Гелевые аккумуляторы для чего предназначены

Что такое гелевый аккумулятор и какие у него плюсы и минусы?

Технологии в производстве аккумуляторных батарей постоянно развиваются. Они становятся все более мощными и надежными. Применение GEL-технологии позволило создать гелевый АКБ, который по многим параметрам превосходит обычные свинцово-кислотные с жидким электролитом внутри. На автомобилях подобные устройства применяются уже достаточно давно и многие автолюбители высоко оценили их эффективность.

История развития

Обратимся немного к истории создания GEL-аккумуляторов. Как и многие другие современные передовые технологии гелевые батареи пришли в автомобилестроение из военной промышленности, а точнее, из авиации. Дело в том, что АКБ с жидким электролитом невозможно применять на самолетах, так как при совершении различных маневров электролит может просто вытечь. Также батареи должны выдерживать частые перепады температуры. Выходом стали АКБ с электролитом в гелевом состоянии. Только не нужно путать понятия «гелевый» и «гелиевый», так как последний подразумевает применение газа гелия, а не вязкую субстанцию.

Гелевый АКБ

Начало создания гелевых АКБ относится к послевоенным годам в Германии. Сын аптекаря Яков Зонненшайн подрабатывал фотографом. Для вспышки ему приходилось таскать тяжелый аккумулятор с жидким электролитом, который постоянно расплескивался и портил одежду. Ему пришла идея загустить жидкость, добавив силикагель и формалин. Формалин выступал в роли стабилизатора, а силикагель – загустителя. Затем появилась фирма «Зонненшайн», которая долгое время была монополистом и единственным производителем батарей данного типа.

Устройство гелевых аккумуляторов

Принцип работы гелевых АКБ ничем не отличается от обычных свинцово-кислотных батарей, но они превосходят их по многим параметрам. Хотя у них есть свои особенные условия эксплуатации. Гелевый аккумулятор имеет большую емкость, долговечность и способен отдавать большой пусковой ток при запуске двигателя.

В них также применяются свинцовые пластины и электролит, которые вступают друг с другом в реакцию. Только электролит находится не в жидком состоянии, а в виде геля. Для этого добавляется специальный силиконовый состав.

Гелевый аккумулятор имеет герметичный корпус, то есть является необслуживаемым. Корпус состоит из шести отсеков или банок. Для пластин применяется только свинец высокой очистки. Сам электролит в виде геля выполняет функцию сепаратора или диэлектрика, который разделяет плюсовые и минусовые пластины. Положительные и отрицательные пластины располагаются параллельно. В процессе эксплуатации он затвердевает, исключая осыпание свинцовых пластин. Этим также объясняется устойчивость к полному разряду. Все шесть банок сверху соединяются перемычками.

Таким образом, составными элементами гелевых АКБ являются:

• высокопрочный и герметичный пластиковый корпус;
• отрицательные и положительные электроды внутри;
• электролит;
• клапаны для отвода газов;
• клеммы.

Работа гелевых аккумуляторов

Благодаря низкому внутреннему сопротивлению гелевые АКБ способны быстро заряжаться и также отдавать большой пусковой ток. Пластины из свинца высокой очистки плотно обволакиваются густым электролитом. Это не дает осыпаться активной массе и препятствует образованию соединений сульфата свинца, как это происходит в обычных свинцово-кислотных батареях.

В процессе работы аккумулятора происходит химическая реакция между пластинами и электролитом, в результате которой вырабатывается необходимый электрический ток. Когда аккумулятор стоит без дела, то происходит процесс сульфатации (образования сульфата свинца), но в гелевых аккумуляторах он происходит очень медленно. За год теряется около 20% заряда. При правильной эксплуатации гелевый аккумулятор исправно прослужит до десяти лет.

