Что такое гелевая аккумуляторная батарея
Перейти к содержимому

Что такое гелевая аккумуляторная батарея

  • автор:

Что такое гелевый аккумулятор

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи используются всюду и, несмотря на возраст,, уступать рынок литиевым аналогам не собираются. Причиной тому, как правило, является демократичная цена и развитие более современных технологий производства, позволяющих добиться значительного улучшения технических характеристик АКБ.

Что такое гелевый аккумулятор? Потребители при выборе свинцово-кислотной АКБ так часто интересуются этим вопросом, что ожидаемо, учитывая то разнообразие, которое предлагает современный рынок. Выбрать подходящую батарею становится все труднее, а запутаться — проще простого.

Гелевый аккумулятор

Разнообразие свинцовых аккумуляторов

Каждый, у кого есть автомобиль, имел дело со свинцово-кислотными аккумуляторными батареями. Как правило, это традиционные АКБ с жидким электролитом. Если требуется купить новый свинцовый аккумулятор, просто выбрать модель по емкости и напряжению — неправильный подход. Разберемся почему.

Традиционная свинцово-кислотная АКБ с жидким электролитом — это лишь один из многих видов. Батареи могут отличаться как химическим составом свинцовых пластин, так и формой содержания электролита. Например, АКБ с жидким электролитом могут иметь как сурьмяные (Sb/Sb), так и кальциевые (Ca/Ca) пластины. А бывает что-то среднее (Ca/Sb). Различия в составе позволяют сместить температуру электролиза воды, тем самым сделав аккумулятор необслуживаемым или малообслуживаемым. Разумеется, пластины не полностью состоят из кальция или сурьмы. Они все еще свинцовые, лишь легированные этими элементами.

Описанные выше технологии используются в автотранспорте, когда как в сфере резервного питания требуется иной подход. Обычный свинцовый аккумулятор в составе источника бесперебойного питания долго не протянет, а его работа будет неэффективной, особенно в циклическом режиме. Здесь на выручку приходят гелевые аккумуляторы, отличие которых заключается не в составе пластин (хотя производители для улучшения характеристик применяют запатентованные технологии и составы свинцовых сплавов), а в форме содержания электролита. Разберем устройство гелевых АКБ более детально.

Что внутри гелевого аккумулятора

Гелевый аккумулятор уже внешне значительно отличается от традиционного — здесь нет привычных пробок для доступа к электролиту. Корпус АКБ полностью герметичен. Это значит, что газы он выпускать не должен, что говорит о необслуживаемости батареи. Доливать дистиллированную воду не придется в течение всего срока службы.

А внутри самое интересное. С точки зрения формы содержания электролита гелевые аккумуляторы можно разделить на два типа: GEL и AGM. Стоит отметить, что по-настоящему гелевыми являются источники питания типа GEL, когда как AGM к этой группе приписывают ошибочно. Скорее всего это началось с маркетинговых уловок, которые со временем стали привычными, поэтому вряд ли кто-то Вас упрекнет, если под гелевыми батареями подразумеваете в том числе AGM.

Начнем с AGM. Название технологии является аббревиатурой от Absorbent glass material — абсорбирующий стекловолоконный материал. Что там делать стекловолокну? Да все просто: оно играет роль сепаратора, полностью заполняя внутреннее пространство батареи. А электролит, при этом, содержится в порах стекловолокна. Таким образом аккумулятор типа AGM близок по своим свойствам к сухим аналогам. С этой точки зрения аккумуляторы GEL похожи на AGM. Здесь тоже нет жидкого электролита в свободной форме. Благодаря оксиду кремния и другим составам он загущен до вязкой консистенции, заполняя все внутреннее пространство ячейки.

Гелевый аккумулятор

Преимущества гелевых АКБ

А теперь поговорим о главном. В чем преимущество гелевого аккумулятора? Этот вопрос часто задают автовладельцы, потому что для автомобиля гелевая АКБ является одной из альтернатив, а не единственным верным решением, как в случае со сферой резервного питания (если говорить только о свинцово-кислотных аккумуляторах, разумеется. Литиевый подход никто не отменял, но он значительно дороже).

Начнем с очевидного преимущества, которое исходит из “сухого” состава. Гелевый электролит или электролит, абсорбированный стекловолоконными сепараторами, всегда прилегает к активной поверхности электродов. Не расплескивается при трясках и вибрациях, не теряя контакт с пластинами. Физическое повреждение корпуса не является столь критичным, так как электролит не вытечет. Тем не менее, задуматься о замене аккумулятора в таком случае все равно придется.

Конечно, устойчивость к внешним воздействиям для большинства сфер применения не критична, так как аккумулятор с высокой долей вероятности будет стоять на месте. Поэтому главная причина купить гелевую АКБ — это характеристики и необслуживаемость. Про отсутствие необходимости обслуживать мы уже говорили. Газы не покидают корпус батареи, рекомбинируя обратно в воду в пористой структуре геля или стекловолоконных сепараторов. Испарения возможно только у AGM при неправильной зарядке: в случае перезаряда возникающее избыточное давление сбрасывается через предохранительные клапаны. А вот батарею GEL таким образом очень легко угробить. В процессе неправильного заряда она может вздуться и полностью выйти из строя. Неправильный заряд — это то, чего боятся гелевые аккумуляторы. Чувствительность к неправильному заряду является основным минусом гелевой технологии.

