Батарея CR2016

Батарея CR2016 — это литиевый дисковый (таблеточный) элемент питания, относящийся к классу неперезаряжаемых (первичных) химических источников тока. В международной системе обозначений код «CR2016» расшифровывается следующим образом: буква «C» указывает на литий-марганцевую электрохимическую систему (катод из диоксида марганца, анод из лития, органический электролит), буква «R» — на цилиндрическую форму (хотя элемент имеет форму диска, в классификации МЭК это обозначение применяется для всех круглых батарей), а число «2016» — на типоразмер: диаметр 20 мм (первые две цифры) и высота 1,6 мм (последние две цифры, округлённые до десятых долей миллиметра). Батарея CR2016 широко используется в малогабаритных электронных устройствах благодаря компактности, стабильному напряжению и длительному сроку хранения.

Характеристики и устройство

Электрохимическая система

Батарея CR2016 работает на основе литий-марганцевой (Li-MnO₂) электрохимической системы. Номинальное напряжение составляет 3 вольта. Реакция на катоде: 2 Li + 2 MnO₂ → Li₂Mn₂O₄. В отличие от щелочных (алкалиновых) элементов, литиевые батареи имеют более высокое удельное энергосодержание и сохраняют работоспособность при низких температурах (до −30 °C). Типичная ёмкость CR2016 варьируется от 75 до 90 мА·ч в зависимости от производителя и условий разряда. Саморазряд не превышает 1–2 % в год, что позволяет хранить элемент до 10 лет при комнатной температуре.

Конструкция

Элемент выполнен в виде герметичного металлического корпуса из нержавеющей стали, разделённого на две половины: положительный полюс (катод) — верхняя (большая) плоская сторона с маркировкой, отрицательный полюс (анод) — нижняя сторона. Внутри корпуса находятся:

• анод — литиевая фольга;
• катод — таблетка из диоксида марганца с добавлением графита и связующего;
• сепаратор — пористая полимерная мембрана, пропитанная органическим электролитом (обычно на основе пропиленкарбоната или диметоксиэтана);
• уплотнительное кольцо из полипропилена, обеспечивающее герметизацию и изоляцию полюсов.

Электрические параметры

• Номинальное напряжение: 3,0 В
• Рабочее напряжение: от 2,0 до 3,3 В (в зависимости от нагрузки и степени разряда)
• Ёмкость: 75–90 мА·ч (при разряде током 0,5 мА до 2,0 В)
• Максимальный импульсный ток: до 10–15 мА (кратковременно)
• Рекомендуемый ток нагрузки: 0,1–1 мА (для непрерывного режима)
• Внутреннее сопротивление: 10–30 Ом (в зависимости от состояния)

Сравнение с другими типоразмерами

Батарея CR2016 часто путается с близкими по размеру элементами CR2025, CR2032 и CR2012. Основные отличия приведены в таблице:

Из-за меньшей высоты CR2016 имеет вдвое меньшую ёмкость по сравнению с CR2032, но при этом занимает меньше места в вертикальном направлении. В некоторых устройствах CR2016 может быть заменена на CR2025 или CR2032, если позволяет высота отсека, однако при этом изменятся электрические характеристики (напряжение остаётся одинаковым, но ёмкость и токоотдача будут иными).

Применение

Батарея CR2016 используется в устройствах, требующих компактного источника питания с напряжением 3 В и малым энергопотреблением. Основные области применения:

• Материнские платы компьютеров и ноутбуков — для питания микросхемы CMOS (часов реального времени и памяти BIOS). В отличие от более распространённой CR2032, CR2016 применяется в тонких корпусах (ультрабуки, планшеты) или в платах с ограниченным пространством.
• Пульты дистанционного управления — для автомобильных сигнализаций, гаражных ворот, аудиотехники.
• Брелоки и ключ-карты — для систем бесключевого доступа (Keyless Entry) и иммобилайзеров.
• Медицинские устройства — глюкометры, термометры, слуховые аппараты (в некоторых моделях).
• Игрушки и гаджеты — светодиодные игрушки, лазерные указки, миниатюрные фонарики.
• Электронные весы — для кухонных и карманных моделей.
• Резервное питание — в часах, будильниках, календарях, датчиках температуры.

Маркировка и совместимость

В международной системе МЭК (IEC 60086) батарея CR2016 имеет код IEC CR2016. В американской системе ANSI аналогом является 5003LC. В российских стандартах (ГОСТ 28125-89) литиевые дисковые элементы обозначаются как ЛЦ-0,1 (литий-цинковый) или ЛМ-0,1 (литий-марганцевый), но для CR2016 прямого аналога в советской номенклатуре не было.

На корпусе батареи обычно наносятся: тип (CR2016), номинальное напряжение (3V), логотип производителя, дата изготовления (в формате год-месяц) и предупреждение о запрете перезарядки, короткого замыкания и нагрева. Некоторые производители (например, Energizer, Duracell, Varta) используют собственные коды: DL2016, BR2016 (литий-фторуглеродная система, напряжение 3 В, но с иными характеристиками разряда).

Важно: батареи CR2016 и BR2016 (с химией Li-CFx) не являются полностью взаимозаменяемыми, так как имеют разное напряжение под нагрузкой и кривую разряда. В устройствах, рассчитанных на CR2016, замена на BR2016 может привести к некорректной работе.

Утилизация и безопасность

Литиевые батареи CR2016 относятся к категории опасных отходов. В Российской Федерации утилизация литиевых элементов регламентируется Федеральным законом № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления». Запрещается выбрасывать батареи в бытовой мусор — они подлежат сдаче в специализированные пункты приёма (например, в магазинах электроники, в контейнеры для опасных отходов). Литий при контакте с водой может воспламеняться, поэтому элементы нельзя разбирать, нагревать выше 100 °C или бросать в огонь.

При хранении и эксплуатации следует избегать короткого замыкания выводов (например, металлическими предметами в кармане), так как это может привести к нагреву и разгерметизации. Проглатывание батарейки CR2016 (особенно детьми) представляет серьёзную опасность — при контакте с влажными тканями организма возникает химический ожог и электрический разряд, способный вызвать перфорацию пищевода или желудка. В случае проглатывания требуется немедленная медицинская помощь.

Интересные факты

• Батарея CR2016 является одной из самых тонких среди литиевых дисковых элементов — её высота 1,6 мм. Для сравнения, толщина современного смартфона составляет около 7–8 мм, то есть CR2016 примерно в 5 раз тоньше.
• В некоторых автомобильных ключах (например, Toyota, BMW) используется именно CR2016, а не более ёмкая CR2032, из-за ограничений по толщине корпуса ключа.
• Название «CR» происходит от английского «Coin cell Round» (круглая монетная ячейка) и «Lithium» (литий), хотя в некоторых источниках «C» означает «Cylindrical» (цилиндрическая).
• В 2020-х годах появились перезаряжаемые (вторичные) литиевые дисковые элементы типоразмера 2016 (например, LIR2016), но они имеют номинальное напряжение 3,6–3,7 В и требуют специального зарядного устройства, поэтому не взаимозаменяемы с CR2016.

Источники

• IEC 60086-1:2021 «Primary batteries — Part 1: General»
• IEC 60086-2:2021 «Primary batteries — Part 2: Physical and electrical specifications»
• ГОСТ 28125-89 «Элементы первичные и аккумуляторы. Основные параметры и размеры»
• Технические спецификации производителей: Energizer, Duracell, Panasonic, Varta
• Рекомендации по утилизации литиевых батарей (Роспотребнадзор, 2021)