Knapcelle - Button cell

En knapcellebatteri , ur batteri eller mønt batteri er et lille enkelt celle batteri formet som en squat cylinder typisk 5 til 25 mm (0,197 til 0,984 tommer) i diameter og 1 til 6 mm (0,039 til 0,236 tommer) høj - ligner en knap . Rustfrit stål danner normalt cellens bundlegeme og positive terminal , og en isoleret topdæksel er den negative terminal.

Knapceller bruges til at drive små bærbare elektroniske enheder såsom armbåndsure og lommeregnere . Bredere varianter kaldes normalt møntceller . Enheder, der bruger knapceller, er normalt designet omkring en celle, der giver en lang levetid, typisk godt et år ved kontinuerlig brug i et armbåndsur. De fleste knapceller har lav selvafladning og holder deres opladning i lang tid, hvis de ikke bruges. Relativt kraftfulde enheder som høreapparater kan bruge et zink-luftbatteri, der har en meget højere kapacitet for en given størrelse, men tørrer ud efter et par uger, selvom det ikke bruges.

Knapceller er enkeltceller, normalt primære engangsceller . Almindelige anodematerialer er zink eller lithium . Almindelige katodematerialer er mangandioxid , sølvoxid , carbonmonofluorid , kobberoxid eller oxygen fra luften. Kviksølvoxid -knapceller var tidligere almindelige, men er ikke længere tilgængelige på grund af kviksølvs toksicitet og miljøvirkninger .

Knapceller er farlige for små børn, da de ved indtagelse kan forårsage alvorlige indre forbrændinger og betydelig skade eller død.

Cellekemiske egenskaber

Celler med forskellig kemisk sammensætning fremstillet i samme størrelse er mekanisk udskiftelige. Sammensætningen kan imidlertid påvirke levetid og spændingsstabilitet. Brug af den forkerte celle kan føre til kort levetid eller forkert betjening (f.eks. Lysmåling på et kamera kræver en stabil spænding, derfor er sølvceller normalt specificeret). Nogle gange er forskellige celler af samme type, størrelse og kapacitet optimeret til forskellige belastninger ved hjælp af forskellige elektrolytter, så den ene kan have længere levetid end den anden, når der tilføres en relativt høj strøm.

Alkaliske batterier er fremstillet i de samme knapstørrelser som de andre typer, men giver typisk mindre kapacitet og mindre stabil spænding end dyrere sølvoxid- eller lithiumceller.

Sølvceller kan have en stabil udgangsspænding, indtil den pludselig falder ved livets slutning. Dette varierer for de enkelte typer; en producent (Energizer) tilbyder tre sølvoxidceller af samme størrelse, 357-303, 357-303H og EPX76, med kapaciteter fra 150 til 200  mAh , spændingsegenskaber , der spænder fra gradvist at reducere til temmelig konstant, og nogle angives at være for kontinuerligt lavt afløb med høj puls på forespørgsel, andre til fotobrug.

Kviksølvbatterier leverer også en stabil spænding, men er nu forbudt i mange lande på grund af deres toksicitet og miljøpåvirkning.

Zink-luftbatterier bruger luft som depolarisator og har meget højere kapacitet end andre typer, da de tager den luft fra atmosfæren. Celler har en lufttæt forsegling, som skal fjernes før brug; de tørrer derefter ud om et par uger, uanset brug.

Til sammenligning blev egenskaberne for nogle celler fra en producent med diameter 11,6 mm og højde 5,4 mm opført i 2009 som:

• Sølv: kapacitet 200 mAh til et slutpunkt på 0,9 V, intern modstand 5-15 ohm, vægt 2,3 g
• Alkalisk (mangandioxid): 150 mAh (0,9), 3-9 ohm, 2,4 g
• Kviksølv: 200 mAh, 2,6 g
• Zink-luft: 620 mAh, 1,9 g

Undersøgelse af datablade for en producentens sortiment kan vise en alkalisk celle med høj kapacitet med en kapacitet så høj som en af ​​sølvtyperne med lavere kapacitet; eller en bestemt sølvcelle med dobbelt så stor kapacitet som en bestemt alkalisk celle. Hvis det drevne udstyr kræver en relativt høj spænding (f.eks. 1,3 V) for at fungere korrekt, vil en sølvcelle med en flad udladningskarakteristik give meget længere service end en alkalisk celle - selvom den har den samme angivne kapacitet i mAh til en ende -punkt på 0,9 V. Hvis en enhed ser ud til at "æde op" batterier, efter at originalen fra producenten er blevet udskiftet, kan det være nyttigt at kontrollere enhedens krav og udskiftningsbatteriets egenskaber. Specielt for digitale kalibre er nogle specificeret til at kræve mindst 1,25 V for at fungere og andre 1,38 V.

