Чем отличается гелевый аккумулятор от свинцового

Сравнение аккумуляторов: свинцово-кислотные, гелевые и AGM

На текущий момент на рынке представлены три основных вида аккумуляторных батарей: свинцово-кислотные с жидким электролитом, гелевые и AGM. Все они имеют одинаковый принцип работы, но есть существенные различия в устройстве. Эти различия дают им особые характеристики, однако, у каждого типа есть свои недостатки, которые стоит учитывать при выборе АКБ.

Свинцово-кислотные АКБ с жидким электролитом

Этот тип аккумуляторных батарей имеет самое широкое распространение. Их устройство практически не изменилось с момента изобретения в 1859 году.

Устройство и принцип работы

В корпусе батареи расположены шесть изолированных друг от друга отсеков или банок. В каждом из отсеков находятся свинцовые пластины и жидкий электролит. Пластины с положительным и отрицательным зарядом (катод и анод). В свинцовых пластинах могут содержаться примеси сурьмы или кремния. Электролит представляет собой смесь серной кислоты (35%) и дистиллированной воды (65%). Между свинцовыми пластинами находятся пористые пластины-разделители, которые называются сепараторами. Они необходимы для предотвращения короткого замыкания. Каждая банка вырабатывает около 2В, а в сумме получается 12В (последовательное соединение).

Устройство свинцово-кислотной АКБ

Ток в свинцово-кислотных АКБ вырабатывается в результате электрохимической реакции между двуокисью свинца и серной кислоты. При этом расходуется серная кислота, которая распадается. Плотность электролита снижается. При зарядке от ЗУ или от генератора автомобиля происходит обратный процесс (зарядка).

Преимущества и недостатки

Широкому распространению свинцово-кислотных АКБ способствует их простое и надежное устройство. Они выдают довольно высокие стартерные токи для запуска двигателя (до 500А), стабильно работают до 3-5 лет при правильной эксплуатации. Зарядку АКБ можно проводить повышенными токами. Это не нанесет вред ёмкости батареи. Главным плюсом является доступная цена.

Основные недостатки этого типа АКБ связаны с обслуживанием и эксплуатацией. Электролит находится в жидком состоянии. Поэтому есть опасность его протекания. Серная кислота – очень агрессивная жидкость. Также в процессе эксплуатации выделяются едкие газы. Это значит, что АКБ нельзя устанавливать в салоне автомобиля, только под капотом.

Водителю нужно периодически следить за уровнем заряда батареи и плотностью электролита. Если батарею перезарядить, то она закипает. Вода испаряется и ее нужно периодически доливать в отсеки. Используется только дистиллированная вода.

Нельзя допускать падения уровня заряда ниже 50%. Полный разряд гарантированно погубит устройство, так как происходит глубокая сульфатация пластин (образования сульфата свинца).

Хранить и эксплуатировать АКБ нужно в строгом вертикальном положении, чтобы электролит не вытекал, и пластины не замкнули между собой. Замыкание также может произойти и в результате осыпания пластин.

В холодное время года аккумулятор обычно снимают с машины, чтобы он не замерз. Это может случиться с жидким электролитом. Холодная АКБ также хуже работает.

Гелевые АКБ

Гелевые АКБ работают по таким же принципам, что и обычные свинцово-кислотные. Только электролит внутри находится не в жидком, а в гелевом состоянии. Этого удалось добиться в результате добавления силикагеля с содержанием кремния. Силикагель удерживает электролит внутри. Он разделяет положительные и отрицательные пластины, т.е. выполняет функции сепаратора. Для изготовления пластин используется только высокоочищенный свинец без каких-либо примесей. Плотное расположение пластин и силикагеля обеспечивает низкое сопротивление, а следовательно, быстрый заряд и высокие токи отдачи (800-1000А на стартер при запуске).

Гелевая АКБ

Наличие силикагеля также дает одно большое преимущество – батарея не боится глубоких разрядов.

