Большой тест алкалиновых AAA и AA батареек «ФОТОН-Х»

26 January

Элементы питания «ФОТОН» и «ФОТОН-Х» регулярно участвуют в тестах емкости, которые подтверждают их высокую мощность, сопоставимую с мощностью батареек, предлагаемых лидерами рынка.

В этой статье мы хотим познакомить вас с результатами большого и подробного теста емкости батареек бренда «ФОТОН-Х», и пусть объем текста вас не смущает — материал читается на одном дыхании!

Область применения батареек типоразмера AAA и АА

AAA батарейки ещё называют мизинчиковыми, а AA батарейки — пальчиковыми. Применяемость таких батареек самая широкая: чаще всего, одиночные AAA и AA элементы используются для электропитания электронных и электромеханических часов настенного и настольного типа.

А в бытовых метеостанциях, пультах дистанционного управления бытовой техникой и радиоаппаратурой, в таймерах, детских игрушках, светодиодных фонариках и прочей мелкой бытовой технике и электронике такие батарейки, как правило, работают или парами, или ещё большим комплектом.

Если батареек в батарейном отсеке пара, то меняться они должны на однотипные аналоги, и притом парой сразу. Установка разнотипных батареек в один батарейный отсек увеличивает вероятность их протечек, а также химической порчи ответной контактной группы в отсеке.

Помимо простых устройств, вроде пульта ДУ, триммера, аппарата для сварки полиэтиленовых пакетов, электрифицированной точилки для карандашей, машинки для удаления катышков и тд, батарейки питают более сложные устройства, выполняющие ответственные функции в нестандартных условиях.

  • Например: метеостанция Hama EWS-180 имеет базовый блок с батарейным отсеком, рассчитанным на два элемента питания типоразмера ААА, и выносной блок метеостанции с температурным датчиком, работающий на частоте 433 MHz, который измеряет уличную температуру, и поддерживает с метеостанцией регулярную радиосвязь.

Помимо прочего, в том же самом радиоблоке метеостанции, работающем в уличных условиях, на батарейки воздействует как низкая (зимний мороз), так и высокая (солнечные лучи) уличная температура. Такое устройство требует качественных элементов питания типоразмера АА с хорошей емкостью.

  • Малогабаритные AAA батарейки используются, например, в актуальных на сегодняшний день приборах для измерения оксигенации крови и частоты сердечных сокращений – так называемых пульс-оксиметрах.
  • Такой бесконтактный датчик, работающий в паре с главным блоком охранной GSM сигнализации, закрепляется на стенах или потолках помещений. Работает датчик на радиоволне, осуществляя с материнским устройством беспроводную связь.

При появлении в его зоне чувствительности какого-либо движущегося объекта – например, человека или животного - датчик срабатывает, отправляя сигнал на главный охранный блок, который поднимает тревогу, включает сирену, а также совершает тревожный звонок или отправляет СМС на телефон владельца.

При звонке владельцу главный блок синтезированным голосом сообщает, какой именно датчик вызвал срабатывание сигнализации, а их там могут быть десятки. Подобный датчик неплохо работает и на улице, таким образом, охраняя, к примеру, свой участок территории частного дома.

Питается датчик от двух последовательно включённых пальчиковых AA элементов питания суммарным напряжением в 3,0V.

К таким элементам питания налагаются достаточно высокие требования, ведь они без присмотра работают в ответственном месте. В частности, они должны обладать как общей надёжностью и приличной ёмкостью, так и морозоустойчивостью. Ведь при работе на улице такой датчик работает при минусовых температурах окружающей среды. И не исключено, что ему придётся отловить внезапный визит злоумышленника на вашу территорию при -30 градусах Цельсия на улице.

Алкалиновые элементы питания

Более совершенные по сравнению с солевыми AAA и AA элементы питания имеют щелочной электролит. Такие источники питания имеют гарантийный срок хранения с момента производства и до начала ввода в эксплуатацию уже минимум 5 лет, а у лучших образцов щелочных батареек он достигает 7 — 10 лет.

Хранить батарейки стоит в сухом прохладном месте. Также стоит учитывать тот момент, что ёмкость длительно хранящихся батареек несколько снижается. А вот с напряжением холостого хода у современных AAA и AA батареек никаких проблем в процессе хранения, как правило, не возникает.