Selvom alkaline-, sølvoxid- og kviksølvbatterier af samme størrelse kan udskiftes mekanisk i enhver given enhed, kan brug af en celle med den rigtige spænding, men uegnede egenskaber føre til kort batterilevetid eller manglende betjening af udstyr. Almindelige lithium primære celler, med en terminal spænding på omkring 3 volt, fremstilles ikke i størrelser, der kan udskiftes med 1,5 volt celler. Brug af et batteri med betydeligt højere spænding, end udstyret er designet til, kan forårsage permanent skade.

Typebetegnelse

International standard IEC 60086-3 definerer et alfanumerisk kodningssystem til "Watch batterier". Producenter har ofte deres eget navnesystem; for eksempel hedder cellen LR1154 af IEC -standarden AG13, LR44, 357, A76 og andre navne af forskellige producenter. IEC -standarden og nogle andre koder sagsstørrelsen, så den numeriske del af koden er entydigt bestemt af sagens størrelse; andre koder koder ikke størrelsen direkte.

Eksempler på batterier, der overholder IEC -standarden, er CR2032, SR516 og LR1154, hvor bogstaverne og tallene angiver følgende egenskaber.

Elektrokemisk system

Det første bogstav i IEC -standardsystemet identificerer batteriets kemiske sammensætning, hvilket også indebærer en nominel spænding:

Brev kode	Almindeligt navn	Positiv elektrode	Elektrolyt	Negativ elektrode	Nominel spænding (V)	Slutpunktsspænding (V)
L	Alkalisk	Mangandioxid	Alkali	Zink	1.5	1.0
S	Sølv	Sølvoxid	Alkali	Zink	1,55	1.2
P	Zink-luft	Ilt	Alkali	Zink	1.4	1.2
C	Litium	Mangandioxid	Økologisk	Litium	3	2.0
B		Carbonmonofluorid	Økologisk	Litium	3	2.0
G		Kobberoxid	Økologisk	Litium	1.5	1.2
Z	Nikkeloxyhydroxid	Mangandioxid, nikkeloxyhydroxid	Alkali	Zink	1.5	?
M, N (trukket tilbage)	Kviksølv	Merkuroxid	Alkali	Zink	1,35/1,40	1.1

For typer med stabil spænding, der falder brat i slutningen af ​​levetiden (klippe-top spænding-versus-tid-graf), er slutspændingen værdien ved "klippekanten", hvorefter spændingen falder ekstremt hurtigt. For typer, der gradvist taber spænding (hældningsgraf, ingen klippekant) er slutpunktet den spænding, over hvilken yderligere afladning vil forårsage skade på enten batteriet eller den enhed, den driver, typisk 1,0 eller 0,9 V.

Almindelige navne er konventionelle snarere end entydigt beskrivende; for eksempel har en sølv (oxid) celle en alkalisk elektrolyt.

L- , S- og C -type celler er i dag de mest almindeligt anvendte typer i kvartsure , lommeregnere , små PDA -enheder, computerure og blinkende lys . Miniaturzink -luftbatterier - type P- bruges i høreapparater og medicinske instrumenter. I IEC-systemet har større celler muligvis ikke noget præfiks for det kemiske system, hvilket angiver, at de er zink-carbon-batterier ; sådanne typer er ikke tilgængelige i knapcelleformat.

Det andet bogstav, R , angiver en rund (cylindrisk) form.

Standarden beskriver kun primære batterier. Genopladelige typer foretaget i samme sag størrelse vil bære en anden præfiks ikke givet i IEC-standard, for eksempel nogle ML og LIR knapceller bruger genopladeligt lithium-teknologi.

