Покупая батарейки, большинство из нас выбирает подходящий для своего устройства типоразмер, но кто задумывается о том, в чём разница между ними?
Если говорить о таких видах спорта, как горные лыжи, скитур, фрирайд, — батарейки становятся одним из важнейших элементов снаряжения, сохраняющих жизнь. К выбору батареек стоит подойти со всей ответственностью.
На фотографиях ниже хороший пример, объясняющий, почему это так.
Батарейки потекли внутри корпуса датчика, и, сколько он проработал в таком состоянии, — неизвестно © Рустам Черниговский
Из инструкции к датчику Pieps BT Pro: «При продолжительном перерыве в эксплуатации устройства (летний период) из батарейного отсека рекомендуется удалить батареи».
На момент открытия батарейного отсека батареи проработали около 20 часов — как и сам прибор. Лавинный датчик включался, показывал полную шкалу заряда: 3/3, или 66–100% времени работы в режиме передачи. Как долго лавинный датчик работал с протёкшими батарейками — неизвестно.
В той же инструкции сказано: «Продолжительность автономной работы: от щелочных батарей — 400 часов в режиме передачи; от литиевых батарей — 600 часов в режиме передачи».
В большинстве случаев получается, что, установив комплект батареек в лавинный датчик в начале сезона, отсек с ними не открывают до конца сезона, а заряд/состояние батареек контролируется только индикатором заряда на экране прибора.
Чем грозит протечка батареек:
- Прибор может выключиться в любой момент, даже несмотря на то, что перед выходом на гору/маршрут вы провели контроль уровня заряда батареек.
- Прибор может выйти из строя. Дальнейшее нахождение в горах без лавинного датчика становится небезопасным.
- Даже если прибор после замены протёкших батареек продолжит свою работу, использовать его будет небезопасно.
Здесь мы не будем углубляться в конструкцию батареек, а рассмотрим только важные для нас аспекты.
Разновидности батареек
- Батарейки с солевым электролитом. Обозначаются буквой R (R6 для AA, R03 для AAA) и могут иметь надпись Heavy Duty.
- Батарейки с щелочным электролитом. Обозначаются буквами LR (LR6 для AA, LR03 для AAA) и имеют надпись Alkaline.
- Литиевые батарейки. Обозначаются буквами FR (FR6 для AA, FR03 для AAA) и имеют надпись Lithium.
Батарейки с солевым электролитом
В качестве электролита используется соль — хлорид аммония.
Изначально элементы заполнялись жидким электролитом. В дальнейшем электролит стали загущать с помощью крахмалистых веществ — крахмала и муки. Это необходимо для того, чтобы электролит не мог вытечь или высохнуть при хранении и эксплуатации элемента. Тем не менее при неправильной эксплуатации или слишком длительном хранении электролит всё же может потечь или высохнуть.
- Солевые батарейки самые дешёвые.
- Ёмкость солевых батареек низкая — 400-700 mAh , минимум вдвое меньше, чем у самых дешёвых щелочных (алкалиновых).
- Имеют небольшой срок хранения — 2-3 года.
- Могут обеспечивать питанием лишь нагрузку, потребляющую небольшие токи.
- Устойчивость к протечкам: средняя (надолго оставлять в устройстве батарейки не стоит).
Солевые батарейки покупать нецелесообразно. Даже в устройствах с самым малым потреблением щелочные (alkaline) прослужат гораздо дольше за счёт своего большего срока годности.
Батарейки с щелочным электролитом
Отрицательный полюс щелочной батарейки состоит из цинкового порошка. Использование порошка позволяет увеличить скорость протекания химических реакций, а значит, и отдаваемый батарейкой ток. Основным отличием от солевых батареек является тип электролита: в щелочных в его качестве используется гидроксид калия.
Щелочные батарейки хорошо подходят для устройств с энергопотреблением от десятков до нескольких сотен миллиампер.
- Щелочные батарейки самые распространённые.
- Имеют срок хранения от 3 до 10 лет.
- Ёмкость щелочных батареек 2000-3000 mAh .
- За год хранения ёмкость щелочных батареек практически не уменьшается.
- Щелочные батарейки не могут долго работать на морозе из-за временной потери ёмкости. После прогрева до комнатной температуры они начинают работать вновь (ёмкость восстанавливается).
- Хранение на морозе почти не вредит щелочным батарейкам.