Особенности эксплуатации гелевых АКБ

Хотя электролит и находится в состоянии геля внутри батареи, он также может кипеть и выделять газы. Для этого и предназначены клапаны, которые при необходимости сбрасывают давление. Кипение электролита может произойти из-за высокой нагрузки на АКБ (например, большой ток от генератора автомобиля). Если защитного клапана нет, то батарея может просто вздуться и разрушится. Нужно регулярно следить за уровнем и режимом заряда батареи.

Также гелевые аккумуляторы очень чувствительны к режиму заряда. Повышенное напряжение и сила тока при заряде устройства и при эксплуатации может вывести его из строя. Именно поэтому для гелевых АКБ нужны специальные зарядные устройства, которые настраиваются на определенную силу тока.

Гелевые АКБ хорошо показывают себя при низкой температуре в холодное время года. Устройство стабильно держит заряд и не разряжается, как это часто происходит с жидкими свинцово-кислотными батареями. Но снижается способность давать большой пусковой ток для старта. Электролит просто может затвердеть при очень сильном морозе от -30°C и ниже. Также гелевые АКБ бояться перегрева от внешних источников тепла, например, от мотора.

Гелевые АКБ выдерживают больше сеансов заряда-разряда. Это делает такие устройства уникальными по характеристикам. Даже при большой потере заряда батарея восстанавливается и работает дальше, поэтому срок ее эксплуатации в два раза больше. Гелевый аккумулятор прекрасно держит заряд. Может храниться до трех лет без подзарядки практически в любом положении кроме перевернутого.

Также GEL-устройства чувствительны к короткому замыканию в цепи. Даже небольшой перепад может вывести аккумулятор из строя.

Срок службы устройства около 10 лет, но на него напрямую влияют условия эксплуатации. Постоянные слишком высокие или низкие температуры, недозаряд или перезаряд устройства уменьшают его.

Отличие гелевых от AGM аккумуляторов

Отдельно стоит сказать про различия между GEL и AGM аккумуляторов. Очень часто их путают между собой, хотя они имеют различия в конструкции и в характеристиках. AGM в сокращении означает Absorption Glass Matt (абсорбированные стекловолоконные пластины или элементы).

И в гелевых, и в AGM электролит находится в твердом состоянии, но в последних применяются в качестве сепараторов стекловолокно, которое пропитано электролитом. Стекловолокно также исключает замыкание между пластинами и их осыпание. В стекловолокно добавляется алюминий, чтобы уменьшить внутреннее сопротивление. Также пластины и стекловолоконные сепараторы могут быть скручены в спираль, что повышает виброустойчивость и эффективность.

Особенности зарядки

Ввиду высокой чувствительности к перепадам напряжения, для зарядки гелевых АКБ используются специальные устройства. У них есть возможность регулировки напряжения и силы тока. Чтобы не допустить перезаряд, эти приборы имеют функцию выключения при полном заряде батареи. Есть защита от перегрева, учет окружающей температуры, стабильное напряжение. Зарядные устройства для GEL-аккумуляторов могут иметь все эти функции или ограничиваться некоторыми из них.

Зарядное устройство для гелевого АКБ OPTIMA

Для зарядки нужно выставлять силу тока, которая будет равна 10% от емкости батареи. Например, при емкости 60 А/ч необходимо выставить ток 6 ампер. Значение емкости конкретного аккумулятора можно посмотреть на корпусе. Обычно там же указывается и другая важная информация. Длительность зарядки составляет около 10-12 часов. Для быстрой зарядки можно увеличить ток на 30% от емкости, но это не рекомендуется. Напряжение не должно превышать показатель 14,4 В. Если будет больше, то внутри начнется процесс разрушения. Гель просто станет таять и стечет вниз от пластин, что снизит работоспособность.

Преимущества и недостатки

Гелевые АКБ имеют немало плюсов, среди них:

• длительный срок эксплуатации (около 10 лет);
• больше циклов разряд/заряд и порядка 400 полных разрядов;
• хранение АКБ без большой потери емкости до 3 лет;
• высокая эффективность;
• безопасность, т.к. электролит не вытекает;
• прочный и герметичный корпус, возможность эксплуатации в разных положениях.

