Что находится внутри гелевого аккумулятора

Гелевые аккумуляторы. Что у них внутри?

Все слышали о так называемых гелевых аккумуляторах. Некоторые ими пользуются. Но немногие знают, почему AGM-батареи не боятся переворачиваний, глубоких разрядов и не требуют обслуживания. А также о том, что у них внутри.

Один из образцов гелевой AGM-технологии, нашёлся у нас магазине. Продукт Deka AGM Series заявлен как изготовленный по технологии Absorber Glass Mat (что-то вроде «впитывающей стекловаты») и не боящийся вообще ничего, кроме физического насилия над корпусом. А всё благодаря его особой сотовой технологии.

На первый взгляд строение аккумулятора классическое: шесть банок, соединенных в единую цепь. Только что это там за белый войлок?

КУДА ДЕЛАСЬ ЖИЖА?

Вскрытие показало, что ни геля, ни жидкости внутри аккумулятора нет. В смысле – видимых. Всё спрятано в нетканом материале, расположенном между анодно-катодными пластинами. Как будто последние укутаны в своеобразный памперс, в который жидкость попадает как в ловушку.

Переворачивания при вскрытии показали, что внутри совсем нет жидкого электролита. Он весь прячется в белом материале

Так что в самом деле переворачивание никак не должно отразиться на работоспособности устройства. И пересыхание пластин от пониженного уровня электролита тоже исключается: до конца времён материал будет влажным. А поскольку контакт электролита с пластинами есть всегда, то и ток по идее должен нормально создаваться.

Если не считать электролит, распределённый по материалу (именуемому производителями Glass Mat), строение точно такое же, как и у традиционных моделей

Правда, один спорный момент во всём этом есть. Как известно, электрический ток вырабатывается, когда ионы из электролита оседают на свинцовых пластинах. Может ли нетканый материал мешать продвижению ионов к заветной цели и тем самым снижать эффективность работы аккумулятора? На этот вопрос ответа у нас нет, но исходя из практики можно уверенно утверждать, что без специальных приборов обнаружить ухудшение работы по сравнению с классическими моделями не получается. Технологичная модель от Deka выдает энергию и держит заряд не хуже батарей традиционной конструкции.

Источник

Гелевый аккумулятор: преимущества и недостатки

Аккумуляторы в сфере автомобилестроения используются уже более сотни лет. Основное предназначение таких узлов – обеспечение электроэнергией электроники в обход генератора и синхронизаторов его токов. На данный момент аккумуляторные технологии настолько продвинулись вперёд, что помимо знакомых всем щелочных и кислотных батарей, также имеются отчасти таинственные гелевые аккумуляторы. Узлы подобного вида всё чаще и чаще встречаются на полках магазинов автозапчастей и нахваливаются бывалыми автомобилистами. Однако обосновано ли это? Реально ли гелевые автомобильные аккумуляторы настолько хороши? Давайте разберёмся, детально рассмотрев этот вид батарей электроэнергии.

История появления

Начинается история появления гелевых аккумуляторных батарей (АКБ) в момент появления свинцово-кислотных аккумуляторов. Впервые данный тип хранителей электроэнергии был спроектирован Гастоном Планте, однако идеальным или близким в идеальному он точно не получился. Во многом это было связано с тем, что первые свинцово-кислотные АКБ были маленькими по ёмкости и проблемными в плане зарядки.

Достойные умы автомобильной инженерии и электрики трудились в сфере улучшения аккумуляторов подобного рода в течение 100 лет. В основном модернизации поддавались два элемента аккумулятора:

• сетка электродов;
• непосредственно электролит.

И лишь вначале 1970-х годов миру предстали наиболее удачные конфигурации подобных устройств. Именно одной из таких стал рассматриваемый сегодня гелевый аккумулятор.

Суть конструкции данного узла заключалась и заключается в использовании сметанообразного электролита, иначе говоря – геля, который заметно улучшает основные свойства АКБ. Поначалу идея гелевых батарей была воспринята не столь хорошо, как хотелось бы её создателям, однако с течением времени ситуация изменилась. В итоге, с 00-х годов нынешнего века гелевые АКБ для автомобиля и мото-аккумуляторы подобного вида потихоньку «захватывают» сферу своей специализации и становится все более и более популярны.