Процесс сульфатации в таких АКБ протекает медленнее. Образовавшиеся газы остаются внутри. При слишком интенсивном газообразовании излишки газов выходят через специальные клапаны. Это плохо сказывается на емкости батареи, но не критично. Доливать ничего не нужно. Гелевые АКБ относятся к классу необслуживаемых.

Преимущества и недостатки

Плюсов гелевых АКБ больше, чем минусов. Благодаря тому, что электролит внутри находится в состоянии геля, батарею можно безопасно эксплуатировать практически в любом положении и месте. Ничего не проливается, как это может случиться с жидким электролитом. Даже при повреждении корпуса емкость батареи не снижается.

Срок службы гелевой батареи при правильном уходе составляет около 10-14 лет. Так как процесс сульфатации происходит медленно, пластины не осыпаются, и храниться такая батарея может до 3-х лет без подзарядки и большой потери емкости. В год обычно уходит 15-20% заряда.

Гелевая батарея может выдержать до 400 полных разрядов. Это опять же достигается благодаря состоянию электролита. Уровень заряда быстро восстанавливается.

Низкое сопротивление позволяет отдавать высокие пусковые токи, обеспечивая высокую эффективность работы.

К недостаткам относится чувствительность к перезаряду и короткому замыканию. Поэтому на таких батареях указывают допустимые параметры напряжения при зарядке. Заряжать также нужно напряжением в 10% от емкости батареи. Даже небольшое перенапряжение может привести к ее выходу из строя. Поэтому с такими АКБ рекомендуется использовать специальные зарядные устройства.

На сильном морозе силикагель также может замерзнуть и потерять в емкости. Хотя мороз гелевые АКБ выдерживают лучше, чем обычные АКБ.

Одним из главных недостатков также является высокая стоимость гелевых батарей в сравнении с простыми.

AGM аккумуляторы

Принцип работы AGM аккумуляторов такой же, как у двух предыдущих типов. Главное отличие в устройстве сепараторов и состоянии электролита. Между свинцовыми пластинами находится стекловолокно, которое пропитано электролитом. AGM так и расшифровывается Absorbed Glass Mat или Абсорбированное стекловолокно. Для пластин также используется только чистый свинец.

Стекловолокно и пластины плотно прижаты друг к другу. Электролит удерживается благодаря пористости материала. Создаётся низкое сопротивление, которое влияет на скорость зарядки и высокий ток при отдаче.

Такие батареи также относятся к необслуживаемым аккумуляторам. Сульфатация проходит медленно, пластины не осыпаются. Электролит не течет и практически не испаряется. Излишки газов выходят через специальные клапаны.

AGM аккумулятор с цилиндрическими отсеками

Еще одной особенностью AGM батарей является возможность скручивания пластин в рулоны или спирали. Каждый отсек имеет форму цилиндра. Это позволяет увеличить площадь взаимодействия и повысить устойчивость к вибрации. Батареи в таком исполнении можно увидеть у известной марки OPTIMA.

Преимущества и недостатки

AGM аккумуляторы можно эксплуатировать и хранить в любом положении. Корпус герметичен. Нужно следить только за уровнем заряда и состоянием клемм. Храниться устройство может 3 года, при этом теряя только 15-20% заряда в год.

Такие АКБ отдают высокие пусковые токи до 1000А. Это в несколько раз выше обычных.

Полные разряды не страшны. Батарея выдерживает 200 разрядов под ноль, до 500 разрядов на половину и 1000 разрядов на 30%.

AGM батареи лучше всех остальных работают при низких температурах. Даже при сильном морозе характеристики не снижаются. Также хорошо переносят высокие температуры до 60-70°C.

Как и гелевые аккумуляторы, AGM чувствительны к зарядке. Небольшое превышение тока выводит батарею из строя. Выше 15В уже критично. Также нельзя допускать короткого замыкания. Поэтому нужно всегда использовать специальное зарядное устройство.