Но есть и свои некоторые недостатки:

• нужно контролировать напряжение и силу тока при зарядке, не допускать замыкания в цепи;
• электролит чувствителен к сильным морозам;
• высокая цена в сравнении с обычными свинцово-кислотными батареями, в три-четыре раза дороже обычных.

Гелевые аккумуляторы прекрасно показали себя в работе. Это отметили многие водители. Но есть и свои недостатки в виде высокой цены и капризов в эксплуатации. Если эти недостатки будут устранены, получится идеальный аккумулятор. Но и сейчас при правильном уходе и обслуживании они будут эффективно работать на протяжении многих лет.

Источник

Гелевый аккумулятор: устройство, особенности и свойства

Гелевые аккумуляторы появились на рынке совсем недавно. Наиболее часто их используют в мотоциклах, скутерах, квадроциклах,

так как при перевороте устройства гель не растекается, а устройство может продолжать движение. Кроме этого, гелевики используют в газовых котлах и в солнечных батареях.

Обзор корпусов гелевых аккумуляторов

К плюсам гелевых аккумуляторов можно отнести возможность перезарядки до 1000 раз. При этом даже во время сильных морозов аккумулятор самопроизвольно не разряжается.

Устройство аккумулятора

Устройство гелевого аккумулятора отличается от устройства привычных батарей. В обычных свинцово-кислотных АКБ аккумуляторах ток проводят электролиты (водный раствор серной кислоты).

А вот гелевые аккумуляторы содержат в своем составе меньшее количество электролитов и в другой консистенции – желе- или пастообразной. Для гелевых аккумуляторов придумали и соответствующее название, так как желе похоже на гель. В промежутках между электродами аккумулятора находятся сепараторы, изготовленные из стекловолокна. Поры данного материала не позволяют растекаться гелю.

Особенности

Мелкие повреждения на корпусе батареи не приводят к выходу из строя самого устройства. Это можно отнести к их плюсам. В то время как у обычных аккумуляторов небольшие повреждения приводят к поломке всей батареи.

Газы «гелевиков» практически не выходят наружу, поэтому чистоту отверстий контролировать не обязательно. Емкость батареи практически не изменяется при наиболее неблагоприятных условиях и в сильный мороз. Расчеты показали изменение всего на 19%. Во время хранения аккумуляторы сохраняют свой заряд надолго. Риск осыпания пластин отсутствует практически в полной мере в отличие от кислотных аккумуляторов. Гелевый аккумулятор имеет более высокую цену, если сравнить ее с аналогичными устройствами.

Зависимость емкости гелевого аккумулятора от температуры окружающей среды

Сроки службы и эксплуатации гелевых аккумуляторов значительно выше, нежели у обычных кислотных аккумуляторов. Обычно в 3-4 раза. Аккумулятор сохраняет работоспособность в любом положении. А вот обычный АКБ этим похвастаться не может, так как зачастую перестает работать на высокий спусках или подъемах. У гелиевых аккумуляторов более высокие показатели пускового тока. Поэтому скорее всего с запуском двигателя проблем не возникнет даже в самые сильные морозы.

Минусы гелевых аккумуляторов

Гелевый аккумулятор (плюсы и минусы) устройства:

• Существенным минусом можно назвать то, что они более чувствительны к параметрам сети зарядки.
• Для них придумали особое зарядное устройство, которое не всегда можно установить на какой-либо автомобиль.
• Если раньше у вас был установлен свинцово-кислотный аккумулятор, то придется докупать и монтировать в систему автомобиля промежуточный блок.
• Степень зарядки аккумулятора придется проверять регулярно. Обычные аккумуляторы не так прихотливы в этом плане.
• Избыточно заряжать гелевые аккумуляторы нельзя – они могут просто-напросто взорваться.
• Также отрицательно скажется на гелевых батареях и длительное воздействие отрицательных температур – мягко говоря, они не созданы для использования в условиях достаточно суровой и длительной русской зимы. Поэтому гелевые аккумуляторы приходится утеплять в зимний период года.
• Но самый весомый недостаток гелевого аккумулятора – цена, которая является необоснованно высокой.
• К плюсам можно отнести то, что малейшие повреждения на корпусе АКБ не приводят к выходу из строя.
• Риск осыпания пластин отсутствует практически в полной мере в отличие от кислотных аккумуляторов.
• Перезарядка до 1000 раз.

