Knoflíková buňka - Button cell

Buňky na knoflíky, mince nebo hodinky

Knoflíková , hodinky baterie , nebo knoflíková baterie je malá jedna buňka baterie ve tvaru dřepu válec typicky 5 až 25 mm (0,197 až 0,984 palce) v průměru a 1 až 6 mm (0,039 až 0,236 palce) vysokou - připomínající tlačítko . Nerezová ocel obvykle tvoří spodní tělo a kladný konec buňky a izolovaný horní uzávěr je záporný konec.

Knoflíkový článek v modulech RTC jako zdroj energie

Knoflíkové články slouží k napájení malých přenosných elektronických zařízení, jako jsou náramkové hodinky a kapesní kalkulačky . Širším variantám se obvykle říká knoflíkové buňky . Zařízení využívající knoflíkové články jsou obvykle navržena kolem článku s dlouhou životností, obvykle více než rok při nepřetržitém používání v náramkových hodinkách. Většina knoflíkových článků má nízké samovybíjení a pokud není používána, vydrží nabitá po dlouhou dobu. Poměrně výkonná zařízení, jako jsou sluchadla, mohou používat zinko-vzduchovou baterii, která má pro danou velikost mnohem vyšší kapacitu, ale po několika týdnech vyschne, i když se nepoužívá.

Knoflíkové buňky jsou jednotlivé buňky, obvykle jednorázové primární buňky . Běžnými anodovými materiály jsou zinek nebo lithium . Běžné katodové materiály jsou oxid manganičitý , oxid stříbrný , fluorid uhličitý , oxid měďnatý nebo kyslík ze vzduchu. Knoflíkové články oxidu rtuťnatého byly dříve běžné, ale již nejsou k dispozici kvůli toxicitě a vlivům rtuti na životní prostředí .

Knoflíkové buňky jsou pro malé děti nebezpečné, protože při požití mohou způsobit těžké vnitřní popáleniny a značné zranění nebo smrt.

Vlastnosti buněčných chemií

Buňky různého chemického složení vyrobené ve stejné velikosti jsou mechanicky zaměnitelné. Složení však může ovlivnit životnost a stabilitu napětí. Použití nesprávného článku může vést ke krátké životnosti nebo nesprávnému provozu (například měření světla na kameře vyžaduje stabilní napětí, proto jsou obvykle specifikovány stříbrné články). Někdy jsou různé články stejného typu, velikosti a kapacity optimalizovány pro různé zátěže pomocí různých elektrolytů, takže jeden může mít při napájení relativně vysokého proudu delší životnost než druhý.

Alkalické baterie se vyrábějí ve stejných velikostech knoflíků jako ostatní typy, ale obvykle poskytují menší kapacitu a méně stabilní napětí než nákladnější články oxidu stříbra nebo lithia.

Stříbrné články mohou mít stabilní výstupní napětí, dokud na konci životnosti náhle neklesne. To se u jednotlivých typů liší; jeden výrobce (Energizer) nabízí tři články oxidu stříbra stejné velikosti, 357–303, 357–303H a EPX76, s kapacitami od 150 do 200  mAh , napěťovými charakteristikami od postupného snižování až po poměrně konstantní a u některých se uvádí, že jsou pro nepřetržitý nízký odtok s vysokým pulsem na vyžádání, ostatní pro použití s ​​fotografiemi.

Rtuťové baterie také dodávají stabilní napětí, ale nyní jsou v mnoha zemích zakázány kvůli jejich toxicitě a dopadu na životní prostředí.

Zinko-vzduchové baterie používají vzduch jako depolarizátor a mají mnohem vyšší kapacitu než jiné typy, protože odebírají vzduch z atmosféry. Buňky mají vzduchotěsné těsnění, které je třeba před použitím odstranit; pak vyschnou za několik týdnů, bez ohledu na použití.

