Срок службы гелиевого аккумулятора

Аккумуляторы и батареи

Информационный сайт о накопителях энергии

Плюсы и минусы гелевых аккумуляторов

Изменяются автомобили, их комплектующие, но десятилетиями остается прежним громоздкий свинцовый аккумулятор. Уже есть легкие, компактные емкие литиевые батареи, AGM и GEL аккумуляторы. К сожалению, 90 % автопарка по-прежнему работает на свинцово-кислотных АКБ. Предлагаем объективно оценить одну из новинок – гелевый аккумулятор и его перспективность для моторной техники.

Устройство гелевого аккумулятора автомобиля

Известно, свинцовый аккумулятор требует контроля состояния элементов. В нем происходит сульфатирование и осыпание пластин, короткое замыкание. Возможны трещины корпуса, протечки электролита.

В гелевом аккумуляторе пластины выполнены из чистого свинца, что улучшает проводимость. Тот же электролит на основе серной кислоты не изменит свою плотность – он внедрен в селикогель. Все беды, грозившие жидкой среде АКБ, отсутствуют.

Залитые жидкой массой электролита пластины всегда остаются в затвердевшей пористой массе. Переносчиком зарядов являются кислородные ионы. Соединяясь с ионами водорода, они превращаются в воду, но остаются в шариках селикогеля. Нет испарений, протечек. Гелевый аккумулятор можно ставить на машину хоть на бок – это не влияет на работоспособность.

Силами ученых и проектировщиков создан легкий, компактный необслуживаемый прибор с призматическими или цилиндрическими банками — гелевый аккумулятор. Производитель дает гарантию на АКБ для автомобиля 5 лет, обещает срок службы до 15 лет.

Гелевый аккумулятор для автомобиля – плюсы и минусы

Гелевый аккумулятор для автомобиля имеет технические преимущества перед свинцовым аккумулятором:

• высокий пусковой ток, в 2 раза больше, чем на классической АКБ;
• большой срок службы, в 3 раза выше кислотных батарей;
• не требует обслуживания;
• не протекает.

Однако недостатки, связанные с суровым климатом, стоимостью и состоянием российского парка авто, сводят все достоинства гелевых АКБ в нашей стране к нулю.

Для отечественных возрастных машин этот вариант совсем не рассматривается. Гель в банках сохраняет свою структуру при напряжении до 16 В. Случись, откажет реле напряжения, поднимется значение до 17 В, и гель растает невозвратно. Гелевый аккумулятор придет в негодность, а свинцовый выдержит. Стоит ли покупать новинку на автомобиль с ненадежной бортовой системой?

Мало у кого есть возможность поставить авто в теплый гараж. Зимой, на морозе в -30 0 гель превратится в стекляшки, которые хрупки, разрушатся от сотрясения, не работают. Из отзывов владельцев гелевых аккумуляторов для автомобиля известно, утром они вначале феном разогревают аккумулятор, а потом заводят машину. Мороки много.

Сколько стоят гелевые аккумуляторы для легкового автомобиля? Пока в среднем 15000-16000 рублей. Несмотря на их долгий срок службы, на эти деньги можно купить 3-4 привычных, адаптированных к условиям эксплуатации свинцовых аккумулятора на машину.

Разобравшись с плюсами и минусами гелевых автомобильных аккумуляторов можно придти к компромиссному решению. Новые авто с хорошей регулировкой напряжения в бортовой электрической схеме, имеющие теплый бокс на зиму нужно оборудовать гелевой АКБ. Она легкая, не требует обслуживания, имеет массу преимуществ по экологии и престижна.

Гелевые аккумуляторы 12 вольт для автомобиля

Одной из характеристик аккумуляторов считают номинальное напряжение. АКБ на 12 В используют на мототехнике, и легких автомобилях. Они производят пусковой ток 200 А/ч, быстро восстанавливают заряд. Аккумулятор не требует обслуживания. При перевертывании техники, гель остается в корпусе, не вытекая.