Срок эксплуатации зависит непосредственно от корректности работы устройства и реле-регулятора. Если будут большие и резкие скачки напряжения, то пластины окислятся очень быстро. Максимальное напряжение – 12 Вольт. Если оно будет больше, то гель начнет постепенно утрачивать свои свойства, а устройство быстро придет в негодность.

Зарядка гелевого аккумулятора

Для подзарядки гелевых аккумуляторов обычные зарядные устройства от свинцово-кислотных батарей не подойдут. От них «гелевик» может просто-напросто выйти из строя. Подойдут только зарядные устройства с возможностью регулирования силы напряжения и тока.

Это является немаловажным фактором, если вы хотите пользоваться гелевым аккумулятором не один сезон. Если вы решите зарядить аккумулятор неверным зарядным устройством, то есть риск не только быстрого выхода из строй из-за разности напряжений, но и взрыва батареи.

Как правильно заряжать гелевый аккумулятор

Гелевый или кислотный аккумулятор — не важно, их все равно рано или поздно придется заряжать. Гелевые АКБ зарядить гораздо труднее, чем обычные кислотные.

Чтобы правильно зарядить гелевый аккумулятор, необходимо выполнить следующие действия:

• Выкрутите пробки с банок устройства. Это очень важно, если ваш аккумулятор обслуживаемый.
• На правильно подобранном зарядном устройстве выставьте соответствующее напряжение и нулевой ток.
• Подключите клеммы зарядки непосредственно к аккумулятору. Обязательно проверьте, соблюли ли вы полярность.
• Установите параметры тока зарядного устройства.
• Не оставляйте аккумулятор, постоянно следите за всеми показателями. Если напряжение начнет скакать, то немедленно отключите зарядное устройство от источника тока.

Большинство специалистов рекомендуют заряжать аккумулятор около суток, при этом постепенно снижая силу тока и контролируя показатели напряжения. Это поможет значительно увеличить срок службы аккумулятора. В этих условиях аккумулятор должен будет полностью зарядиться уже через 12-15 часов.

Зарядное устройство Optima для гелевого аккумулятора

Обратите внимание, что в продаже можно найти устройства, которые могут самостоятельно отслеживать показатели силы тока и напряжения, и при их изменении сами отключаются. Такие зарядные устройства являются наиболее безопасными. За ними следить не обязательно, а обслуживание гелевого (АКБ) аккумулятора будет более эффективным.

Срок службы гелевых батарей в зависимости от срока эксплуатации

Во время зарядки гелевого аккумулятора напряжение будет расти. Если оно будет превышать допустимые значения, то попробуйте уменьшить силу тока, насколько это будет возможно. В таких условиях батарея может полностью зарядиться примерно за 12-13 часов. Не забудьте, что необходимо следить за напряжением (не более 12 Вольт).

Некоторые эксперты рекомендуют постепенно уменьшать силу тока в два раза и заряжать аккумулятор около суток. Это поможет увеличить срок эксплуатации гелевого аккумулятора.

Зарядное устройство Bosch

Вообще, на рынке можно найти современные зарядные устройства, способные самостоятельно отслеживать напряжение и понижать силу тока, если в этом есть необходимость. К тому же появились модели, которые компенсируют значения напряжения в зависимости от погодных условий(температуры воздуха). Благодаря такому зарядному устройству можно произвести восстановление гелевых аккумуляторов. Перед покупкой зарядного устройства читайте его характеристику. Заряженный аккумулятор старайтесь не хранить слишком долго, так как возможно, что он в скором времени выйдет из строя, поэтому пользуйтесь им — не бойтесь.

Источник