Стоят AGM батареи в несколько раз больше обычных, даже дороже гелевых.

Выводы

Даже при таких значительных плюсах гелевые и AGM аккумуляторы не смогли потеснить свинцово-кислотные АКБ. Последние более доступные по цене и вполне справляются со своими задачами на автомобиле. Даже в холодное время года стартеру достаточно 350-400А, чтобы запустить двигатель.

На автомобиле AGM или гелевые АКБ будут актуальными только при наличии большого количества энергозатратных потребителей. Поэтому более широкое применение они нашли в качестве накопителей энергии от солнечных батарей, ветровых станций, в домах или как источник энергии и в различных переносных устройствах.

Источник

В чем разница между свинцово-кислотными, гелевыми и автомобильными аккумуляторами AGM?

Одним из последствий быстрого развития автомобильной промышленности является текущая ситуация на рынке аккумуляторов. И эта ситуация действительно уникальна, потому что у нас никогда в истории не было такого разнообразия автомобильных аккумуляторов с такой разной структурой и характеристиками. Поэтому, чтобы иметь возможность выбрать подходящий аккумулятор для вашего автомобиля, вы должны сначала узнать хотя бы только основную информацию о каждом типе аккумулятора. И вы найдете эту информацию в этой статье. Гелевые батареи (GEL) и Absorbed Glass Mat (AGM) аккумулятор, это улучшение версии старых технологий свинцово-кислотных аналогов.

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи (SLA), то есть сила традиции в современной обстановке
Трудно поверить, что дизайну свинцово-кислотной батареи более 150 лет. Эти батареи были разработаны в 1859 году и до сих пор успешно использовались даже в очень современных автомобилях — в автомобилях, которые все больше напоминают небольшие космические паромы. В случае с батареями SLA утверждение о том, что гениальность заключается в простоте и что хорошие решения не боятся времени, работает.

Узнайте больше о самовозобновляемой и бесплатной энергии будущего. Солнечные батареи в действии.

Один элемент свинцово-кислотного аккумулятора состоит из набора пластин аккумулятора. В свою очередь, они включают в себя:

1. анод из металлического свинца
2. катод из Pb02
3. электролит (ок. 37% раствор серной кислоты, обогащенный различными добавками).

Обычно свинцово-кислотные батареи (SLA) представляют собой полностью необслуживаемые батареи, состоящие из 6 элементов с номинальным напряжением 12 В. Эти батареи чрезвычайно популярны среди водителей по всему миру. Основными причинами этого являются:

• универсальность — аккумуляторы SLA можно использовать практически в любых транспортных средствах, от автомобилей до мотоциклов
• цена — поскольку они являются следствием известных технологий, цена на их производство является самой низкой, что напрямую влияет на цену покупки
• определенность — длительное присутствие на рынке также означает, что подавляющее большинство водителей знакомы с эксплуатацией свинцово-кислотных аккумуляторов, поэтому они считают этот тип батареи самым надежным решением.

Преимуществам аккумуляторов SLA

Важными преимуществами аккумуляторов SLA являются также их устойчивость к глубокой разрядке и простота восстановления их первоначальных параметров с помощью стандартной зарядки. Что касается их недостатков, то здесь вы должны помнить, что свинцово-кислотные аккумуляторы подвержены сульфатированию.

Гелевые батареи (GEL) и Absorbed Glass Mat (AGM), что является следствием улучшения старых технологий.