Применение гелевого аккумулятора на 12 В для легкового автомобиля имеет массу плюсов. Когда в салоне много техники для комфорта, требуется много энергии. Если правильно осуществлен подбор по марке и техническому состоянию авто, источник энергии не даст сбоев в обслуживании. Следует учесть , что для поддержания АКБ 12 В в рабочем состоянии в бортовой системе должно быть не выше 14,4 В. Нельзя пользоваться гелевым аккумулятором в сильные морозы.

Только специалисты СТО, ведущие плановое обслуживание автомобиля, могут дать рекомендацию по выбору гелевого аккумулятора. И тогда от использования устройства будут только плюсы.

Гелевый аккумулятор для автомобиля 65 А/ч

В зависимости от назначения гелевых аккумуляторов, они рассчитаны на определенного типа нагрузки. Так различные по направленности АКБ бренда «Оптима» можно классифицировать по цвету крышек цилиндрических банок. Гелевые аккумуляторы на 12 вольт, разной емкости предназначены:

• желтый верх – сезонное использование, тяговый;
• красная крышка – стартерный, работает независимо от температуры окружающей среды от -40 до +40 градусов;
• синяя крышка – стартерно-тяговый, подходит для водного транспорта, устойчив к высокой влажности, быстрая зарядка.

Здесь выпускают аккумуляторы на 12 В емкостью от 38 до 90 А/ч, отличаются изделия габаритами и ценой. Так гелевый аккумулятор для автомобиля «Оптима» 75 Blue TOP8052-188-75 Ач стоит 21 тысячу рублей, а емкостью 55 А/ч 17650 рублей. Батарею комплектуют из разного количества банок.

Призматические батареи с гелевым наполнителем можно купить дешевле. Тяговый аккумулятор Delta GX 12-65 12B 65 А/ч стоит 11 600 рублей. Аккумулятор с глубоким разрядом используют для установки на лодочные моторы.

При выборе гелевого аккумулятора для автомобиля или другой техники нужно учитывать рейтинг. Показатель создается на основе покупательского спроса. В 2017 году лучшими изделиями этого класса считали:

1. Optima Yellow Top, США, производство в Мексике;
2. Varta Ultra Dynamic, Германия;
3. Delta GX 12-60, Китай.

Сложность представляет расшифровка маркировки гелевых аккумуляторов для разной техники, автомобилей. Используются стандарты европейский, азиатский, американский. Российские АКБ маркируют продукцию в соответствие ГОСТ 959-2002. Эти же показатели зашифрованы в моделях иностранных марок, но в своих единицах измерения и в другом дизайне.

Лучший гелевый аккумулятор для автомобиля

На сегодня нет идеальной техники и узлов к ней. Гелевый аккумулятор не исключение. В разработке аккумуляторы AGM, литиевые, гелевые. Все они обладают достоинствами и недостатками. Разберемся какие плюсы для авто предлагаются разработчиками гелевых аккумуляторов. В сравнении с кислотными, новые аккумуляторы проигрывают в цене, но имеют выдающие технические характеристики.

Выбирая лучшую модель, из существующих на рынке, можно остановиться на банках в спиральной компоновке. В них особая конструкция расположения проводящих обкладок, исключается короткое замыкание между пластинами с разными разрядами.

В основном гелевые аккумуляторы представляет необслуживаемую конструкцию. Но есть уже модели с верхней съемной крышкой. Как их обслуживают? Периодически из пипетки капают внутрь немного дистиллированной воды. И все.

Срок службы гелевого аккумулятора для автомобиля

Заводская гарантия на гелевый аккумулятор 5 лет. Причины – чистый свинец, запакованный в гель, не осыпается, не окисляется. Все процессы происходят внутри геля, нет испарения. Все это создает неубиваемую конструкцию, при выполнении условий эксплуатации. Поэтому производители называют срок службы 15-20 лет.

Однако критичны для сохранности композиции геля следующие факторы:

• повышенное напряжение, разрушающее структуру гранул;
• низкая температура окружающей среды в условиях российского климата.

В совокупности с высокой стоимостью изделий эти обстоятельства являются серьезным препятствием для широкого спроса на продукцию.