- Устойчивость к протечкам: хорошая (хотя при коротком замыкании или установке в неверной полярности возможна течь электролита).
Литиевые батарейки
В качестве анода используется литий или его соединения. Катод и электролит литиевого элемента могут иметь много видов, поэтому термин «литиевый элемент» объединяет группу элементов с одинаковым материалом анода.
- Имеют срок хранения в среднем 10 лет. Допустимый срок хранения достигает 15+ лет, при этом батарейка теряет около 10% ёмкости.
- Литиевые батарейки имеют большую ёмкость — 3800-4300 mAh (в 1,5-3 раза больше, чем щелочные).
- В отличие от напряжения в щелочных, напряжение в литиевых батарейках почти не снижается до самого конца разряда (пологая кривая разряда).
- Возможность хранения и работы в широком диапазоне отрицательных и положительных температур (от -40°C до +60°C). Литиевые элементы при отрицательных температурах значительно лучше сохраняют ёмкость и имеют более пологую кривую разряда, чем солевые и щелочные батарейки (при этом у солевых и щелочных батареек попросту замерзает электролит). Это означает, что их можно применять в устройствах, работающих на морозе.
- Устойчивость к протечкам: превосходная.
Несомненно, литиевые батарейки, в сравнении с солевыми и щелочными, имеют лучшие характеристики, но из-за более пологой кривой разряда (стабильное напряжение независимо от степени разряда) и высокой цены их использование целесообразно только в особых случаях.
Можно ли использовать в биперах аккумуляторы
«Индикатор заряда батарейки лавинного датчика базируется на измерении текущего электрического напряжения в батарейке» — гласит инструкция к датчику Pieps DSP Pro.
- Перезаряжаемые никель-кадмиевые (Ni-Cd) и никель-металлгидридные (Ni-MH) аккумуляторные батареи при полном заряде имеют не стандартное напряжение 1,5 В, а всего 1,2 В, что создаёт проблемы для прибора в определении уровня заряда батареек.
- Нельзя с уверенностью сказать, в каком состоянии находится перезаряжаемая аккумуляторная батарея, какая у неё ёмкость на данный момент, есть ли у неё скрытые повреждения (в отличие от батареек, которые каждый раз новые).
Работа элементов питания на морозе
Важными аспектами при выборе батареек для использования в лавинном датчике являются способность работать на морозе и вероятность протечки. Давайте рассмотрим один из тестов, в котором демонстрируется зависимость ёмкости элемента питания от изменения температуры. Исследование заключается в измерении ёмкости элементов питания (литиевого и щелочного) при двух температурах: +23°C и -15°C.
Также стоит уточнить, что:
- При охлаждении до -15°C потеря ёмкости батареек — временная, после нагрева обратно до комнатной температуры их характеристики полностью восстанавливаются. Для необратимого повреждения большинство типов батареек и аккумуляторов, включая литий-ионные, требуется охладить ниже -40°C.
- Все элементы питания сократили свою ёмкость, кроме того, у литиевой батарейки напряжение плавно снижается с самого начала процесса разряда, а не держится на постоянном уровне.
Отдельно стоит сказать о щелочной батарейке: при температуре -15°C она попросту неработоспособна — под нагрузкой (500 мА) её напряжение падает ниже 1 В примерно за четверть часа (15 минут).
И, наконец, самая наглядная диаграмма: потеря ёмкости в процентах при охлаждении до -15°C относительно ёмкости при +23°C.
Щелочная батарейка Duracell Turbo демонстрирует катастрофический результат — падение ёмкости на 87%. Щелочные батарейки при отрицательных температурах работают крайне плохо, падение ёмкости при охлаждении у них лишь немного не дотянуло до десятикратного. У одноразовых литиевых батареек при охлаждении на 38°C падение ёмкости составило всего лишь около 20%.
В том, что батарейки на морозе теряют ёмкость, нет ничего удивительного: внутри у них находится электролит, от температуры которого зависит и подвижность ионов, и скорость протекания химических реакций, а значит — эффективность работы элемента питания. Разные типы элементов имеют разный состав электролита и, соответственно, по-разному реагируют на снижение температуры.
Применительно к лавинным датчикам не всё так плохо с щелочными элементами питания: даже при сильном охлаждении элемента питания скорости протекания реакции достаточно для нормальной работы прибора.
