La nomenclatura estándar de baterías describe baterías portátiles de celda seca que tienen dimensiones físicas y características eléctricas intercambiables entre fabricantes. La larga historia de las celdas secas desechables significa que se utilizaron muchos estándares nacionales y específicos del fabricante para designar tamaños, mucho antes de que se alcanzaran los estándares internacionales. Los estándares técnicos para los tamaños y tipos de baterías son establecidos por organizaciones de estándares como la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) y el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares.(ANSI). Los tamaños populares todavía se denominan estándares antiguos o designaciones del fabricante, y algunas designaciones no sistemáticas se han incluido en los estándares internacionales actuales debido a su amplio uso.
La nomenclatura completa de la batería especificará completamente el tamaño, la química, la disposición de los terminales y las características especiales de una batería. El mismo tamaño de celda físicamente intercambiable puede tener características muy diferentes; La intercambiabilidad física no es el único factor en la sustitución de baterías.
Los estándares nacionales para baterías de pila seca han sido desarrollados por ANSI , JIS , estándares nacionales británicos y otros. Existen normas civiles, comerciales, gubernamentales y militares. Dos de los estándares más frecuentes actualmente en uso son la serie IEC 60086 y la serie ANSI C18.1. Ambos estándares dan dimensiones, características de desempeño estándar e información de seguridad.
Los estándares modernos contienen tanto nombres sistemáticos para los tipos de celdas que brindan información sobre la composición y el tamaño aproximado de las celdas, como también códigos numéricos arbitrarios para el tamaño de las celdas.
Historia de la norma IEC
La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) se estableció en Francia en 1906 y coordina el desarrollo de normas para una amplia gama de productos eléctricos. La IEC mantiene dos comités, TC21 establecido en 1933 para baterías recargables y TC35 establecido en 1948 para baterías primarias, para desarrollar estándares. [1] El sistema de designación actual se adoptó en 1992. Los tipos de batería se designan con una secuencia de letras / números que indica el número de celdas, la química de las celdas, la forma de las celdas, las dimensiones y las características especiales. Se han mantenido ciertas designaciones de celda de revisiones anteriores de la norma. [2]
Los primeros estándares IEC para tamaños de baterías se publicaron en 1957. [3] Desde 1992, el estándar internacional IEC 60086 define un sistema de codificación alfanumérico para baterías. [2] [4] El estándar británico 397 para baterías primarias fue retirado y reemplazado por el estándar IEC en 1996. [5]
Historia del estándar ANSI
La estandarización de las baterías en los Estados Unidos comenzó en 1919, cuando la Oficina Nacional de Estándares de los Estados Unidos publicó los procedimientos de prueba recomendados y las dimensiones estándar de las celdas. [6] Los estándares estadounidenses se revisaron varias veces durante las décadas siguientes, a medida que se introducían nuevos tamaños de celdas y se desarrollaba una nueva química, incluidos los tipos de cloro, alcalinos, de mercurio y recargables.
El primer estándar C18 de la Asociación Estadounidense de Estándares (predecesor de ANSI ) apareció en 1928. Enumeraba los tamaños de las celdas utilizando un código de letras, aproximadamente en orden de tamaño desde el más pequeño (A) hasta el tipo más grande. La única designación numérica fue la celda "No. 6" de 6 pulgadas de alto. La edición de 1934 del estándar C18 expandió el sistema de nomenclatura para incluir arreglos de celdas en serie y en paralelo. En 1954, las baterías de mercurio se incluyeron en la norma. La edición de 1959 identificó tipos adecuados para su uso con radios de transistores . En 1967, NEMA asumió la responsabilidad del desarrollo de la Oficina Nacional de Normas . La duodécima edición de C18 comenzó a armonizarse con el estándar IEC. Las baterías recargables se introdujeron en el estándar C18 en 1984 y los tipos de litio se estandarizaron en 1991.
En 1999, las normas ANSI se revisaron exhaustivamente y se proporcionaron normas de seguridad independientes. La edición actual de los estándares ANSI designa tamaños con un número arbitrario, con una letra de prefijo para designar la forma y con una letra o letras de sufijo para identificar diferentes productos químicos, terminales u otras características.
Nomenclatura de baterías IEC
Tres comités técnicos diferentes de IEC elaboran normas sobre baterías: TC21 ( plomo-ácido ), SC21 (otras secundarias ) y TC35 ( primaria ). Cada grupo ha publicado normas relacionadas con la nomenclatura de las baterías: IEC 60095 para baterías de arranque de plomo-ácido , IEC 61951-1 y 61951-2 para baterías de Ni-Cd y Ni-MH , IEC 61960 para Li-ion e IEC 60086- 1 para baterías primarias.