Предлагаем консультацию видео специалиста по выбору гелевых или AGM аккумуляторов, их разницу.

Источник

Эксплуатация гелевых аккумуляторов

Общие положения

Свинцово-кислотные аккумуляторы изготовлены по технологии с внутренней рекомбинацией воды, поэтому не требуют обслуживания в течение всего срока службы. В качестве электролита используется загущенная серная кислота в виде геля, что обеспечивает устойчивость аккумуляторов к глубоким разрядам и высокую температурную стабильность.
Расчетный срок службы составляет 12 лет.
Гелевые аккумуляторы предназначены для работы, как в буферном, так и в циклическом режимах.

Конструкция гелевого аккумулятора

Особенности конструкции:

Полностью герметичная конструкция, утечка электролита невозможна.
Система внутренней рекомбинации газа, нет необходимости в доливе воды.
Моноблоки снабжены регулирующими клапанами для обеспечения выпуска газа, при превышении внутреннего давления выше допустимого уровня.
Нет ограничений на перевозку воздушным, железнодорожным или автотранспортом.

Химическая реакция и механизм рекомбинации:

Химическая реакция, протекающая в аккумуляторе при заряде/разряде, описывается формулой:

При заряде кислород, проходя через сепаратор от положительной пластины, вступает в реакцию с активным веществом отрицательной пластины с образованием оксида свинца:

2Pb + O₂ —> 2PbO

Оксид свинца, в свою очередь, вступает в реакцию с серной кислотой:

2Pb + 2H₂SO₄ —> 2PbSO₄ + 2H₂O

Сформировавшийся на отрицательной пластине сульфат свинца восстанавливается кислородом до свинца с образованием серной кислоты:

Если упростить описанные выше уравнения, то получается следующее:

Разрядные характеристики

На рисунке ниже приведены кривые разряда гелевых аккумуляторов постоянным током до определенного конечного напряжения. Разряд до напряжения ниже указанного снижает емкость и срок службы свинцово-кислотных батарей.

Разрядные кривые постоянным током при 25°С

Заряд

Правильный заряд является одним из важнейших условий успешной работы свинцово-кислотных батарей с автоматическим регулированием внутреннего давления. Правильный выбор зарядного устройства влияет самым непосредственным образом на производительность и срок службы батарей.

Заряд постоянным напряжением

Заряд постоянным напряжением – наиболее часто применяемый метод. На рисунке ниже показаны зарядные характеристики гелевого аккумулятора при заряде их постоянным напряжением 2,40 В/ячейку при начальных значениях тока 0,3 СА.

График заряда постоянным напряжением при 25°С

Для гелевых аккумуляторов диапазон зарядного напряжения буферного режима установлен в диапазоне 2,23–2,28 В/эл-т (при 25°С).
Для циклического режима диапазон зарядного напряжения установлен в диапазоне 2,38–2,42 В/эл-т (при 25°С).
Аккумуляторы гелевые не требуют уравнительного заряда. Буферного напряжения достаточно, чтобы поддерживать моноблоки в полностью заряженном состоянии.

Гелевые аккумуляторные батареи можно купить в интернет-магазине Реалсолар:

Аккумулятор Delta
GEL 12-100

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 100Ач 12В

Аккумулятор Delta
GEL 12-200

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 200Ач 12В

Аккумулятор Парус Электро
HMG-12-100

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 100Ач 12В

Аккумулятор Парус Электро
HMG-12-200

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 200Ач 12В

Двухстадийный заряд при постоянном напряжении

Этот метод является одним из наиболее эффективных и рекомендуется для быстрого заряда свинцово-кислотных батарей с автоматическим регулированием внутреннего давления и поддержания их в полностью заряженном состоянии (буферный режим). Характеристики зарядного устройства для двухстадийного заряда постоянным напряжением приведены на рисунке ниже:

Зарядные характеристики двухстадийного зарядного устройства

На стадии «А» ток ограничен величиной 0,3 СА, а напряжение на клеммах батареи растет. На стадии «В» зарядный ток начинает падать, а напряжение стабилизируется на уровне 2,40 В/эл-т. На этой стадии уровень заряда аккумулятора достигает 80%. При достижении зарядным током уровня «точки переключения Y» зарядная цепь переключается на стадию «С», где зарядное напряжение падает с 2,40 до 2,25 В/эл-т, а ток плавно снижается практически до нуля. Зарядное устройство переходит в буферный режим.