Как гелевый, так и AGM аккумулятор можно считать разработкой версий свинцово-кислотных аккумуляторов. В случае гелевых аккумуляторов мы имеем дело с гелевой формой электролита, которая была получена после смешивания серной кислоты с кремнеземом. Использование геля означало, что им абсолютно не нужно было доливать электролит, повышается их устойчивость к повреждениям, и, кроме того, они становятся очень устойчивыми к глубокому разряду — по этой причине их часто используют в автомобилях с системой Start-Stop и во внедорожники.
AGM аккумулятор, в свою очередь, представляет собой аппарат, основанный на технологии стекломатов, поглощающих жидкий электролит. Их выбор обеспечит вашим автомобилям быстрый и плавный запуск (по этой причине они часто используются в автомобилях, используемых общественными и унифицированными службами), однако в неподходящих условиях (с неправильной зарядкой) они могут безвозвратно потерять свою первоначальную вместимость.
По вопросам, касающимся:

1. механическое сопротивление,
2. жизнеспособность,
3. сезонная эксплуатация,
4. регенерация после разгрузки.

Гелевые батареи

Гелевые батареи (GEL) и Absorbed Glass Mat (AGM) имеют очень похожие характеристики.

Аккумуляторы EFB / AFB / ECM — что-то для водителей, которым требуются аккумуляторы очень длительного действия.

Иногда стандартной батареи, даже в самой современной версии, просто недостаточно. В поисках автомобильных аккумуляторов, которые обеспечивают значительно увеличенный срок службы, дизайнеры разработали три типа аккумуляторов. Они отвечают этим условиям:

• Батареи EFB (Enhanced Flooded Battery),
• Аккумуляторы AFB (Advanced Flooded Battery),
• Аккумуляторы ECM (Enhanced Cycling Mat).

Каждая из этих батарей имеет:

1. увеличенный бак электролита,
2. с использованием пластин из сплава свинца, кальция и олова,
3. двухсторонний полиэтиленовый и полиэфирный микроволоконный сепаратор.

Батареи EFB / AFB / ECM очень хорошо работают в автомобилях с повышенным спросом на электроэнергию. То есть, практически, во всех современных моделях и автомобилях с системами Start-Stop. Конечно, они будут хорошо работать в любом другом автомобиле. Однако, они предназначены для автомобилей, которые потребляют много электроэнергии.

Источник

Какой автомобильный аккумулятор выбрать – гелевые против кислотных

У автомобильных аккумуляторов предусмотрен ограниченный срок службы. Потому периодически возникает необходимость в их замене. Раньше особого выбора у водителей не было. Все предлагаемые на отечественном рынке аккумуляторы были свинцово-кислотные, жидкостного типа, да ещё и обслуживаемые.

Но со временем и по мере развития технологий АКБ совершенствовались, появлялись новые варианты батарей. Одной из последних разработок считается гелевая аккумуляторная батарея.

Их часто сравнивают с обычными кислотными, и не знают, какому из двух вариантов отдать предпочтение.

Кислотные против гелевых АКБ

Свинцово-кислотные жидкостные аккумуляторы пользуются огромной популярностью ещё с советских времён. И продолжают активно продаваться и устанавливаться на авто до сих пор.

Но в настоящее время в лидеры вырываются гелевые АКБ. Во многом за счёт того, что они не нуждаются в обслуживании, эффективно служат и отлично подходят для современных автомобилей, наполненных электроникой.

Чтобы понять разницу между двумя рассматриваемыми типами источников питания, необходимо разобраться в их особенностях.

Кислотные жидкостные АКБ представляют собой пару свинцовых электродов, заключённых в пластиковый корпус. Пластины-электроды покрываются специальной жидкостью. А именно электролитом. Электроды разделены между собой изоляторами. Их покрывают специальными составами, защищающими свинец от быстрого разрушения. Ранее это была обычная сурьма, а затем начали использовать цинк, серебро и другие армирующие компоненты. При подаче питания на батарею от генератора или зарядки, минусовой электрод начинает восстанавливаться, а положительный окисляется. Электрохимическая реакция, возникающая за счёт взаимодействия электродов в кислотной среде (вода с серной кислотой) провоцирует зарядку АКБ. При обратной ситуации идёт разрядка.