Baterías primarias
Numeración de baterías
Ejemplos de la nomenclatura IEC son baterías codificadas como R20, 4R25X, 4LR25-2, 6F22, 6P222 / 162, CR17345 y LR2616J. Las letras y números en el código indican el número de celdas, la química de la celda, la forma, las dimensiones, el número de trayectorias paralelas en la batería ensamblada y cualquier letra de modificación que se considere necesaria. Una batería de varias secciones (dos o más voltajes del mismo paquete) tendrá una designación de varias secciones.
Antes de octubre de 1990, las celdas redondas se designaban con un código de tamaño numérico secuencial que iba desde R06 hasta R70, por ejemplo, R20 es el tamaño de una celda "D" o el tamaño de ANSI "13". Después de octubre de 1990, las celdas redondas se identifican sistemáticamente con un número derivado de su diámetro y altura. Las celdas primarias de más de 100 mm de diámetro o altura se designan con una "/" oblicua entre el diámetro y la altura.
Designacion | Celdas en serie | Sistema | Forma | Código estandarizado o código de diámetro | Modificador de diámetro | Código de altura | Modificador de ajuste de altura | Modificador (es) | Cadenas paralelas | Observaciones |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
R20 | R | 20 | Una sola celda de zinc-carbono , "tamaño 20" que es equivalente a D, o tamaño ANSI "13" | |||||||
4R25X | 4 | R | 25 | X | Una batería de linterna de zinc-carbono, que consta de 4 celdas redondas de "tamaño 25" en serie. Terminado con terminales de resorte. | |||||
4LR25-2 | 4 | L | R | 25 | 2 | Una batería de linterna alcalina, que consta de 2 cadenas paralelas de 4 celdas redondas de "tamaño 25" en serie | ||||
6F22 | 6 | F | 22 | Una batería rectangular de zinc-carbono, que consta de 6 celdas planas de "tamaño 22". Equivalente a una batería de transistores o PP3. | ||||||
6P222 / 162 | 6 | PAG | 222 | 162 | Una batería de zinc-carbono, dimensiones máximas: largo 192 mm, ancho 113 mm y alto 162 mm. Consta de 6 celdas en serie. | |||||
CR17345 | C | R | 17 | 345 | Una celda de litio redonda de una sola celda, 17 mm de diámetro, 34,5 mm de altura | |||||
LR2616J | L | R | 26 | dieciséis | J | Una batería alcalina redonda de una celda, 26,2 mm de diámetro, 1,67 mm de altura | ||||
LR8D425 | L | R | 8.5 | D | 425 | Una pila alcalina redonda de celda única, de 8,8 mm de diámetro (8,5 +0,3 para el modificador) y 42,5 mm de largo, tamaño AAAA o ANSI "25" |
Sistema electroquímico
La primera letra identifica la composición química de la batería, lo que también implica un voltaje nominal.
Es común referirse primero al electrodo negativo en las definiciones de batería IEC.
Código de letra | Electrodo negativo | Electrólito | Electrodo positivo | Voltaje nominal (V) | Voltaje máximo de circuito abierto (V) | articulo principal |
---|---|---|---|---|---|---|
(ninguno) | Zinc | Cloruro de amonio , cloruro de zinc | Dióxido de manganeso | 1,5 | 1.725 | Batería de zinc-carbono |
A | Zinc | Cloruro de amonio, cloruro de zinc | Oxígeno | 1.4 | 1,55 | Batería de zinc-aire |
B | Litio | Electrolito orgánico | Monofluoruro de carbono | 3,0 | 3,7 | Batería de Litio |
C | Litio | Electrolito orgánico | Dióxido de manganeso | 3,0 | 3,7 | |
mi | Litio | Electrolito inorgánico no acuoso | Cloruro de tionilo | 3.6 | 3.9 | |
F | Litio | Electrolito orgánico | Disulfuro de hierro | 1,5 | 1,83 | |
GRAMO | Litio | Electrolito orgánico | Óxido de cobre (II) | 1,5 | 2.3 | |
L | Zinc | Hidróxido de metal alcalino | Dióxido de manganeso | 1,5 | 1,65 | Pila alcalina |
M (retirado) | Zinc | Hidróxido de metal alcalino | Óxido de mercurio | 1,35 | Batería de mercurio | |
N (retirado) | Zinc | Hidróxido de metal alcalino | Óxido de mercurio, dióxido de manganeso | 1.4 | ||
PAG | Zinc | Hidróxido de metal alcalino | Oxígeno | 1.4 | 1,68 | Batería de zinc-aire |
S | Zinc | Hidróxido de metal alcalino | Óxido de plata | 1,55 | 1,63 | Batería de óxido de plata |
Z | Zinc | Hidróxido de metal alcalino | Dióxido de manganeso, oxihidróxido de níquel | 1,5 | 1,78 | Batería de oxihidróxido de níquel |
Las cursivas indican un sistema químico que es poco probable que se encuentre en baterías de uso general o de consumo, o que se retire del estándar actual.