Неоднократные измерения таких батареек от самых различных производителей показывают, что напряжение не снижается. Если напряжение на AAA или AA батарейке заметно снизилось в ходе её хранения, то такие элементы питания в ответственных местах использовать не стоит.

Во времена позднего СССР советская промышленность, наряду с традиционно выпускавшимися солевыми батарейками самых различных форматов, стала выпускать и щелочные батарейки повышенной ёмкости. Ниже приведены две таблицы одного из советских книжных справочников от 1991 года. В них сведены некоторые общие характеристики как солевых, так и щелочных советских батареек.

Сводная таблица по советским одиночным солевым батарейкам —>

Стоить отметить, что полные аналоги современных AA батареек в СССР назывались 316 (солевая «Уран») и A-316 (щелочная «Квант»).

В этих таблицах нам интересны советские методики испытаний батареек на ёмкость. И мы их повторим ниже при испытаниях современных AAA и AA щелочных батареек «ФОТОН-Х».

Мы проверим начальное напряжение холостого хода, конечное напряжение разряда, до которого продолжаются испытания, а также ток разряда при тестировании. Притом в ходе тестирования ток разряда на одну и ту же резистивную нагрузку будет снижаться линейно тому, как снижается напряжение на электродах тестируемой батарейки в ходе её плавного разряда.

Для той же щелочной батарейки «Квант» типоразмера AA типовая ёмкость при длительном разряде током 30 mA до нижнего напряжения 0,9V составляла в среднем 1700 mAh. Солевая батарейка «Уран» типоразмера AA при длительном разряде в течение 70 часов на резистор сопротивлением 200 Ом выдавала типовую ёмкость порядка 525 mAh.

Также стоит учитывать тот факт, что любая батарейка и любой аккумулятор при больших токах отдачи демонстрируют ёмкость, намного меньше маркированной или просто изначальной. Потому для корректного получения данных тестируемый элемент питания разряжается относительно небольшим током на протяжении длительного периода времени.

В частности, известный мировой производитель элементов питания в даташите для своих AAA щелочных батареек повышенной емкости отдельно указывает их емкость отдельно для различных разрядных токов: номинальная емкость одной AAA батарейки при длительном разряде током в 25 миллиампер составит максимальные 1400 миллиампер/часов. Во всех режимах испытаний процесс разряда будет идти с номинальных 1,5V, и далее до достижения нижнего порога вольтажа батарейки в 0,8V.

При разряде током в 200 миллиампер отдача емкости батарейкой снижается до значения в 750 mAh. При разряде током в 600 миллиампер емкость снижается до значения менее, чем 600 mAh. А вот при токе нагрузки в 1000 mA (1 ампер) батарейка отдаст всего лишь чуть более 450 миллиампер/часов емкости, проработав в таком режиме до полной разрядки менее получаса. И это отличные показатели для любой современной алкалиновой батарейки форм-фактора AAA, которыми можно гордиться.

Это и будут отправные точки для испытаний на емкость щелочных AAA и AA батареек «ФОТОН-Х». Далее приступаем к их детальному осмотру и тестированию.

Алкалиновые AAA батарейки «ФОТОН-Х», подготовка к тестированию

Алкалиновые AAA батарейки «ФОТОН-Х» выпускаются в различных по количеству элементов упаковках. Ниже на фотографиях встречающийся в широкой продаже вариант экологичной упаковки без загрязняющих окружающую среду пластиков, по 4 батарейки в паке.

При изготовлении батареек использован ряд улучшенных технологий. Это, прежде всего, технология SCM – Super Conducting Material – сверхпроводящий материал для снижения внутреннего сопротивления батареек, что увеличивает их эффективность работы при высокой токовой отдаче. Технология улучшенной структуры цинка обеспечивает стабильную работу батареек на протяжении многих лет их использования. А за увеличенный срок хранения и защиту от протечек отвечает надёжная полиамидная прокладка.

Батарейки, участвующие в тестировании, был выпущены в марте 2020 года и имеют срок годности 7 лет.