Устройство гелевых аккумуляторов практически аналогичное. Здесь тоже применяется пара разнозаряженных электродов, изоляторы, пластиковый корпус и пр.

Но главная отличительная особенность заключается в электролите. Он не жидкий, а гелеобразный.

Ещё стоит добавить, что гелевые АКБ бывают только необслуживаемыми, в то время как жидкостные могут выпускаться в нескольких вариантах исполнения:

• обслуживаемые;
• малообслуживаемые;
• необслуживаемые.

Некоторые отличительные особенности ведут к тому, что у каждого из представленных вариантов аккумуляторных батарей формируются свои сильные и слабые стороны.

Сейчас гелевыми аккумуляторами активно называют 2 типа батарей. Маркируются они как GEL и AGM. При этом между ними есть определённая разница, не позволяющая делать понятия GEL и AGM аккумулятора тождественными. Это разные АКБ.

Особенности кислотных АКБ

Чтобы определить, какой аккумулятор всё же лучше, сравнивая гелевый и жидкостный кислотный варианты, нужно отдельно изучить особенности каждого из них.

Первым на рассмотрении будет классический свинцово-кислотный аккумулятор, в котором электролит представлен в виде жидкости. Как вы помните, гелевый отличается именно гелеобразным состоянием рабочей жидкости.

Несмотря на существенный прорыв в разработке современных источников питания для автомобилей, свинцово-кислотные АКБ с жидким электролитом продолжают оставаться самыми популярными и распространёнными. Причём принцип работы АКБ не изменился с момента начала их производства.

Внутри корпуса располагается 6 отдельных, изолированных отсеков. Их принято называть банками. В каждой банке находится набор пластин, покрытые жидким электролитом. Пластины, помимо свинца, дополнительно имеют различные примеси. У старых технологий использовалась сурьма. Более современные решения имеют в основе кремний, цинк, серебро. Сам электролит на 35% состоит из серной кислоты, а весь остальной объём занимает дистиллированная вода. Это позволяет достичь оптимальных характеристик и обеспечить эффективную электрохимическую реакцию.

Чтобы не допустить короткого замыкания, между отсеками АКБ располагаются так называемые сепараторы. Одна банка вырабатывает примерно 2 В, что в сумме позволяет получить АКБ примерно на 12,4 В.

К преимуществам свинцово-кислотных аккумуляторов можно отнести такие пункты:

• эти батареи достаточно устойчивы к перезарядам;
• на рынке предлагается огромный ассортимент жидкостных аккумуляторов;
• если это необслуживаемый тип, уход не требуется;
• цена самая низкая.

При всех своих объективных достоинствах, у жидкостных АКБ есть очевидные недостатки.

Слабыми сторонами таких батарей являются:

• требуется контролировать и регулировать плотность электролита;
• в случае осыпания пластин поможет только утилизация и замена АКБ;
• батарея должна располагаться строго горизонтально;
• достаточно сложное обслуживание;
• нельзя допускать длительный перезаряд, иначе батарею может разорвать;
• такие АКБ не рекомендуется хранить в салоне и в жилых комнатах из-за возможных испарений электролита;
• обслуживаемые модели могут протекать.

Даже такие недостатки не мешают жидкостным батареям оставаться в числе самых популярных и распространённых.

Но им на пятки активно наступают гелевые аналоги.

Гелевые АКБ

Теперь посмотрим на отличия, определяющие разницу гелевых и кислотных автомобильных аккумуляторов.

Принцип действия у двух рассматриваемых источников питания аналогичный. Но разница в том, что у гелевых аналогов электролит имеет гелеобразную консистенцию. Это позволило добиться заметного увеличения герметичности. Ведь в гелевой массе образуются все газовыделения, а не вырываются наружу, как при кипении обычной жидкости.

Но гелевые АКБ отличаются тем, что их нагрузочные характеристики хуже в сравнении с обычными свинцово-кислотными источниками питания. Большое внутреннее сопротивление усложняет снятие с такой АКБ большого тока.