Pro srovnání, vlastnosti některých článků od jednoho výrobce o průměru 11,6 mm a výšce 5,4 mm byly v roce 2009 uvedeny jako:

  • Stříbro: kapacita 200 mAh do koncového bodu 0,9 V, vnitřní odpor 5–15 ohmů, hmotnost 2,3 g
  • Alkalické (oxid manganičitý): 150 mAh (0,9), 3–9 ohmů, 2,4 g
  • Rtuť: 200 mAh, 2,6 g
  • Zinek-vzduch: 620 mAh, 1,9 g

Zkoumání datových listů pro řadu výrobců může ukázat vysokokapacitní alkalický článek s kapacitou tak vysokou jako jeden z typů stříbra s nižší kapacitou; nebo konkrétní stříbrný článek s dvojnásobnou kapacitou než konkrétní alkalický článek. Pokud napájené zařízení ke své správné funkci vyžaduje relativně vysoké napětí (např. 1,3 V), stříbrný článek s charakteristikou plochého výboje poskytne mnohem delší službu než alkalický článek - i když má do konce stejnou specifikovanou kapacitu v mAh. -bod 0,9 V. Pokud se zdá, že zařízení po výměně originálu dodaného výrobcem „žere“ baterie, může být užitečné zkontrolovat požadavky na zařízení a vlastnosti náhradní baterie. Zejména u digitálních třmenů je u některých uvedeno, že k provozu vyžadují alespoň 1,25 V, jiné 1,38 V.

Ačkoli alkalické, oxid stříbrné a rtuťové baterie stejné velikosti mohou být mechanicky zaměnitelné v jakémkoli daném zařízení, použití článku se správným napětím, ale nevhodnými vlastnostmi, může vést ke krátké životnosti baterie nebo selhání provozu zařízení. Běžné lithiové primární články s koncovým napětím kolem 3 voltů nejsou vyráběny ve velikostech zaměnitelných za 1,5voltové články. Použití baterie s výrazně vyšším napětím, než pro jaké je zařízení určeno, může způsobit trvalé poškození.

Typové označení

Alkalická buňka LR44

Mezinárodní norma IEC 60086-3 definuje alfanumerický kódovací systém pro „hodinky baterie“. Výrobci mají často svůj vlastní systém pojmenování; například buňka s názvem LR1154 podle normy IEC je pojmenována AG13, LR44, 357, A76 a další názvy od různých výrobců. Norma IEC a některé další kódují velikost případu tak, aby číselná část kódu byla jednoznačně určena velikostí případu; jiné kódy nekódují velikost přímo.

Příklady baterií vyhovujících normě IEC jsou CR2032, SR516 a LR1154, kde písmena a číslice označují následující charakteristiky.

Elektrochemický systém

První písmeno ve standardním systému IEC označuje chemické složení baterie, což také implikuje jmenovité napětí:

Písmeno
kód
Obecný
název
Pozitivní
elektroda
Elektrolyt Záporná
elektroda
Jmenovité
napětí (V)

Napětí koncového bodu (V)
L Alkalické Oxid manganičitý Alkálie Zinek 1.5 1,0
S stříbrný Oxid stříbrný Alkálie Zinek 1,55 1.2
P Zinek-vzduch Kyslík Alkálie Zinek 1.4 1.2
C Lithium Oxid manganičitý Organické Lithium 3 2.0
B Monofluorid uhlíku Organické Lithium 3 2.0
G Oxid měďnatý Organické Lithium 1.5 1.2
Z Oxyhydroxid niklu Oxid manganičitý, oxyhydroxid niklu Alkálie Zinek 1.5 ?
M, N (staženo) Rtuť Oxid rtuťnatý Alkálie Zinek 1,35/1,40 1.1

U typů se stabilním napětím, které na konci životnosti strmě klesá (napětí na vrcholu napětí v závislosti na čase), je koncovým napětím hodnota na „hraně útesu“, po které napětí extrémně rychle klesá. U typů, které postupně ztrácejí napětí (spádový graf, bez hrany útesu), je koncovým bodem napětí, za kterým další vybití způsobí poškození baterie nebo zařízení, které napájí, typicky 1,0 nebo 0,9 V.

Běžné názvy jsou spíše konvenční než jednoznačně popisné; například stříbrný (oxidový) článek má alkalický elektrolyt.

Buňky typu L , S a C jsou dnes nejčastěji používanými typy křemenných hodinek , kalkulaček , malých PDA zařízení, počítačových hodin a blinky . Miniaturní zinko-vzduchové baterie - P typu - jsou používány v sluchadel a lékařských přístrojů. V systému IEC nemusí mít větší články předponu pro chemický systém, což naznačuje, že se jedná o zinko-uhlíkové baterie ; takové typy nejsou k dispozici ve formátu buněk tlačítek.

Druhé písmeno R označuje kulatý (válcový) tvar.

Norma popisuje pouze primární baterie. Dobíjecí typy vyrobené ve stejné velikosti pouzdra budou mít jinou předponu, která není uvedena v normě IEC, například některé knoflíkové články ML a LiR používají dobíjecí lithiovou technologii.