С помощью мультиметра DT-830B измеряем напряжение на каждой батарейке из упаковки для оценки его величины:

У всех батареек оно оказалось идентичным. Что косвенно говорит нам о ровном технологическом процессе, использованном при их производстве. При помощи цифрового мультиметра уточняем напряжение на одной из батареек – оно составило 1,604 вольта:

Также проводим измерение с помощью нагрузочного тестера BT-168D, оснащённого встроенной резисторной нагрузкой. Здесь всё в норме:

Теперь приступаем непосредственно к тестированию. Токовой нагрузкой для одной из таких батареек будет выступать советский постоянный резистор типа МЛТ-0.5 сопротивлением 91 Ом (1). А в роли измерительного прибора выступит китайский цифровой тестер типа ZB2L3 (2). Такой тестер питается от любого USB порта через встроенный micro USB разъём. Нагрузка подключается к клеммам тестера (3).

(1) —>

Тестер ZB2L3 в реальном времени измеряет напряжение на испытуемом элементе питания, а также ток через нагрузку. И на основе этих показателей высчитывает ту емкость, которую тестируемый источник питания отдал в нагрузку. Для автоматизации процесса измерений кнопками тестера вручную задаётся нужный нижний порог напряжения, при достижении которого тестируемый источник питания автоматически отключается. При этом окончательные итоги измерений отданной им в нагрузку емкости выводятся на дисплей тестера.

Чтобы при кратковременных сбросах напряжения тестер не обнулялся, а сами измерения не пришлось начинать заново с новой батарейкой, для тестера ZB2L3 важна непрерывность подачи собственного электропитания по USB. C этой целью в ходе измерений он запитывался от автомобильного аккумулятора 12V 60 Ah через фабричный преобразователь напряжения 12V в 5V Mystery MCU-2U.

Вывод 5V напряжения осуществлялся на USB порт Mystery, и далее по короткому USB – micro USB кабелю напряжение подавалось на тестер ZB2L3.

Тестирование алкалиновых AAA батареек «ФОТОН-Х»

Начало теста характеризуется начальным напряжением на батарейке в 1,61 вольта, и током через нагрузку 19 миллиампер. Нижний порог, до которого будет разряжаться батарейка, установлен в 1,0 вольт

  • Через 9 часов тестирования напряжение на батарейке снизилось до 1,42V, разрядный ток равен 17 мА, а ёмкость, отданная в нагрузку, на этот период времени составила 153 mAh (1)
  • Прошло 20 часов от начала теста. В нагрузку отдано 338 mAh. Напряжение на батарейке 1,36V, ток по-прежнему 17 mA (2)
  • 28 часов от начала теста. Отдано 465 mAh. Напряжение на батарейке 1,33V, ток 15 mA (3)
  • 59 часов от начала теста. Отдано уже 914 mAh. Напряжение на батарейке 1,22V, ток 14 mA (4)
  • 65 часов от начала теста. Отдано 1000 mAh. Напряжение на батарейке 1,22V, ток в нагрузке 13 mA (5)
  • 73 часа от начала теста. Отдано 1090 mAh. Напряжение на батарейке 1,10V, ток в нагрузке 11 mA (6)
  • 82 часа от начала теста. Отдано 1194 mAh. Напряжение на батарейке 1,01V приблизилось к нижнему порогу. Ток в нагрузке по-прежнему составляет 11 mA (7)
  • Далее через небольшой промежуток времени тестирование финиширует (8)
(1) —>

В итоге одна AAA батарейка отдала в нагрузку 1208 mAh емкости – отличный результат. Но на этом не останавливаемся, и продолжаем дальнейший тест этой же самой батарейки. После того, как она отдохнула, полежав несколько дней, измеряем остаточное напряжение батарейки мультиметром и нагрузочным тестером BT-168D:

После чего начинаем второй этап разряда батарейки с напряжения 1,0V до остаточного напряжения в 0,8V

  • Через 8,5 часов снимаем новые показатели (1)
  • И через 14 часов 2-й этап теста завершается (2)
(1) —>

При разряде с остаточного напряжения в 1,04V до нижнего порога в 0,8V такая батарейка смогла отдать ещё 131 mAh емкости.

В итоге на резисторной нагрузке один испытуемый AAA элемент питания «ФОТОН-Х» смог отдать 1208 mAh + 131 mAh = 1339 миллиампер/часов. Результат для такого форм-фактора просто впечатляющий.

Алкалиновые AA батарейки «ФОТОН-Х», подготовка к тестированию

Как и в случае с AAA батарейками «ФОТОН-Х», при изготовлении более крупных и емких AA батареек использованы те же самые улучшенные технологии.