Ещё на GEL аккумуляторы влияет текущая температура воздуха и стабильность подаваемого напряжения. Для зарядки подобных АКБ требуется использовать современные специальные зарядные устройства с +-1% нестабильности зарядного напряжения.

Закономерно автомобилиста будет интересовать, как отличить гелевый аккумулятор для автомобиля от классического свинцово-кислотного с жидким электролитом. Проще всего это сделать, взглянув на маркировку. Она будет представлена в виде надписи GEL.

Во многом разница между двумя рассматриваемыми вариантами стартерных батарей определяется их преимуществами и недостатками. Плюсы и минусы кислотных АКБ уже были представлены. Теперь очередь GEL аккумуляторов.

Есть несколько нюансов относительно того, чем гелевый автомобильный аккумулятор отличается от кислотного. Это можно определить по достоинствам. К сильным сторонам батарей типа GEL можно отнести:

• на полную зарядку требуется меньше времени;
• неплохо противостоят глубоким разрядам;
• выдерживают в среднем около 300–400 циклов разряда;
• отличаются длительным сроком службы;
• небольшие потери ёмкости при пассивности автомобиля (стоит в гараже, на стоянке);
• не требует ухода, поскольку батарея полностью необслуживаемая;
• герметичный корпус, что повышает его безопасность.

Но даже современные GEL аккумуляторы далеки от совершенства. У них есть свои недостатки. Проявляются они в следующем:

• нельзя допускать перезаряда, поскольку начнутся разрушительные процессы внутри;
• такие АКБ менее устойчивы к экстремально низким температурам;
• дорогие в цене;
• для зарядки требуется специальное зарядное устройство с авторегулировкой.

Несмотря на это, спрос на гелевые источники питания стремительно растёт. Но пока ещё рано говорить о превосходстве над жидкостными свинцово-кислотными АКБ.

Что лучше выбрать

Теперь остаётся ответить на главный вопрос: какой аккумулятор для авто в итоге лучше — гелевый или кислотный.

Оба аккумулятора работают на основе свинцовых пластин и электролита. В состав электролита входят дистиллированная вода и серная кислота. В случае с GEL АКБ дополнительно используется загуститель, который и обеспечивает соответствующую консистенцию.

Сказать однозначно, какой вариант АКБ будет лучше, сравнивая гелевый и кислотный источники питания, сложно. Всё зависит от конкретных задач, условий, предъявляемых требований и потребностей автомобилиста.

Если брать за основу хороший гелевый вариант, а также сопоставить ему продвинутый тип АКБ с жидким электролитом, они не будут существенно отличаться по своим характеристикам и возможностям.

Потому автомобилисту рекомендуется узнать, какой именно аккумулятор лучше использовать конкретно на его транспортном средстве. Соответствующая информация указана в руководстве по эксплуатации.

Принято считать, что GEL АКБ предпочтительнее устанавливать на современные иномарки с большим количеством электроники. Они служат дольше и эффективнее, требуют минимума внимания к себе. Что же касается простых жидкостных батарей обслуживаемого типа, то это прерогатива недорогих, бюджетных иномарок, основной массы отечественных авто.

Но технологии не стоят на месте. Сейчас есть масса АКБ, где используется жидкий электролит. Но при этом батареи становятся необслуживаемыми, они способны навязать борьбу GEL аккумуляторам и по некоторым параметрам даже их превзойти.

Каждый автомобилист сам должен для себя решить, какой аккумулятор ему лучше подойдёт, поскольку кислотный и гелевый типы АКБ одинаково хорошо подходят для разных ситуаций. Батареи на основе геля не всегда приоритетный вариант, и переплачивать за него не всем стоит.

Всем спасибо за ваше внимание! Подписывайтесь, оставляйте комментарии, задавайте актуальные вопросы!

Источник