Pakke størrelse

Pakningsstørrelse på knapbatterier, der bruger standardnavne, er angivet med en 2-cifret kode, der repræsenterer en standard sagstørrelse, eller en 3- eller 4-cifret kode, der repræsenterer cellediameter og højde. De første et eller to cifre koder batteriets ydre diameter i hele millimeter, afrundet nedad; nøjagtige diametre er specificeret af standarden, og der er ingen tvetydighed; f.eks. enhver celle med en initial 9 er 9,5 mm i diameter, ingen anden værdi mellem 9,0 og 9,9 bruges. De to sidste cifre er den samlede højde i tiendedele af en millimeter.

Diameterkoder (1. 1 eller 2 cifre)

Nummer kode	Nominel diameter (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

Eksempler:

• CR2032: lithium, 20 mm diameter, 3,2 mm højde, 220 mAh
• CR2032H; litium, 20 mm diameter, 3,2 mm højde 240 mAh
• CR2025: lithium, 20 mm diameter, 2,5 mm højde, 170 mAh
• SR516: sølv, 5,8 mm diameter, 1,6 mm højde
• LR1154/SR1154: alkalisk/sølv, 11,6 mm diameter, 5,4 mm højde. De tocifrede koder LR44/SR44 bruges ofte til denne størrelse

Nogle møntceller, især lithium, er fremstillet med loddetapper til permanent installation, f.eks. Til at drive hukommelse til konfigurationsoplysninger om en enhed. Den komplette nomenklatur vil have præfikser og suffikser for at angive særlige terminalarrangementer. For eksempel er der en plug-in og en lodning i CR2032, en plug-in og tre lodde-i BR2330s ud over CR2330s, og mange genopladelige i 2032, 2330 og andre størrelser.

Bogstavs suffiks

Efter pakkekoden kan følgende valgfrie bogstaver eventuelt vises i typebetegnelsen for at angive den anvendte elektrolyt:

• P: kaliumhydroxid elektrolytten
• S: natriumhydroxid elektrolyt
• Intet bogstav: organisk elektrolyt
• SW: lavt afløbstype til kvartsure (analog eller digital) uden lys-, alarm- eller kronograffunktioner
• W: høj afløbstype til alle kvartsure, lommeregnere og kameraer. Batteriet overholder alle kravene i den internationale IEC 60086-3-standard for urbatterier.

Andre pakningsmærker

Bortset fra den typekode, der er beskrevet i det foregående afsnit, bør urbatterier også være mærket med

• producentens eller leverandørens navn eller varemærke
• polariteten (+);
• fremstillingsdatoen.

Datokoder

Ofte en kode på 2 bogstaver (nogle gange på siden af ​​batteriet), hvor det første bogstav identificerer producenten, og det andet er fremstillingsåret. For eksempel:

• YN - bogstavet N er det 14. bogstav i alfabetet - angiver, at cellen blev fremstillet i 2014.

Der er ingen universel standard.

Fremstillingsdatoen kan forkortes til årets sidste ciffer efterfulgt af et ciffer eller bogstav, der angiver den måned, hvor O, Y og Z bruges i henholdsvis oktober, november og december (f.eks. 01 = januar 1990 eller januar 2000, 9Y = november 1999 eller november 2009).

Fælles producentkode

En kode, der bruges af nogle producenter, er AG (alkalisk) eller SG (sølv) efterfulgt af et nummer som følger

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

For dem, der kender det kemiske symbol for sølv, Ag, kan dette forkert tyde på, at AG -celler er sølv.

Genopladelige varianter

Ud over engangsknapceller (til engangsbrug) findes der genopladelige batterier i mange af de samme størrelser med lavere kapacitet end engangsceller. Engangs- og genopladelige batterier er fremstillet til at passe ind i en holder eller med loddemærker til permanent forbindelse. I udstyr med en batteriholder kan der bruges engangs- eller genopladelige batterier, hvis spændingen er kompatibel.

En typisk brug for et lille genopladeligt batteri (i mønt eller andet format) er at sikkerhedskopiere indstillingerne på udstyr, der normalt er permanent strømforsyning, i tilfælde af strømsvigt. For eksempel gemmer mange centralvarmeregulatorer driftstider og lignende oplysninger i flygtig hukommelse, tabt i tilfælde af strømsvigt. Det er sædvanligt, at sådanne systemer inkluderer et backupbatteri, enten et engangsapparat i en holder (strømafløb er ekstremt lavt og levetiden er lang) eller en loddet genopladelig.