Принцип работы и устройство гелевой АКБ

Устройство гелевого аккумулятора мало чем отличает от того, что представлено в кислотных батареях. В типовом варианте подобный узел представляет собой совокупность из следующих составляющих:

• полностью запаянный корпус – преимущественно из резины или пластмассы;
• сетка или решётка свинцовых (реже – иных) электродов;
• области для наполнения гелем, называемые сепараторы или пластинки;
• мастика, заполняющая пустоты в конструкции АКБ и придающая ей крепости;
• клеммы подключения;
• в редких случаях – клапан отработанных газов и крышка.

На данный момент производят два основных типа гелевых батарей, а именно:

• Аккумуляторы технологии «GEL». Работают по принципу кислотных батарей, за исключение того, что в их конструкции используется не жидкий электролит, а гель. Плюс подобных АКБ заключается в том, что они способны выдержать до 1 000 циклов «заряд-разряд» до того момента, как начнут терять энергоёмкость;
• Аккумуляторы технологии «AGM». Конструкция также схожа с кислотными батареями, однако в ней используется «умный» сепаратор. Последний из стекловолокна и удерживает в себе гелевый электролит так, что он никогда не растекается и газы, образующиеся при работе АКБ, впитываются самой субстанцией, а затем повторно участвуют в выдаче электроэнергии. Преимущество данных аккумуляторов заключается в полной безопасности их использования и качественной организации. Однако при этом они имеют один минус – невозможность выдержать более 400-500 циклов «заряд-разряд» без потери в заявленной ёмкости.

Что касается конкретных принципов организации работы гелевого аккумулятора, то они заключаются в проведении химических реакций геля-электролита, сделанного на основе двуокиси кремния, с используемыми в АКБ электродами. В итоге, это позволяет иметь стабильное напряжение на клеммах батареи в размере 12 Вольт. Впрочем, как и у кислотного аккумулятора.

Плюсы и минусы гелевых аккумуляторов

Пожалуй, основное, на что обращают внимание автомобилисты при выборе АКБ, это плюсы и минусы его работы. В этом плане гелевые аккумуляторы смотрятся очень интересно, так как имеют и существенные преимущества, и некоторые недостатки. Для того, чтобы увидеть всю картину использования подобных батарей, давайте обратим внимание как на их плюсы, так и минусы. Начнём, наверное, с положительных аспектов функционирования гелевых батарей. В общем виде их перечень следующий:

• Простое обслуживание гелевого аккумулятора. Если быть точнее, оно вовсе не требуется. Достаточно купить батарею, установить на автомобиль или мотоцикл и активно использовать, периодически заряжая;
• Надёжность конструкции. Это связано с тем, что физические характеристики сепараторов и пластин гелевых батарей нейтрализуют риски их осыпания. Подобное, к слову, часто встречается у кислотных АКБ;
• Высокий ресурс. Как было отмечено ранее, гелевая АКБ способна без проблем выдержать порядка 500-1 000 циклов «заряд-разряд»;
• Отсутствие испарений геля при работе, то есть – полная герметизация работы батареи. Согласно заявлениям производителей гелевых аккумуляторов, работают они по принципу повторного усвоения испарений и участия таковых в следующих моментах выдачи электроэнергии;
• Быстрая зарядка. И вправду, гелевые АКБ заряжаются заметно быстрее иных видов батарей. Во многом добиться такого результата удалось за счёт использования в их конструкции чистого свинца, имеющего меньшее сопротивление;
• Возможность работы аккумулятора в любом положении, так как гель ни капли не растекается по сепаратору. Особенно существенно данное преимущество для мотоаккумуляторов. Также гелевые батареи нередко используют для подпитки электромотора, опять же, из-за его неприхотливости в работе;
• Высокая сила стартового тока АКБ, что позволяет завести автомобиль или мотоцикл при низком уровне заряда батареи без особых проблем;
• Большой срок службы – от 6 до 10 лет;
• Отменная устойчивость к глубокому разряду. Согласно проведённым экспериментам, гелевые АКБ способны выдержать порядка 400 нулевых разрядов. Кислотный, к слову, редко выдерживает даже 20-30 штук;
• Долгий саморазряд. Гелевый аккумулятор теряет порядка 15-20 % заряда в год при обычном простое, что очень мало для батареи подобного типа.