Напряжение заряда зависит от температуры окружающей среды и должно регулироваться в соответствии с графиком показанном на рисунке ниже:

Зависимость зарядного напряжения от температуры окружающей среды

Напряжение заряда (на элемент) в буферном режиме вычисляется по формуле:
U_заряда = 2,25 + (25 – (t + grad t +1)) · 0,0033

Напряжение заряда (на элемент) в циклическом режиме вычисляется по формуле:
U_заряда = 2,40 + (25 – (t + grad t +1)) · 0,005

где t – температура окружающей среды, °С
grad t – температурный градиент аккумуляторного шкафа, °С. При установке на открытые стеллажи grad t = 0.

Хранение и срок службы

Гелевые аккумуляторы могут храниться без подзаряда в течение 1 года в сухом помещении при температуре окружающей среды от –35° до +60°С.
Они рассчитаны на работу в буферном режиме работы в течение пяти лет (при 25°С). На рисунке ниже показана зависимость доступной емкости гелевого аккумулятора от времени. Газы, генерируемые внутри аккумулятора, непрерывно рекомбинируют и возвращаются в водную составляющую электролита. Потеря емкости и конец службы аккумуляторов наступают в результате постепенной коррозии электродов.

Срок службы в буферном режиме работы

Срок службы аккумуляторов в циклическом режиме работы зависит от целого ряда факторов

Наиболее существенными из них являются рабочая температура окружающей среды, скорость разряда, глубина разряда и способ заряда. На рисунке ниже показано влияние глубины разряда на количество циклов работы гелевых аккумуляторов при циклическом режиме.

Срок службы в циклическом режиме работы

По мере повышения температуры электрохимическая активность аккумулятора возрастает, а при понижении – падает. Поэтому при увеличении температуры окружающей среды емкость аккумулятора увеличивается, а при понижении температуры – уменьшается. Рисунок ниже демонстрирует влияние температуры на доступную емкость гелевых аккумуляторов.

Зависимость емкости от температуры окружающей среды при различных токах разряда

Температура окружающей среды является важным фактором, влияющим на срок службы аккумуляторов. При повышении температуры увеличивается скорость коррозии пластин, вследствие чего уменьшается срок службы. На рисунке ниже показана зависимость срока службы гелевых аккумуляторов от температуры окружающей среды.

Зависимость срока службы в буферном режиме от температуры окружающей среды

Свинцово-кислотные аккумуляторы обладают саморазрядом, вследствие чего при хранении их доступная емкость со временем уменьшается.
Этот процесс описан графиком на рисунке:

Зависимость емкости от времени хранения

Если аккумуляторы хранились в течение длительного периода времени, необходимо перед пуском в эксплуатацию провести их подзарядку.
При сроке хранения до 6 месяцев подзарядка должна осуществляться в течение 4-6 часов постоянным током 0,1 СА, либо 15-20 часов постоянным напряжением 2,40 В/эл-т.
При сроке хранения свыше 6 месяцев подзарядка должна осуществляться в течение 8-10 часов постоянным током 0,1 СА, либо 20-24 часов постоянным напряжением 2,40 В/эл-т.