Forma
Los códigos de forma son:
- R Redondo, (moneda, botón o cilíndrico)
- P No redondo
- F Plano (capa construida)
- S Cuadrado (o rectangular o prismático)
Los códigos de forma F y S todavía están en uso, pero no deben usarse para nuevas definiciones de batería.
Código de tamaño
Ciertos tamaños, dados por números de uno o dos dígitos, representan códigos de tamaño estándar de ediciones anteriores del estándar. Los tamaños dados con 4 o más dígitos indican el diámetro de la batería y la altura total.
Los números en el código se correlacionan con las dimensiones de la batería. Para baterías con dimensiones de <100 mm, el diámetro (truncado) en milímetros, seguido de la altura en décimas de milímetro; para baterías con una sola dimensión ≥ 100 mm, el diámetro en milímetros, luego una barra (/) seguida de la altura en milímetros.
Además de las definiciones de código de tamaño recomendadas, también hay diez letras de sufijo modificadores que se pueden agregar al final del código de tamaño específico. Estos van de A a L (omitiendo F e I) y, dependiendo de la dimensión más grande de la batería, pueden significar dimensiones máximas de 0.0 - 0.9 mm o dimensiones máximas de 0.00 - 0.09 mm, siendo A 0.0 o 0.00 y L 0.9 o 0.09.
Para las celdas planas, el código de diámetro se da como el diámetro de un círculo circunscrito alrededor del área de la celda completa.
Los códigos de tamaño estandarizados para baterías redondas que no siguen la nomenclatura actual pero que se han conservado para facilitar su uso se dan con un número de uno o dos dígitos que sigue a la R. Estos incluyen, entre otros, los siguientes: [8]
Código numérico | nominal de diámetro | Altura nominal | Nombre común |
---|---|---|---|
R25 | 32 | 91 | F |
R20 | 34,2 | 61,5 | D |
R14 | 26,2 | 50,0 | C |
R6 | 14,5 | 50,5 | Automóvil club británico |
R1 | 12,0 | 30,2 | norte |
R03 | 10,5 | 44,5 | AAA |
Las baterías de botón redondo también tienen códigos de tamaño de dos dígitos, como R44; consulte la tabla de baterías de botón para conocer las dimensiones típicas. Se han estandarizado otros tamaños redondos, planos y cuadrados, pero se utilizan principalmente para componentes de baterías de varias celdas.
La siguiente es una lista parcial de los códigos de altura y diámetro recomendados por la norma IEC para celdas redondas:
Código numérico | Diametro maximo | Altura maxima |
---|---|---|
4 | 4.8 | |
5 | 5.8 | |
6 | 6,8 | |
7 | 7,9 | |
9 | 9.5 | |
10 | 10.0 | |
11 | 11,6 | |
12 | 12,5 | 1,20 |
dieciséis | dieciséis | 1,60 |
20 | 20 | 2,00 |
23 | 23 | |
24 | 24,5 | |
25 | 2,50 | |
30 | 3,00 | |
36 | 3,60 | |
50 | 5,00 |
Modificadores
Después de los códigos de tamaño del paquete, opcionalmente pueden aparecer letras adicionales. Los estilos y variantes de terminales de la misma batería se pueden designar con las letras X o Y. Los niveles de rendimiento también se pueden designar con C, P, S, CF, HH o HB u otros sufijos de letras. Una letra "W" adjunta indica que esta pila cumple con todos los requisitos de la norma IEC 60086-3 para pilas de reloj, como tolerancia dimensional, fugas químicas y métodos de prueba.
