隨著技術的發(fā)展也將用在更加多樣的環(huán)境中,成為我們生活中不可或缺的助手。我們在使用時除了要看清型號和電壓,還要注意在用過之后盡量妥善處理,減少當做普通生活垃圾處理。
(責任編輯:王杰)
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