Рекомендации по монтажу:

Аккумуляторы предназначены для установки на изолированных стеллажах или в специальных батарейных шкафах в вертикальном положении. Допускается установка аккумуляторов в горизонтальном положении при вертикальном расположении пластин. Помещения не требуют принудительной вентиляции.
Если отнивелированность элементов не обеспечивается непосредственно самим способом установки, то необходимо с помощью чалика (нивелировочного шнура) отнивелировать элементы. Расстояние между соседними боковыми стенками двух моноблоков (монтажная длина) задается длиной перемычек. При относительно длинных рядах монтируемых моноблоков рекомендуется начинать нивелировку монтажной длины с середины монтируемого ряда моноблоков, для того чтобы можно было в оба конца сглаживать набегающие допуски. Рекомендуемая минимальная величина воздушного зазора между аккумуляторами составляет от 5 до 10 мм.
Взаимоподключение единичных аккумуляторов осуществляется с помощью жестких изолированных перемычек, которые привинчиваются к полюсам или гибких кабельных перемычек. Перемычки привинчиваются с помощью динамометрического ключа. Осуществлять следующий крутящий момент 20 Нм ± 1 Нм.
Если используются две или более групп батарей, соединенных параллельно, то провода, кабели и шины, посредством которых эти батареи подключаются на нагрузку, должны быть одинаковой длины и обладать одним и тем же сопротивлением.

Последовательность монтажа аккумуляторов в батарею:

Соедините положительную клемму первого аккумулятора с отрицательной клеммой второго аккумулятора. Таким образом, соедините все аккумуляторы в группе (под группой понимается набор аккумуляторов на одном ярусе или в одном ряду стеллажа).
Соедините аналогично п.1 аккумуляторы в остальных группах (если таковые имеются).
Подключите «земляной» вывод зарядного устройства или нагрузки к отрицательной клемме (если «земля» – отрицательная) последнего аккумулятора или последней группы.
Если имеются группы, соедините их между собой, начиная с последней (подключенной к «земляному» выводу).
В заключение, подключите положительную клемму первого аккумулятора или первой группы к положительному выводу зарядного устройства или нагрузки.
После окончания монтажных работ аккумуляторы необходимо пронумеровать, а наружные поверхности клемм, перемычек и узлов соединения смазать тонким слоем технического вазелина или синтетического солидола.

Рекомендации по эксплуатации:

Свинцово-кислотные гелевые аккумуляторы предназначены для эксплуатации в закрытых помещениях с естественной вентиляцией, в том числе в помещении с технологическим оборудованием и обслуживающим персоналом, при температуре от -20°С до +60°С. Диапазон температуры хранения аккумуляторов от –35°С до +60°С.
Аккумуляторы поставляются предприятием-изготовителем в заряженном состоянии, заполненные электролитом и готовыми к эксплуатации.
Не рекомендуется установка аккумуляторов вблизи источников тепла. Поскольку аккумуляторы могут генерировать воспламеняющиеся газы, запрещается их установка вблизи оборудования, которое может давать электрический разряд в виде искр.
Запрещается установка и эксплуатация аккумуляторов в атмосфере, содержащей пары органических растворителей или адгезивов или контакт с ними.
Чтобы максимально повысить срок службы аккумуляторов, среднее значение тока пульсаций любого происхождения, протекающего через аккумулятор, не должно превышать 0,1 СА, а стабилизация зарядного напряжения должна быть в пределах 1%.
Очистку корпуса аккумуляторов всегда рекомендуется производить с помощью кусочка ткани, смоченного водой. Никогда не используйте для этих целей масла, органические растворители, такие как бензин, разбавители для краски и др.
Запрещается разбирать аккумулятор. В случае попадания электролита в глаза или на кожу, необходимо сразу промыть пораженный участок сильной струей чистой проточной воды и немедленно обратиться к врачу.
Прикосновение к токопроводящим частям аккумулятора может повлечь за собой электрический удар. Работу по проверке или обслуживанию аккумуляторов необходимо проводить в резиновых перчатках.
Использование разнородных аккумуляторов (различных емкостей, с различной историей применения, различной давностью изготовления и происходящих от разных изготовителей), может нанести ущерб, как самой батарее, так и связанному с ней оборудованию.

Гелевые аккумуляторные батареи можно купить в интернет-магазине Реалсолар:

Аккумулятор Delta
GEL 12-100

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 100Ач 12В

Аккумулятор Delta
GEL 12-200

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 200Ач 12В

Аккумулятор Парус Электро
HMG-12-100

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 100Ач 12В

Аккумулятор Парус Электро
HMG-12-200

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 200Ач 12В

Источник