Казалось бы, гелевый аккумулятор – это эталон надёжности и простоты использования, но и здесь есть некоторые подводные камни, а точнее, это минусы использования подобных АКБ, которые таковы:

• Высокая стоимость. От 4000 рублей для небольших мотоаккумуляторов и от 14000 рублей для автомобильных батарей. Для сравнения, за эти деньги можно купить 3-4 неплохих «кислотника»;
• Необходимость точной зарядки батареи. Да, гель-электролит очень чувствителен к чрезмерной зарядке. Так, к примеру, неисправность генератора или подача на аккумулятор более 16 Вольт при зарядке способна «убить» АКБ, а не придать ему необходимую для владельца заряженность;
• Плохая работа в сильный мороз. Удивительно, но современный гель не способен выдержать даже отметку в минус 30 градусов по Цельсию, что ставит вопрос о мобильности гелевых батарей.

Безусловно, рассматриваемый сегодня тип аккумулятора лучше кислотного, но и он имеет некоторые недостатки. Существенны ли они? Какие минусы стоит терпеть? Нужно ли это? Решайте сами в зависимости от своих желаний и потребностей.

Зарядка гелевого аккумулятора

Правила эксплуатации и порядок зарядки гелевого аккумулятора определяются его производителем. В любом случае, особых отличий в этом плане АКБ на геле от кислотных батарей не имеют. Для того чтобы правильно зарядить такой узел достаточно:

• Иметь настраиваемое зарядное устройство АКБ и бесперебойный источник тока;
• Знать, как правильно заряжать гелевый аккумулятор.

С первым моментом, пожалуй, каждый разберётся сам, а вот относительно порядка зарядки батареи стоит поговорить более подробно. На самом деле особых сложностей она не имеет и проводится так:

1. Демонтируйте аккумулятор с вашего транспортного средства, соблюдая базовую технику безопасности;
2. Организуйте место для зарядки узла и убедитесь, что доступ к нему со стороны третьих лиц или неблагоприятных факторов ограничен;
3. Подготовьте зарядное устройство для гелевых аккумуляторов и соедините его с самой батареей, при этом подключив девайс к электросети;
4. Посредством функций настройки задайте следующие параметры зарядки:
   • напряжение в процессе таковой растёт от 11-12 В до 13-14В;
   • сила тока равняется 1/10 от заявленной энергоёмкости заряжаемой АКБ.
5. После этого остаётся лишь дождаться полного заряда батареи и вернуть её на своё «законное» место.

В целом, особых сложностей в зарядке гелевых аккумуляторов не имеется. Главное в этом процессе – соблюдение рекомендаций производителя и представленных выше положений. Уверяем, при таком подходе к зарядке АКБ она прослужит вам максимально долгий срок без каких-либо проблем.

Восстановление гелевого аккумулятора

Ранее уже было упомянуто, что гелевые аккумуляторы не особо чувствительны к глубокому разряду. Однако, даже взяв в расчёт это преимущество подобных АКБ, об их грамотном восстановлении забывать не стоит. Однако как восстановить гелевый аккумулятор и насколько это сложно? Давайте разбираться.

На самом деле сложностей в восстановлении гелевой батареи нет, ибо используемый электролит в этом плане крайне неприхотлив. Для того, чтоб восстановить аккумулятор данного типа без потери энергоёмкости, достаточно:

1. Провести демонтаж аккумулятора с автомобиля или мотоцикла, соблюдая базовую технику безопасности;
2. Организовать место для зарядки узла и убедиться в том, что доступ к нему со стороны третьих лиц или неблагоприятных факторов ограничен;
3. Подготовить зарядное устройство и соединить его с восстанавливаемой батареей, при этом подключив первый девайс к электросети;
4. После этого придётся поэкспериментировать и выбрать одну из методик восстановления, при которой АКБ начнёт «кушать» ток и, соответственно, заряжаться. На сегодня выделяют следующие способы восстановления гелевой батареи:
   • Долить дистиллированную воду в аккумулятор, что возможно не всегда, и провести штатную зарядку узла;
   • Провести длительное заряжание АКБ посредством подачи на него тока под напряжением 15-16 Вольт на протяжении периода времени, большего в 2, а то и 3 раза, чем имеется при стандартной зарядке батареи;
   • Организовать циклическое восстановление аккумулятора. Смысл этой методики заключается в том, что сначала АКБ слегка подзаряжают, а потом разряжают, проделывая данную операцию от 5 до 10 раз. После чего проводится обычная зарядка узла.
5. Если ни один из подходов восстановления результатов не дал, то стоит констатировать – АКБ «умер» и восстановлению не подлежит. В такой ситуации, к сожалению, выход лишь один – покупка нового аккумулятора.

На этом, пожалуй, по гелевым батареям наиболее интересная и важная информация подошла к концу. Надеемся, представленный сегодня материал был для вас полезен и дал ответы на интересующие вопросы. Удачи на дорогах и в использовании АКБ!

Источник

Гелевый аккумулятор — что это такое и как устроен

Что такое гелевый аккумулятор

Гелевый аккумулятор – это свинцово-кислотный источник питания, в котором электролит между пластинами находится в абсорбированном, гелевом состоянии. В гелевом аккумуляторе электролит загущен силикагелем.

Устройство и принцип работы

И гелевые, и AGM-технологии основаны на концепции свинцово-кислотной технологии, которая была открыта еще в 1869 году. За все эти годы основная технология свинцово-кислотных систем практически не изменилась: электролит является кислотным, а пластины изготовлены из свинца.

Справка! Когда они были впервые представлены, свинцово-кислотные батареи произвели революцию в концепции накопления энергии. Это были самые первые батареи с возможностью подзарядки. Хотя свинец был дорогим, базовая конструкция свинцово-кислотных батарей была пригодна для массового производства. Это позволило снизить расходы до уровня, доступного для многих приложений.

Использование тонких пластин означало, что его можно использовать для приложений, требующих сильных и быстрых скачков тока (пусковые электродвигатели в автомобилях), в то время как более толстая пластина делала его идеальным для применений с глубоким циклом (холодильники, силовое освещение и т. д.).

Разновидности аккумуляторов

Гелевые АКБ имеют тенденцию терять энергию быстрее, чем аккумуляторы AGM, особенно при более низких температурах. Это из-за гелеобразного тиксотропного состава батареи. Аккумуляторы AGM работают в экстремальных погодных условиях, что делает их пригодными для энергоемких зимних коммунальных служб, таких как снегоходы.

Когда дело доходит до глубины разряда (DoD), гелевые аккумуляторы используют кислоту лучше, чем аккумуляторы AGM. Кислота защищает пластины гелевых батарей, расширяя возможности их глубокого разряда. Тем не менее, гелевая батарея должна быть правильно заряжена, иначе это может привести к преждевременному выходу из строя. Шрам внутри желеобразного материала может создавать пакеты, которые разъедают пластины.

Каждый тип батареи имеет свое назначение и использование случай, так что давайте рассмотрим плюсы и минусы каждого.

В течение многих лет залитая свинцово-кислотная батарея была стандартом в солнечной промышленности. Этот тип батареи также используется в тележках для гольфа и вилочных погрузчиках. Они являются наиболее экономичными и долговечными из свинцово-кислотных аккумуляторов.

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы

Герметичные свинцово-кислотные батареи очень похожи на затопленную версию, но нет доступа во внутренний отсек. Это означает, что вам не нужно добавлять дистиллированную воду. Электролит запечатан внутри, и его достаточно для того, чтобы аккумулятор проработал рассчитанное количество циклов.

Маркировка

Стандартная маркировка аккумуляторов:

Характеристики гелевых аккумуляторов

Обе категории, относящиеся к герметичным свинцово-кислотным батареям , батарея AGM (абсорбирующее матовое стекло) и гелевая батарея, часто ошибочно принимают за одно и то же. Обе батареи обладают схожими характеристиками, такими как возможности глубокого цикла , неразрывная конструкция, и обе могут использоваться в разных ориентациях. Аккумуляторы двух типов также известны своими низкими саморазрядами, низкими эксплуатационными расходами и устойчивостью к вибрации. Тем не менее, AGM и гель являются двумя совершенно разными типами батарей.

