Популярные щелочные "таблетки" LR44. Разрядные кривые и определение "емкости"

В процессе опытов с литиевыми CR2032 появилось непреодолимое желание повторить то же самое с LR44. Ибо заявленные разрядные характеристики из доступных в интернетах engineering data sheet всяко-разных LR44/AG13/A76/G13/LR1154/RW82/357 вызывали некоторое недоумение. Ввиду их плохой сопоставимости. А стенд для экспериментов с CR2032 отлично подходил и для LR44. Опять же был рояль в кустах: имелся некоторый запас просроченных LR44. В общем, ситуация как в предыдущем случае, но теперь определяется две «емкости» при двух отсечках по напряжению. Конечно, смешно и странно. Но не я такое придумал.

Часть 1. Введение

Что мы знаем о лисе? Ничего.

И то не всё!

Б. Заходер

1.1 Как проверить LR44 по рекомендациям МЭК (национальным ГОСТам)

На самом деле, очень просто:

Берем LR44. Разряжаем через резистор 6.8 кОм. Если по истечении 340 часов разность потенциалов (под нагрузкой) не менее 1.20 В — все нормально, попрет.

После того, что я намерил для данного материала на [дважды] просроченных* батарейках LR44… у меня создалось ощущение, что практически любая «таблетка» LR44, сделанная не в самом глухом подвале, легко удовлетворит данному (весьма мягкому) условию.

*Примечание. Согласно директиве МЭК, срок годности ХИТ определяется минимальным временем разряда до 80% от начального. Для щелочных «таблеток» саморазряд составляет ~8-10% за первый год. Потому вендоры обычно оценивают гарантийный срок хранения в 2-3 года, реже — 5 лет. А заявленный срок хранения сабжевых LR44 истек в декабре 2019 (см. ниже).

Более того, с точки зрения вендоров (продавцов-обладателей данной TM) возникают как минимум две непонятки:

— как объяснить потенциальному покупателю, что нужно покупать именно их товар?

— как дать покупателю более внятно-понятную цифирь, а не «N часов при Rн»? Причем, во всенародно-любимых ампер-часах, ибо покупателя уже давно приучили к этому.

Логично глянуть, чего там понаваяли составители даташитов под мудрым руководством маркетологов.

1.2 Тех. описания от вендоров LR44. Кто во что горазд

Я тут накачал даташитов и выгрузил в облако. Вы можете попробовать разобраться самостоятельно. А когда надоест — гляньте табличку-дайджест, где я попытался хоть как-то свести все воедино:

Там, конечно, понавалено абы чего. Есть и явно ошибочные циферки (помечены значком вопроса). Увы.

Но если выбрать только то, что относится к «гостовской» нагрузке Rн=6.8 кОм, имеем примерно следующее.

Для «правильной» «гостовской» отсечки 1.2 В:

— характерное время разряда 580-680 часов

— характерные значения измеренной емкости 115-130 мАч

Для «неправильной», но столь любимой вендорами отсечки 0.9 В:

— характерное время разряда 800-940 часов

— характерные значения измеренной емкости 150-175 мАч.

Забегая немного вперед, можно отметить, что для подопытных просроченных «таблеток» получилось весьма похоже.

Часть 2. Опыты

2.1 «Таблетки» для опытов

Были куплены летом 2017:

Что осталось к лету 2023:

Просрочка — 3.5 года:

2.2 Образцы для опытов

Как и в случае 2032, импеданс первые 20-30 секунд плывет вверх.

2.3 Испытательный стенд

Тот же самый, из предыдущего обзора. Только крайний правый слот (9.91 кОм) не используется — ибо не нужен.

Таблетки LR44 фиксируются очень даже надежно. Жесткий язычек холдера KLS5-CR2032-03 (описание) должен быть поднят в 2 раза выше, чем в случае 2032. И это создает некоторую проблему для проворной установки LR44. Для того, что бы уложиться в норматив (загрузка в 5 слотов за суммарное время менее 2 мин) даже потренировался с учебным экземпляром LR44 на предмет уверенного владения шпателем и пальцами.

2.4 Что получено

Зависимости U=f(t)

Первые 5 суток

За все время

Емкость=f(t) и Энергия=f(t)

Зависимости Емкость=f(t) и Энергия=f(t) были найдены путем численного интегрирования методом средних прямоугольников исходя из полученных кривых U=f(t) с учетом того, что

Емкость=It=(U/R)t

Энергия=IUt=(U²/R)t

Емкость=f(Rн) и Энергия=f(Rн). Отсечки при 1.2 В и 0.9В.

Краткие выводы

1. При малых нагрузках на разрядных кривых обнаружена почти горизонтальная полка, расположенная в промежутке 0.9-1.0 В, которая не фигурирует на картинках из даташитов. Толи тамошние кривые нарисованы составителями от руки и не являются экспериментальными, толи это это некая особенность данной партии LR44 или следствие ее неслабой просрочки. Практическая польза от наличия той полки весьма сомнительна. Но все-таки она почему-то существует.

2. Формальное требование «не менее 340 часов» даже для дважды просроченных LR44 выполняется легко и с большим запасом: прохождение волшебной отметки 1.2 В при Rн=6.8 кОм происходит через 550 часов. Поэтому 340 часов — это, наверное, маловато будет. Логичнее ориентироваться на что-то типа:

>550-600 часов для 6.8 кОм

>350 часов для 4.7 кОм

>175 часов для 2.2 кОм

Использование бОльших нагрузок (резисторов меньших номиналов) — на свой страх и риск.

3. Измеренная емкость в промежутке Rн= 2.2-6.8 кОм примерно одинакова:

— при разряде до 1.2 В это 105-110 мАч

— при разряде до 0.9 В это 165-170 мАч

Что соответствует энергосодержанию

— при разряде до 1.2 В это 140-145 мВтч (500-520 Дж)

— при разряде до 0.9 В это 205-210 мВтч (740-760 Дж)

4. На самом деле, все это весьма близко к заявленному в даташитах для свежих батареек. Что как бы намекает, что хранение запаса в блистерах при «обычных» температурах, типа комнатной (15-30ºС) в течении 5-6 лет после покупки мало сказывается на их состоянии. Главное, что бы не было длительного воздействия экстремальных температур до покупки. К примеру, многомесячного путешествия на сухогрузе из Китая в Европу через Индийский океан.:)

Поэтому, при непреодолимом желании создать предсказуемый запас на многие годы вперед, логично оценить состояние ХИТ сразу же после покупки. А что (примерно) должно быть получено уже показано в п.2. Причем, ускоренные методы только приветствуются. Но без фанатизма.;)

5. Файл для расчетов и построения графиков «разряд-44.xlsx» можно найти ЗДЕСЬ.

Всего доброго.

Сообщения об опечатках-ошибках пишите прямо сюда, в комменты. Спасибо за понимание.