Батарейки coin cell, або монетні батарейки, — це плоскі, круглі елементи живлення невеликого розміру, що зазвичай використовуються у портативних пристроях з низьким енергоспоживанням. Їх назва походить від форми, схожої на монету. Coin cell забезпечують стабільну напругу протягом тривалого часу та широко застосовуються у годинниках, калькуляторах, електронних ключах, материнських платах комп’ютерів і медичних пристроях.
Coin cell — це мініатюрний циліндро-плоский елемент живлення, номінальна напруга якого зазвичай коливається від 1,2 В до 3 В залежно від хімічного складу.
Основні характеристики:
- діаметр: 5–25 мм
- висота: 1–6 мм
- стандарт IEC 60086-3 для малих батарейок
- доступні у різних хімічних системах: літієві, срібно-цинкові, алкалінові, оксид-срібні, NiMH
Coin cell підходять для пристроїв, де потрібен невеликий розмір і тривалий термін служби при низькому споживанні струму.
Історія розвитку
- 1960-ті роки — поява перших алкалінових та літієвих монетних батарей для годинників
- 1970–1980-ті — стандартизація форм-факторів CR, LR, SR
- Сучасність — літієві CR2032 та подібні моделі є найпоширенішими, застосовуються у комп’ютерній техніці, медичних пристроях та системах безпеки
Монетні батарейки забезпечили компактне і довготривале живлення для невеликих пристроїв, де інші джерела живлення незручні.
Будова та склад
Літієві
- Анод — металевий літій
- Катод — оксид марганцю (LiMnO₂) або діоксид літію кобальту (LiCoO₂)
- Електроліт — органічний літієвий розчин
- Корпус — нержавіюча сталь
Срібно-цинкові
- Анод — цинк
- Катод — срібло оксидне
- Електроліт — лужний або гелевий
- висока енергетична щільність, короткий термін служби
Алкалінові та оксид-срібні
- Анод — цинк
- Катод — діоксид марганцю (алкалінові) або срібний оксид (SR)
- стабільна напруга і невелике саморозрядження
NiMH (рідше)
- Анод — гідрид металу
- Катод — Ni(OH)₂
- Електроліт — KOH
- перезаряджувані, але менш поширені у монетних батарейках
Принцип роботи
Coin cell виробляють струм через хімічні реакції між анодом і катодом:
- Літієві: окиснення металевого літію та відновлення оксидів марганцю або кобальту
- Срібно-цинкові: окиснення цинку і відновлення срібного оксиду
- Алкалінові: окиснення цинку та відновлення MnO₂
- NiMH: іони металу переміщуються між анодом і катодом
Невеликий струм дозволяє батарейкам працювати роками без заміни.
Основні характеристики
Номінальна напруга
- літієві: 3 В (CR серія)
- срібно-цинкові: 1,55–1,6 В
- алкалінові: 1,5 В
- NiMH: 1,2 В
Ємність
- літієві: 30–240 мА·год (залежно від розміру)
- срібно-цинкові: 30–150 мА·год
- алкалінові: 20–100 мА·год
Термін служби
- літієві: до 10 років
- срібно-цинкові: 1–3 роки
- алкалінові: 3–5 років
Саморозряд
- літієві: ~1–2% на рік
- алкалінові: ~2–3% на рік
- срібно-цинкові: ~5% на рік
Переваги
- компактний і плоский форм-фактор
- довготривалий термін служби при низькому споживанні струму
- стабільна напруга протягом більшої частини ресурсу
- широкий вибір хімічних складів
- перезаряджувані моделі NiMH доступні для спеціальних застосувань
Недоліки
- низький максимальний струм, не підходить для потужних пристроїв
- невелика ємність порівняно з AA, AAA, C або D батарейками
- токсичність деяких старих типів (срібло-цинкові, літієві старого покоління)
- потребують спеціальної утилізації
Сфери застосування
Coin cell застосовуються у:
- наручних та кишенькових годинниках
- комп’ютерних материнських платах (для живлення CMOS)
- калькуляторах і пультах дистанційного керування
- медичних пристроях (глюкометри, слухові апарати)
- електронних ключах і системах безпеки
- невеликих сенсорних пристроях та датчиках
Екологічні аспекти
- літієві та алкалінові батарейки потребують утилізації
- деякі старі моделі містять токсичні метали (Hg, Cd)
- переробка та збір старих монетних батарейок важливі для збереження навколишнього середовища
- сучасні стандарти обмежують вміст небезпечних металів у виробництві
Порівняння з іншими типами батарей
- AA, AAA, C, D: більша ємність та здатність живити потужні пристрої
- Coin cell: компактна форма, низький струм, тривалий термін служби
- незамінні для пристроїв, де важлива компактність і довговічність при низькому споживанні енергії
Батарейки coin cell є оптимальним рішенням для малопотужних пристроїв з довгим терміном служби і компактним форм-фактором. Вони застосовуються у годинниках, медичних пристроях, електроніці та сенсорах, де інші джерела живлення незручні. Різноманіття хімічних складів дозволяє підібрати батарейку під конкретні потреби, а сучасні літієві моделі забезпечують до 10 років стабільної роботи.