Иногда вы видите, что они называются VRLA (свинцово-кислотные аккумуляторы с регулирующим клапаном), потому что они имеют небольшой клапан, позволяющий выходить из газов, которые возникают во время зарядки.

Абсорбирующие батарейки из матового стекла являются наиболее популярными батареями VRLA, поскольку они могут работать в самых разных условиях. Электролит подвешен в тонком стекловолоконном мате, который расположен между свинцовыми пластинами. Это позволяет аккумулятору быть устойчивым к вибрации, что делает их отличным выбором для RV и других мобильных приложений.

Гелевая аккумуляторная батарея также может быть установлена в любой ориентации. Обычно их устанавливают по бокам для удобного размещения и подключения.

Гелиевый АКБ стоит дороже, чем затопленные свинцово-кислботные аккумуляторы, и они не служат так же долго. Но за эту дополнительную цену вы получаете роскошь, когда вам не нужно обслуживать батареи или иметь дело с тем большим количеством газа, которое выделяется на этапе зарядки. ИБП отлично совместимы с подобного рода аккумуляторами.

Параметры

Гелевые аккумуляторы являются самыми дорогими из аккумуляторов VRLA, но являются отличными кандидатами для проектов, которые требуют очень медленного глубокого разряда. Они также служат дольше при более высоких температурах, так что вы можете выбрать их, если вас беспокоит высокая температура окружающей среды в помещении, где находятся батареи.

Люди часто принимают гель за AGM, и это может повлиять на срок службы батареи. Гелевые аккумуляторы являются наиболее чувствительными из аккумуляторов VRLA, и очень важно, чтобы в вашем приложении использовались правильные параметры зарядки, когда у вас есть гелевые аккумуляторы, которые могут состоять из разных типов геля.

Срок службы

При сюблюдении всех условий эксплуатации и норм обслуживания, срок годности будет равен 5-7 годам.

Сферы применения

Аккумуляторы AGM используют специальный стеклянный коврик из тонких стеклянных волокон. Это разработано, чтобы поглотить электролиты между пластинами батареи.

Гелевые аккумуляторы , с другой стороны, используют специальный тип силикагеля, который удерживает электролиты вместе. Густая консистенция материала позволяет электронам свободно вытекать из пластин.

В этом посте мы сравниваем два типа батарей, чтобы понять, какой из них соответствует вашим потребностям. Эти две батареи классифицируются как свинцово-кислотные батареи с регулирующим клапаном (VRLA). Кислород, образующийся на положительных пластинах свинцово-кислотных батарей, поглощается отрицательными пластинами. В свою очередь, отрицательные пластины производят воду. Это помогает исключить тепло от химической реакции, производимой электролитами . Из-за этого пользователю не нужно поливать эти батареи, что делает их необслуживаемыми.

Преимущества и недостатки гелевых аккумуляторов

Гелевые аккумуляторы дороже, чем другие типы свинцово-кислотных аккумуляторов, поэтому они не идеальны за пределами небольшого количества конкретных солнечных приложений (в основном, с очень жарким климатом). Технология затмила другие типы батарей, которые были разработаны совсем недавно.

Плюсы и минусы

Рассмотрим гелевый аккумулятор, его плюсы и минусы с точки зрения практической пользы:

Плюсы батарей:

1. Лучше всего подходит для применений с глубоким циклом, и их срок службы обычно составляет от 500 до 5000 циклов
2. Бесплатная поддержка
3. Поэтому минимальная коррозия совместима с чувствительным электронным оборудованием
4. Прочный и виброустойчивый
5. Очень безопасно, так как меньше риск ожогов серной кислотой
6. Самая низкая цена за месяц (стоимость / месяцы жизни)
7. Самая низкая цена за цикл (стоимость / жизненные циклы)

Минусы:

1. Высокая начальная стоимость
2. В случае перезарядки вода не может быть пополнена.
3. Требуются специальные зарядные устройства и регуляторы.
4. Горячие температуры могут отрицательно повлиять на кислоту, она может сильно повредить гель и может соскользнуть с пластин.