Categorías de baterías
La nomenclatura IEC clasifica las baterías según su forma general y apariencia física general. Sin embargo, estas categorías no están identificadas en la nomenclatura de baterías IEC: [9] [10]
- Categoría 1 : Células cilíndricas con terminales negativos planos o empotrados y positivos que sobresalen. El terminal positivo debe ser concéntrico con la celda en general. La altura total de la celda no es necesariamente la misma que la distancia total entre terminales (esto tiene en cuenta las protuberancias, los huecos y las carcasas de la batería). La carcasa de la celda está aislada. Por ejemplo, R1 y LR8D425
- Categoría 2 : Celdas cilíndricas con terminales positivos sobresalientes y terminales negativos planos o sobresalientes. La altura total de la celda es la misma que la distancia total entre terminales. La carcasa de la celda está aislada. Por ejemplo, CR14250, LR61
- Categoría 3 : Celdas cilíndricas con terminales planos positivos y negativos. La altura total de la celda no es necesariamente la misma que la distancia total entre terminales (esto explica las protuberancias del terminal negativo). La carcasa de la celda está en conexión con el terminal positivo. No se permite que ninguna parte de la celda sobresalga de la superficie terminal positiva. Por ejemplo, CR11108, LR9
- Categoría 4 : Células cilíndricas con un terminal negativo plano que sobresale. La altura total de la celda es la misma que la distancia total entre terminales. La carcasa de la celda es el terminal positivo y se recomienda que la superficie exterior se utilice para una conexión positiva aunque sea posible desde la base. No se permite que ninguna parte de la celda sobresalga de la superficie terminal positiva. Por ejemplo, LR44, CR2032
- Categoría 5 : Pilas cilíndricas que no se ajustan a ninguna de las otras categorías. Por ejemplo, R40, 8LR23
- Categoría 6 : Baterías no cilíndricas. Por ejemplo, 3R12, 4R25, 6F22
Baterías secundarias
Baterías de níquel-cadmio e hidruro metálico de níquel
Las baterías de níquel-cadmio y níquel-hidruro metálico siguen una regla similar al sistema anterior; [11] [12] especialmente las celdas cilíndricas diseñadas para ser dimensionalmente intercambiables con baterías primarias usan la misma designación que las baterías primarias, los códigos para sistemas electroquímicos como se indica a continuación.
Código de letra | Electrodo negativo | Electrodo positivo | Voltaje nominal (V) | articulo principal |
---|---|---|---|---|
H | Aleación absorbente de hidrógeno | Óxido de níquel | 1.2 | Batería de hidruro de níquel-metal |
K | Cadmio | Óxido de níquel | 1.2 | Batería de níquel-cadmio |
Todas las demás células utilizan el siguiente sistema:
- Celdas prismáticas pequeñas : KF o HF seguidas de ancho máximo en mm / espesor máximo en mm / altura máxima en mm. Por ejemplo, KF 18/07/49
- Celdas cilíndricas : KR o HR seguidas de una letra que indica la tasa de descarga (L, H, M o X para baja, media, alta y muy alta, respectivamente); luego se puede agregar otra letra para indicar el uso a temperaturas elevadas (T o U) o carga rápida (R); luego diámetro máximo en mm / altura máxima en mm. Por ejemplo, KRL 33/62, HRHR 23/43
- Pilas de botón : KB o HB seguidas del diámetro máximo en décimas de mm / altura máxima en décimas de mm. Por ejemplo, KBL 116/055
Baterías de iones de litio
Las baterías de iones de litio tienen una regla diferente para nombrar, que se aplica tanto a las baterías de celdas múltiples como a las de una sola celda. Serán designados como: [13]
N 1 A 1 A 2 A 3 N 2 / N 3 / N 4 -N 5
donde N 1 indica el número de celdas conectadas en serie y N 5 indica el número de celdas conectadas en paralelo (solo cuando el número es mayor que 1); estos números solo se aplican a las baterías.
Un 1 indica la base de la fase del electrodo negativo, donde I es para iones de litio y L es para metal o aleación de litio.
Un 2 indica la base de la fase de electrodo positiva y podría ser C, N, M, V o T para cobalto, níquel, manganeso, vanadio y titanio, respectivamente.
Un 3 corresponde a la forma de la celda; ya sea R para cilindro o P para prisma.
N 2 es el diámetro máximo (en el caso de células cilíndricas) o el grosor (células prismáticas) en mm.
N 3 solo se usa para celdas prismáticas para denotar el ancho máximo en mm.
N 4 es la altura total máxima en mm.