Из спецификации ETSI EN 300 718-2 V2.1.1 (2018-01) следует, что лавинный датчик как минимум должен быть способен передавать сигнал в течение 200 часов при температуре +10°C, а затем принимать сигнал в течение не менее одного часа при температуре -10°C.
Лавинный датчик — это устройство с малым потреблением, значительно меньшим, чем в тестах (в тестах разряд током 500 mA). Если следовать рекомендациям производителей и заменять батареи вовремя, «оставшейся» после охлаждения ёмкости щелочной батарейки обычно достаточно, чтобы соответствовать заявленному производителем времени работы.
Рассмотрим рекомендации нескольких производителей, касающиеся их индикаторов оставшегося заряда и предписаний по замене батарей:
- В руководстве к ARVA Axio сказано: замените батареи, когда уровень заряда падает ниже 50%.
- В руководстве к Mammut Barryvox сказано: замените щелочные батареи, когда уровень заряда падает ниже 40%, и литиевые батареи, когда уровень заряда падает ниже 30%.
- В руководстве к Pieps Powder BT / Pro BT сказано: когда индикатор батареи (полоска) не показывает ни одного деления (разряжен), но ещё не мигает, прибор может передавать сигнал в течение как минимум 20 часов (+10°C), а затем получать сигнал в режиме поиска в течение одного часа (-10°C). В этом руководстве также говорится, что, когда уровень заряда батареи составляет 1/3, прибор будет передавать данные от 20 часов до 33% времени от максимально возможного для установленного типа батареи (щелочные или литиевые).
- В руководствах к BCA Tracker 3 и Tracker S говорится, что вы должны заменить батареи при падении заряда до 40%.
Какие батарейки использовать в лавинных датчиках
Итак, если сравнивать между разными типами батарей, литиевые имеют самые лучшие характеристики: у них большая ёмкость, они прекрасно работают на морозе, практически не текут, имеют большой срок годности. Да, они дороже щелочных, но это окупается временем работы и безопасностью для дорогостоящего лавинного датчика. Течь электролита — основная причина выхода из строя лавинных датчиков.
Важно
Литиевые батарейки могут использоваться только в том случае, если они поддерживаются вашим лавинным датчиком.
Это связано с тем, что лавинный датчик при определении уровня заряда батарейки базируется на измерении текущего электрического напряжения в ней. Из-за того, что литиевые батарейки имеют стабильное напряжение независимо от степени их разряда, лавинный датчик не может корректно определить уровень заряда. Таким образом, если прибор «не умеет» работать с литиевыми батареями, изменение показаний заряда со 100% до 0% может быть почти мгновенным.
Лавинный датчик является технически сложным электронным устройством. От корректности его работы может зависеть ваша жизнь и жизнь вашего напарника. Работоспособность лавинного датчика напрямую зависит от состояния батареек.
- Внимательно изучайте инструкцию к вашему прибору.
- Не используйте в лавинных датчиках солевые элементы питания!
- Устанавливайте новые высококачественные батареи в начале каждого сезона.
- Все батарейки должны заменяться одновременно. Используйте батарейки одной марки. Никогда не смешивайте новые и использованные батарейки.
- Никогда не используйте аккумуляторы!
- Литиевые батарейки могут использоваться только в том случае, если они поддерживаются вашим лавинным датчиком (смотрите инструкцию к вашему прибору). Обычно использование литиевых батарей необходимо подтвердить в приложении/меню прибора.
- При разряде батареек до уровня, рекомендованного производителем вашего устройства, — замените их. Если есть сомнения, замените их, когда они достигнут 50% ёмкости.
- Всегда в конце сезона извлекайте батарейки из лавинного датчика, чтобы предотвратить его повреждение из-за утечки электролита. Утечка электролита обычно приводит к аннулированию гарантии большинства производителей.
- Каждый раз при замене батареек убедитесь, что контакты находятся в хорошем состоянии, не окислены.
- Выбирайте место ношения лавинного датчика в зависимости от температуры. Если холодно — носите его на теле, под курткой. В тёплую солнечную погоду можно носить его в прорезном кармане штанов.
- Батареи стоят недорого — не экономьте на своей жизни и на жизни вашего партнёра!
За помощь в подготовке текста статьи автор выражает отдельное спасибо Сергею Веденину, руководителю проекта MountSchool.ru и амбассадору магазина «Спорт-Марафон».
Мне нравится