Чем отличается от обычного, от других видов

Аккумуляторы VRLA выпускаются в двух разных версиях: аккумуляторы AGM и гелевые аккумуляторы. В гелевой батарее определенные элементы – часто специфические смеси кремния – добавляются в кислоту батареи, превращая электролит в гелеобразное вещество, которое не может вытекать. Путем «сверления» каналов в геле газообразный кислород перемещается из положительной пластины в отрицательную пластину. Здесь он сталкивается с газообразным водородом и рекомбинирует в воду, выделяя энергию. Гелевые аккумуляторы имеют отличную емкость, но слегка повышенная кислотостойкость делает их менее пригодными для использования в качестве стартовых аккумуляторов. Они обладают высокой устойчивостью к чрезмерно глубокому разряду, сохраняя функцию даже при разряде батареи до 20% от ее номинальной емкости.

Обычный аккумулятор AGM сравнительно дешевле, чем gel аккумулятор но он имеет более длительный срок службы и при необходимости дает более мощный импульс. Эта батарея лучше всего работает в условиях высокой мощности, например, в спортивных автомобилях.

• Залитые свинцово-кислотные батареи являются наиболее экономически выгодным вариантом, но требуют регулярного технического обслуживания, когда герметичные свинцово-кислотные батареи (AGM и гель) стоят дороже, но не требуют регулярного технического обслуживания.
• Аккумуляторы AGM противостоят вибрации и могут выдерживать более высокие скорости зарядки / разрядки, а гелевые аккумуляторы могут выдерживать высокие температуры и лучше всего работают при медленном и глубоком разряде миносового контакта.

Аккумуляторы бывают разных форм и размеров. В солнечной промышленности для наших целей хорошо работают две батареи: свинцово-кислотные и литиевые, хоть они и могут существенно отличаться.

Как ведет себя при минусовых температурах

При низких (ниже 30 градусов) гель начинает хуже проводить ток и отдавать энергию. При резком нагреве может наблюдаться деструкция гелевой структуры, которая снижает срок службы аккумулятора.

Как обслуживать гелевый аккумулятор

Обслуживание гелевых аккумуляторов это восстановлению объема геля-электролита и заряда батареи. Несмотря на то, что поставщики не делают особенный упор на то, что в гелевых батареях происходит полная регенерация газов и они не поступают в атмосферу, утечка всё-таки присутствует. После использования батарею нужно правильно утилизировать.

Зарядное устройство

Хорошее зарядное устройство, допустим, Auto Welle AW05-1204, поддерживает заряд в несколько стадий, каждая из которых активируется в автоматическом режиме. Мультистудийный заряд позволяет держаться оптимальных параметров, которые зависят от заряда аккумулятора. Повышенная точность выходных параметров позвоялет обеспечить 100% заряд. Простые ЗУ работают в 2-3 этапа, в дорогих приборах заряд может производится в 5 и больше этапов.

Особенности зарядки

Низкокачественная зарядка аккумулятора может нести для него опасность. Например, превышение тока зарядки может привести к “усыханию” аккумулятора. По стандарту, гелевые АКБ считаются самодостаточными (не обслуживаются), так как держат воду в своих капсулах. Тем не менее при повышенном токе заряда могут проходить испарения через клапаны защиты. Отработанный аккумулятор сильно теряет свои характеристики.

Проверка работоспособности

Рекомендуется выполнить тестовый запуск в объеме 30-40 процентов от планируемой нагрузки. Чтобы убедиться в рациональность выбора нагрузки для теста, лучше обратиться к инструкции и уточнить данные там.

Замена электролита

Замена электролита производится только в мастерских и профессиональных сервисных центрах. Самостоятельная замена, которая часто кажется пользователям легкой и незначительной, может окончиться взрывом аккумулятора и травмой.

Заключение

Аккумуляторы AGM превосходят типы гелей в отношении долговечности, долговечности и зарядки. Они также дешевле и работают в разных погодных условиях.

Гелевые батареи из-за их гелеобразного состава имеют меньший процент утечки по сравнению с батареями AGM.

Источник