Velikost balení

Porovnání velikosti několika velikostí knoflíkových a knoflíkových článků se čtyřmi 9 V bateriemi

Velikost balení knoflíkových baterií se standardními názvy je indikována 2místným kódem představujícím standardní velikost pouzdra nebo 3- nebo 4místným kódem představujícím průměr a výšku článku. První jedna nebo dvě číslice kódují vnější průměr baterie v celých milimetrech, zaokrouhlený dolů; přesné průměry jsou specifikovány normou a neexistuje žádná nejednoznačnost; např. jakákoli buňka s počátečním 9 má průměr 9,5 mm, nepoužívá se žádná jiná hodnota mezi 9,0 a 9,9. Poslední dvě číslice jsou celková výška v desetinách milimetru.

Kódy průměrů (1. 1 nebo 2 číslice)
Číselný
kód
Jmenovitý
průměr (mm)
Tolerance
(mm)
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

Příklady:

  • CR2032: lithium, průměr 20 mm, výška 3,2 mm, 220 mAh
  • CR2032H; lithium, průměr 20 mm, výška 3,2 mm, 240 mAh
  • CR2025: lithium, průměr 20 mm, výška 2,5 mm, 170 mAh
  • SR516: stříbro, průměr 5,8 mm, výška 1,6 mm
  • LR1154/SR1154: alkalický/stříbrný, průměr 11,6 mm, výška 5,4 mm. Pro tuto velikost se často používají dvoumístné kódy LR44/SR44

Některé knoflíkové články, zejména lithiové, jsou vyráběny s pájecími poutky pro trvalou instalaci, například pro napájení paměti pro informace o konfiguraci zařízení. Kompletní nomenklatura bude mít předpony a přípony pro označení speciálních koncových uspořádání. Kromě CR2330s například existuje zásuvný a pájený CR2032, zásuvný a tři zapájitelné BR2330 a mnoho dobíjecích baterií v letech 2032, 2330 a dalších velikostech.

Přípona písmene

Za kódem balení se v označení typu mohou volitelně objevit následující další písmena označující použitý elektrolyt:

  • P: elektrolyt hydroxidu draselného
  • S: elektrolyt hydroxidu sodného
  • Žádné písmeno: organický elektrolyt
  • SW: typ s nízkým odtokem pro křemenné hodinky (analogové nebo digitální) bez funkcí světla, alarmu nebo chronografu
  • W: typ s vysokým odtokem pro všechny křemenné hodinky, kalkulačky a fotoaparáty. Baterie splňuje všechny požadavky mezinárodní normy IEC 60086-3 pro baterie hodinek.
Typ hodinkové baterie CR2032 (lithiová anoda, 3 V, 20,0 mm × 3,2 mm)
Vyteklá a zkorodovaná knoflíková buňka

Další označení obalu

Kromě typového kódu popsaného v předchozí části by baterie hodinek měly být také označeny

  • jméno nebo ochranná známka výrobce nebo dodavatele;
  • polarita (+);
  • datum výroby.

Kódy data

Často jde o 2písmenný kód (někdy na straně baterie), kde první písmeno označuje výrobce a druhé je rok výroby. Například:

  • YN - písmeno N je 14. písmeno v abecedě - označuje, že článek byl vyroben v roce 2014.

Univerzální standard neexistuje.

Datum výroby může být zkráceno na poslední číslici roku, následovanou číslicí nebo písmenem označujícím měsíc, kde O, Y a Z jsou použity pro říjen, listopad a prosinec (např. 01 = leden 1990 nebo leden 2000, 9Y = listopad 1999 nebo listopad 2009).

Společný kód výrobce

Někteří výrobci používají kód AG (alkalický) nebo SG (stříbrný), za nímž následuje číslo

G kód Kód IEC
xG0 521
xG1 621
xG2 726
xG3 736
xG4 626
xG5 754
xG6 920 nebo 921
xG7 926 nebo 927
xG8 1120 nebo 1121
xG9 936
xG10 1130 nebo 1131
xG11 721
xG12 1142
xG13 1154

Těm, kteří znají chemický symbol stříbra Ag, to může nesprávně naznačovat, že buňky AG jsou stříbro.


Dobíjecí varianty

Testované mince

Kromě jednorázových (na jedno použití) knoflíkových článků jsou k dispozici dobíjecí baterie v mnoha stejných velikostech s nižší kapacitou než jednorázové články. Jednorázové a dobíjecí baterie jsou vyráběny tak, aby se vešly do držáku nebo s pájecími štítky pro trvalé připojení. V zařízeních s držákem baterií lze použít jednorázové nebo dobíjecí baterie, pokud je napětí kompatibilní.