(Para cualquiera de las longitudes anteriores, si la dimensión es menor de 1 mm, se puede escribir como tN, donde N son décimas de mm)
Por ejemplo, ICR19 / 66, ICP9 / 35/48, 2ICP20 / 34/70, 1ICP20 / 68 / 70-2
Nomenclatura de batería ANSI
Las primeras ediciones del estándar ANSI usaban un código de letras para identificar las dimensiones de la celda. Dado que en ese momento solo había celdas de carbono-zinc, no se requerían letras de sufijo u otra notación. El sistema de letras se introdujo en la edición de 1924 de la norma, con las letras de la A a la J asignadas aproximadamente en orden de aumento de volumen de celda, para las celdas fabricadas típicamente en ese momento. [6] Para 1934, el sistema había sido revisado y ampliado a 17 tamaños que iban desde NS a 7 ⁄ 16 pulgadas de diámetro por 3 ⁄ 4 de pulgada de altura, hasta el tamaño J en 1+3 ⁄ 4 pulgadas de diámetro por 5+7 ⁄ 8 pulgadas de alto, hasta la celda estándar más grande que retuvo su antigua designación de No. 6 y que fue 2+1 ⁄ 2 pulgadas de diámetro y 6 pulgadas de alto.
Códigos de tamaño y forma
La edición actual del estándar utiliza un código numérico para mostrar el tamaño de la celda. Los tamaños comunes de celdas redondas son:
Código numérico | Otro nombre | Tamaño IEC | Ejemplo |
---|---|---|---|
13 | D | R20 | |
14 | C | R14 | |
15 | Automóvil club británico | R6 | |
24 | AAA | R03 | |
25 | AAAA | R8D425 |
Dado que estos estándares de baterías IEC y ANSI se han armonizado, por ejemplo, una celda R20 tendrá las mismas dimensiones que una celda ANSI 13.
Las celdas planas, utilizadas como componentes de baterías de celdas múltiples, tienen un prefijo F y una serie de números para identificar tamaños. A las pilas de monedas se les asignaron códigos de tamaño en el rango de 5000.
Las celdas secundarias que utilizan los sistemas H y K (níquel-hidruro metálico y níquel-sulfuro de hierro) tienen una serie separada de códigos de tamaño, pero las celdas son dimensionalmente intercambiables con las celdas primarias.
Letras de sufijo de sistema y rendimiento
El sistema electroquímico y la información de rendimiento se dan en sufijos.
Letra | Significado | Carta del sistema IEC |
---|---|---|
(ninguno) | carbono-zinc | (ninguno) |
A | alcalino | L |
C.A. | industrial alcalino | |
AP | fotográfica alcalina | |
C | industrial de carbono-zinc | (ninguno) |
CD | carbono zinc industrial, resistente | |
D | zinc de carbono, servicio pesado | |
F | zinc de carbono, uso general | |
H | hidruro metálico de níquel (recargable) | H |
K | níquel cadmio (recargable) | K |
LB | monofluoruro de litio-carbono | B |
LC | dióxido de litio-manganeso | C |
LF | disulfuro de litio-hierro | F |
M (retirado) | óxido de mercurio | M (retirado) |
ENTONCES | óxido de plata | S |
COMPENSACIÓN | Óxido de plata fotográfico | |
Z | zinc-aire | PAG |
ZD | zinc-aire, servicio pesado |
Ver también
- Reciclaje de baterías
- Comparación de tipos de baterías comerciales
- Historia de la batería
- Lista de tamaños de batería
- Lista de tipos de baterías
- Búsqueda de la superbatería (película de 2017 de PBS)
Referencias
- ^ http://www.iec.ch/about/history/techline/ consultado el 12 de enero de 2010
- ↑ a b c David Linden, Thomas B. Reddy (ed.). Handbook Of Batteries 3rd Edition , McGraw-Hill, Nueva York, 2002 ISBN 0-07-135978-8 capítulo 4
- ^ Fuentes de energía electroquímica de M. Barak : baterías primarias y secundarias , IET, 1980 ISBN 0-906048-26-5 , página 51
- ^ Thomas Roy Crompton, Libro de referencia de la batería , Newnes, 2000 ISBN 0-7506-4625-X , Apéndice 2
- ^ Estándares británicos
- ^ a b Ron Runkles (ed) Breve historia de la estandarización de celdas y baterías portátiles en los Estados Unidos , Comité de estándares acreditado del Instituto Nacional de Estándares Estadounidenses C18 sobre celdas y baterías portátiles, 2002, ANSI Battery Standardization History . Consultado el 9 de enero de 2010.
- ^ IEC 60086-1 ed10.0
- ^ Una tabla más completa se encuentra en la norma IEC actual (Tabla C.1 Anexo C) o en Barak 1980 página 53
- ^ Como se indica en IEC 60086-2 §7
- ^ Toda la información es correcta para la versión actual (2011) de IEC 60086 (Partes 1 a 3). Al jueves 9 de junio de 2011.
- ^ IEC61951-1 ed2.1
- ^ IEC 61951-2 ed2.0
- ^ IEC 61960 ed1.0