Genopladelige NiCd -knapceller var ofte komponenter i backupbatteriet på ældre computere; ikke-genopladelige litiumknapceller med en levetid på flere år bruges i senere udstyr.

Genopladelige batterier har typisk den samme dimensionsbaserede numeriske kode med forskellige bogstaver; således er CR2032 et engangsbatteri, mens ML2032, VL2032 og LIR2032 er genopladelige, der passer i den samme holder, hvis de ikke er forsynet med loddemærker. Det er mekanisk muligt, selvom det er farligt, at montere et engangsbatteri i en holder beregnet til genopladelig; holdere er monteret i dele af udstyr, der kun er tilgængelige af servicepersonale i sådanne tilfælde.

Helbredsproblemer

Utilsigtet indtagelse

Knapceller er attraktive for små børn; de kan putte dem i munden og sluge dem. Det indtagne batteri kan forårsage betydelig skade på indre organer. Batteriet reagerer med kropsvæsker, såsom slim eller spyt, og skaber et kredsløb, der kan frigive en alkali, der er stærk nok til at brænde gennem menneskeligt væv.

Sluges batterier kan forårsage skade på slimhinden i spiserøret , og kan skabe et hul i spiserøret foring i to timer. I alvorlige tilfælde kan skade forårsage en passage mellem spiserøret og luftrøret . Slugte knapceller kan beskadige stemmebåndene. De kan endda brænde gennem blodårerne i brystområdet, herunder aorta .

I Greater Manchester , England, med en befolkning på 2.700.000, døde to børn mellem 12 måneder og seks år gamle, og fem fik livsforandrende skader i de 18 måneder op til oktober 2014. I USA er i gennemsnit over 3.000 indtagelse af pædiatriske knapbatterier rapporteres hvert år med en tendens mod større og fatale følger stigende. Møntceller med en diameter på 20 mm eller derover forårsager de alvorligste skader, selvom de er brugt og intakte. I Auckland, New Zealand fra 2018 er der omkring 20 tilfælde om året, der kræver hospitalsindlæggelse.

I 2020 meddelte Duracell , at de belagte nogle af deres lithium -knapceller med en bitter forbindelse for at afholde børn fra at indtage dem. En alternativ løsning er at designe (eller retssage ) de krænkende celler, for det meste 20 mm lithiumceller , ud af forsyningskæden.

Børn, der er mest udsat for knapbatteriindtagelse, er børn i alderen 5 år og derunder. Tre børnedødsfald i Australien afslører, at i hvert tilfælde: i) indtagelse ikke var vidne til, ii) kilden til batteriet forbliver ukendt, iii) første fejldiagnose forsinkede passende intervention, iv) diagnosen blev bekræftet ved røntgen, v) i hvert tilfælde lå batteriet i barnets spiserør, vi) de krænkende batterier var 20 mm lithiumceller , vii) døden opstod 19 dage til 3 uger efter indtagelse. De nuværende symptomer på indtagelse af knapceller kan være fejldiagnosticeret og tilskrives almindelige ikke-livstruende barndomssygdomme.

Kviksølv og cadmium

Nogle knapceller indeholder kviksølv eller cadmium , som er giftige. I begyndelsen af ​​2013 stemte Europa-Parlamentets miljøudvalg for et forbud mod eksport og import af en række kviksølvholdige produkter, såsom knapceller og andre batterier, der skal pålægges fra 2020.

Se også

• Liste over batteristørrelser
• Liste over batterityper
• Genbrug af batterier
• Kunstig hjertestarter
• Implanterbar kardioverter-defibrillator

Referencer

Kilder

eksterne links

• Møntcelle referencetabel
• Se batteri krydsreferencetabel
• "IEC 60086-2 Primære batterier-Del 2: Fysiske og elektriske specifikationer" (PDF) . Arkiveret fra originalen (PDF) 2013-11-02. (inkluderer udledningskarakteristika)
• "EUROPA -PARLAMENTETS OG RÅDETS DIREKTIV 2006/66/EF" . (407 Kb) 6. september 2006 (genbrug og bortskaffelse af batterier)