Typickým použitím malé dobíjecí baterie (v mincích nebo jiném formátu) je zálohování nastavení zařízení, které je normálně trvale napájeno ze sítě, v případě výpadku napájení. Například mnoho regulátorů ústředního vytápění ukládá doby provozu a podobné informace do nestálé paměti, ztracené v případě výpadku napájení. Je obvyklé, že takové systémy obsahují záložní baterii, buď jednorázovou v držáku (odběr proudu je extrémně nízký a životnost je dlouhá), nebo připájenou dobíjecí baterii.

Dobíjecí knoflíkové články NiCd byly často součástí záložní baterie starších počítačů; v pozdějších zařízeních se používají nenabíjecí lithiové knoflíkové články s životností několik let.

Dobíjecí baterie mají obvykle stejný rozměrový číselný kód s různými písmeny; CR2032 je tedy jednorázová baterie, zatímco ML2032, VL2032 a LIR2032 jsou dobíjecí baterie, které se vejdou do stejného držáku, pokud nejsou vybaveny pájecími značkami. Mechanicky je možné, i když nebezpečné, vložit jednorázovou baterii do držáku určeného pro dobíjecí; držáky jsou namontovány v částech zařízení, které jsou v takových případech přístupné pouze servisnímu personálu.

Zdravotní problémy

Náhodné požití

Knoflíkové buňky jsou atraktivní pro malé děti; mohou si je dát do úst a spolknout je. Požitá baterie může způsobit značné poškození vnitřních orgánů. Baterie reaguje s tělními tekutinami, jako jsou hleny nebo sliny, a vytváří obvod, který může uvolňovat alkálii, která je dostatečně silná na to, aby spálila lidskou tkáň.

Spolknuté baterie mohou způsobit poškození výstelky jícnu a během dvou hodin mohou vytvořit díru v jícenové výstelce. V závažných případech může poškození způsobit průchod mezi jícnem a průdušnicí . Spolknuté knoflíkové buňky mohou poškodit hlasivky. Mohou dokonce spálit krevní cévy v oblasti hrudníku, včetně aorty .

V Greater Manchesteru v Anglii s 2 700 000 obyvateli zemřely dvě děti ve věku od 12 měsíců do šesti let a pět z nich utrpělo zranění měnící život v průběhu 18 měsíců do října 2014. Ve Spojených státech v průměru přes 3 000 požití pediatrických knoflíkových baterií je každoročně hlášeno s trendem zvyšování závažných a smrtelných následků. Mince s průměrem 20 mm nebo větším způsobují nejzávažnější zranění, i když jsou vyčerpaná a neporušená. V Aucklandu na Novém Zélandu je od roku 2018 přibližně 20 případů ročně vyžadujících hospitalizaci.

V roce 2020 společnost Duracell oznámila, že potáhla některé ze svých lithiových knoflíkových článků hořkou sloučeninou, aby odradila děti od jejich požití. Alternativním řešením je navrhnout (nebo vést soudní spor ) porušující články, většinou 20mm lithiové články, mimo dodavatelský řetězec.

Děti, které jsou nejvíce ohroženy požitím knoflíkové baterie, jsou děti mladší 5 let. Tři úmrtí dětí v Austrálii odhalují, že v každém případě: i) požití nebylo svědkem, ii) zdroj baterie zůstává neznámý, iii) počáteční chybná diagnóza zpozdila vhodnou intervenci, iv) diagnóza byla potvrzena rentgenem, v) v v každém případě baterie uvízla v dětském jícnu, vi) nevhodnými bateriemi byly 20mm lithiové články, vii) smrt nastala 19 dní až 3 týdny po požití. Prezentující příznaky požití knoflíkových buněk mohou být chybně diagnostikovány a připisovány běžným dětským chorobám, které nejsou život ohrožující.

Rtuť a kadmium

Některé knoflíkové články obsahují rtuť nebo kadmium , které jsou toxické. Začátkem roku 2013 hlasoval Výbor pro životní prostředí Evropského parlamentu o zákazu vývozu a dovozu řady produktů obsahujících rtuť, jako jsou knoflíkové články a jiné baterie, který bude zaveden od roku 2020.

UCHOVÁVEJTE MIMO DOSAH DĚTÍ požadovanou ikonou IEC 60086-4

Viz také

Reference

Prameny

externí odkazy