AAA батарейки ФОТОН-Х выпущены в марте 2020 года, срок хранения составляет 7 лет с даты выпуска.

Измеренное цифровым мультиметром напряжение на каждой батарейке находится в пределах нормы.

Измерения с помощью нагрузочного тестера BT-168D также продемонстрировали нормальные, типовые для новых 1,5V батареек показатели:

Тестирование алкалиновых AA батареек «ФОТОН-Х»

В отличие от AAA батареек, при длительных испытаниях AA батареек используются примерно вдвое большие разрядные токи.

Вместо резистора МЛТ-0.5 сопротивлением 91 Ом будет использован нагрузочный постоянный резистор МЛТ-0.5 сопротивлением 43 Ом (1). Ток от 1,5V элемента питания будет примерно вдвое выше, и составит порядка 34 миллиампер (2). Испытательный стенд тот же самый – измерительный тестер ZB2L3, автомобильный аккумулятор, а также 5V USB преобразователь Mystery MCU-2U для питания тестера ZB2L3 (3).

(1) —>

Начинаем тестирования с установки нижнего порога разряда испытуемой батарейки в 1,0V:

  • Через 7 часов тестирования напряжение на батарейке составило 1,45V, разрядный ток равен 29 мА, а емкость, отданная в нагрузку, на этот период времени составила 177 mAh (1)
  • Состояние через 20 часов от начала тестирования. Напряжение на батарейке снизилось до 1,36V, разрядный ток равен 27 мА, а емкость, отданная в нагрузку, на этот период времени составила 578 mAh (2)
  • Состояние через 36 часов от начала тестирования. Напряжение на батарейке составило 1,30V, разрядный ток 26 мА. Емкость, отданная в нагрузку, на этот период времени составляет 1012 mAh (3)
  • Через 48 часов от начала тестирования. Напряжение на батарейке 1,27V, разрядный ток 26 мА. Отданная в нагрузку емкость на этот период времени составила 1319 mAh (4)
  • Через 72 часа от начала тестирования. Напряжение на батарейке 1,19V, разрядный ток 26 мА. Отданная в нагрузку емкость на этот период времени составила 1938 mAh (5)
  • Через 95 часов от начала тестирования первый этап испытаний подходит к финишу. Напряжение на батарейке 1,04V, разрядный ток 23 мА. Отданная в нагрузку емкость на этот период времени составила 2504 mAh (6)
  • И вот наступает финиш первого этапа – произошёл разряд испытуемой батарейки до 1,0V. В нагрузку отдано 2577 mAh емкости – впечатляющий результат (7)
(1) —>

После чего устанавливаем новый нижний порог для разряда этой же батарейки значением в 0,8 вольта и начинаем 2-й этап разряда батарейки:

—>
  • Состояние после 19 часов от начала 2-го этапа тестирования. Напряжение на батарейке 0,81V, разрядный ток 17 мА. Отданная в нагрузку емкость на этот период времени составила 381 mAh (1)
  • И вот автоматическое завершение 2-го этапа разряда щелочной AA батарейки «ФОТОН-Х» (2)
(1) —>

При разряде с напряжения 1,0V до напряжения 0,8V эта батарейка дополнительно смогла отдать ещё 406 mAhемкости. В итоге подсчитываем: 2577 mAh емкости на 1-м этапе + 406 mAhемкости на 2-м этапе = 2983 миллиампер/часов в такой новой батарейке. Без малого это 3 ампер/часа – впечатляющий результат.

После проверки с помощью нагрузочного тестера BT-168D испытуемая батарейка показала глубокую степень разряда, и готова к утилизации

Вывод большого теста алкалиновых AAA и AA батареек «ФОТОН-Х»

В результате подробных тестов двух новых щелочных батареек «ФОТОН-Х» из заводской упаковки, притом одна из них - мизинчиковая, а другая - пальчиковая, можно сделать определённые выводы: обе они продемонстрировали очень приличные результаты в плане отдаваемой в нагрузку емкости, а также ровный характер разряда. Наряду с общим высоким качеством изготовления всё это позволяет рекомендовать такие элементы питания практически для любых совместимых с AAA и AA форм-фактором устройств и приборов.