Главное же преимущество AGM и особенно GEL — это увеличенный ресурс работы. Такая специфическая форма содержания электролита позволяет значительно снизить вероятность коррозии электродов, что связано с отсутствием испарений. Также сильно снижен процесс сульфатации, который со временем уменьшает площадь активной поверхности электродов. Стандартный циклический ресурс AGM аккумулятора при значительной глубине разряда (DOD) составляет 500-700 циклов. Для гелевых АКБ этот показатель может достигать и даже превышать 1000 циклов. О точных цифрах речи быть не может, так как многое зависит от того, какие материалы и химические элементы применяет производитель. Также многое зависит от способа эксплуатации. Например, при сильной глубине разряда циклический ресурс будет традиционно ниже. Если говорить о влиянии глубины разряда, обязательно стоит отметить, что гелевые аккумуляторы легче и с меньшими последствиями выходят из состояния глубокого разряда, что является значительным плюсом при циклическом режиме работы.

Подведем итог. Гелевые аккумуляторные батареи (GEL и AGM) являются хорошей современной альтернативой для автомобилей и безальтернативным вариантом для источников бесперебойного питания (опять же, если говорить только о свинцово-кислотных АКБ, абстрагируясь от существования литиевых аккумуляторов).

Как отличить гелевый аккумулятор от обычного

В наше время практически каждый так или иначе имеет дело со свинцово-кислотными аккумуляторными батареями. Чаще всего речь идет об автомобильном аккумуляторе, хотя сфера применения данных АКБ выходит далеко за эти рамки. Работа традиционной свинцово-кислотной АКБ происходит за счет реакции электролита на основе раствора серной кислоты со свинцовыми электродами. Данная конструкция до сих пор неплоха для автомобильной отрасли, но сильно отстает в сфере резервного питания.

За все время существования свинцово-кислотные батареи претерпели значительное развитие, в результате чего появились гелевые АКБ. Но как отличить гелевый аккумулятор от обычного и каковы его плюсы и минусы? Попробуем войти в курс дела.

Виды гелевых аккумуляторов и их устройство

Когда говорят о гелевых аккумуляторах, чаще всего подразумевают не конкретный тип батарей, а один из двух. Так исторически сложилось, что гелевыми стало принято называть не только непосредственно гелевые АКБ, но и их более распространенные аналоги класса AGM. Их основная идея похожа: избавиться от хранения электролита в жидком виде. Реализация же отличается.

В аккумуляторных батареях, созданных по технологии AGM (Absorbent glass mat) используется абсорбированный электролит. Как становится понятно исходя из названия, абсорбирован он специальными стекловолоконными прокладками, играющими роль сепараторов. Данные прокладки плотно уложены между пластинами и обладают пористой структурой. В этих порах и содержится электролит.

Аккумуляторы GEL пошли по другому пути. Здесь электролит не абсорбирован, а загущен до гелевой консистенции. Чаще всего это достигается путем добавления двуокиси кремния. Получающийся гель имеет высокую степень пористости и прекрасные характеристики.

Часто возникает вопрос, какая разница между гелевыми АКБ и традиционными. Исходя из описанных выше отличий, эту разницу можно заметить даже без вскрытия. Достаточно взять аккумулятор, потрясти его и прислушаться. Внутри традиционной свинцово-кислотной аккумуляторной батареи будет едва слышно расплескивание жидкого электролита, а также руками можно почувствовать происходящее из-за этого смещение центра тяжести. Если повторить то же самое с любым из гелевых аккумуляторов, не получите никакой реакции. Гелевые аккумуляторы по свойствам схожи с сухими аккумуляторными батареями, что является весомым достоинством. Но потребителю не так важен факт отсутствия какого-либо расплескивания внутри, как непосредственные характеристики. И гелевым аккумуляторам есть чем порадовать как владельца автомобиля, так и владельца источника бесперебойного питания или даже солнечных панелей.

AGM изнутри

Преимущества гелевых аккумуляторов

Забегая вперед, можно с уверенностью сказать, что гелевые аккумуляторы – это, однозначно, шаг вперед по всем параметрам по отношению к традиционным АКБ. Здорово, что современные технологии позволили добиться высоких результатов из, казалось бы, одной и той же химической реакции. Но обо всем по порядку:

  • Свойства сухих аккумуляторов. Как уже упоминалось выше, «эксперимент» с тряской батареи в попытках почувствовать расплескивание электролита в случае с гелевыми аккумуляторами не даст никакого результата. Густой гелевый или жидкий абсорбированный электролит плотно и равномерно распределен по всей внутренней поверхности, не подвергаясь воздействию трясок и вибраций. Как следствие – возможность использовать в самых разнообразных условиях и положениях.
  • Рекомбинация газов. Гелевые аккумуляторы не требуют периодического обслуживания в виде долива дистиллированной воды, что связано с отсутствием каких-либо испарений. Хотя тут более важным является не это, а возможность эксплуатировать аккумуляторы в закрытом помещении, ведь сфера применения теперь не ограничена автомобилями и распространяется на системы резервного питания. Отсутствие испарение связано с процессом рекомбинации. Во время заряда в результате химической реакции происходит выделение газов. Эти газы не выходят наружу, а перемещаются по порам геля или стекловолоконных прокладок, пока снова не вернутся в жидкое состояние.
  • Ресурс работы. Этот параметр многие справедливо считают наиболее важным. Аккумулятор – это расходник. Тем не менее, в ряде случаев, когда используется блок аккумуляторных батарей, замена будет стоить значительных средств. Это прекрасно, если можно будет установить аккумуляторы и забыть об их замене на годы. И гелевые АКБ дают такую возможность. Беспрекословным лидером в данном показателе являются аккумуляторные батареи класса GEL. В зависимости от применяемых в конкретном экземпляре технологий, ресурс обычно составляет более 500 циклов при полном цикле разряда. Том самом цикле, который традиционные свинцово-кислотные аккумуляторы переносят просто ужасно. При менее интенсивном разряде АКБ GEL могут показать ресурс более чем в тысячу циклов. Впечатляющий результат. Технология AGM в данном вопросе разместилась между традиционными аккумуляторами и GEL.
  • Длительное хранение. Это норма, когда аккумуляторная батарея длительное время находится в состоянии хранения. Это может быть автомобиль, оставленный зимовать в гараже, или какой-либо автономный потребитель, необходимости в котором пока нет. Каждая аккумуляторная батарея имеет такое свойство, как саморазряд, связанный с наличием внутреннего сопротивления. Гелевые аккумуляторы могут похвастаться низким внутренним сопротивлением, благодаря чему степень саморазряда очень мала. При нормальных условиях батарея будет терять не более 3% в месяц, а в идеале – и того меньше. Также низкое сопротивление положительно сказывается на токоотдаче.

При всех достоинствах, перечислять которые можно долго, гелевые аккумуляторы имеют недостаток, который вряд ли для многих будет значительным. Речь идет о качестве заряда. Ни в коем случае нельзя перезаряжать гелевый аккумулятор или воздействовать на него чрезмерными токами. Так Вы рискуете израсходовать ресурс еще быстрее. Всегда используйте качественные зарядные устройства, избегая кустарные приборы.

Что такое гелевая аккумуляторная батарея

English

Türkçe

Deutsche

Русский

Italiano

Français

Español

عربي

ЧТО ТАКОЕ ГЕЛЕВАЯ АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ?

  • Дом
  • Блог
  • ЧТО ТАКОЕ ГЕЛЕВАЯ АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ?

ЧТО ТАКОЕ ГЕЛЕВАЯ АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ?

Гелевая батарея, также известная как гелевая батарея, представляет собой тип герметичной свинцово-кислотной батареи, в которой используется гелевый электролит вместо традиционного жидкого электролита, используемого в залитых свинцово-кислотных батареях. Гелевой электролит представляет собой густое гелеобразное вещество, которое иммобилизует электролит, предотвращая его проливание или утечку, даже если аккумулятор наклонен или поврежден.

Технология гелевых аккумуляторов предлагает ряд преимуществ. Во-первых, это обеспечивает повышенную безопасность, поскольку иммобилизованный гель-электролит исключает риск утечки кислоты и коррозии. Это делает гелевые батареи необслуживаемыми и пригодными для применений, где безопасность и надежность имеют первостепенное значение.

Во-вторых, гелевые батареи имеют более длительный срок службы по сравнению с батареями с затопленным аккумулятором. Они предназначены для глубокой циклической работы, то есть могут выдерживать многократные циклы зарядки и разрядки без значительной потери емкости. Это делает их идеальными для систем возобновляемой энергии, автономных приложений и других сценариев, требующих стабильного и надежного питания в течение длительного периода.

Более того, гелевые батареи известны своими превосходными характеристиками как при высоких, так и при низких температурах. среды. Они обладают низкой скоростью саморазряда и могут эффективно работать в экстремальных температурных условиях, что делает их пригодными для различных климатических условий.

В целом, гелевые аккумуляторы представляют собой надежное и эффективное решение для хранения энергии, обеспечивая стабильное электропитание для широкий спектр применения. Будь то автономное питание домов, телекоммуникационных систем или электромобилей, гелевые аккумуляторы являются надежным выбором благодаря их долговечности, безопасности и длительному сроку службы.

Гелевый аккумулятор

Что лучше ni mh, ni cd или li ion аккумуляторы

С развитием технологий возникла необходимость замены традиционных свинцово — кислотных накопителей на аналогичные по характеристикам, но не имеющие их недостатков, элементы питания. Выходом из положения стал гелевый аккумулятор. Обладая большей ценой, он тем не менее был лишён множества проблем, присущих типам, содержащим жидкие виды электролита, ведь в нем реагент содержится в виде геля.

Общие принципы

Что такое свинцово — кислотный аккумулятор? Он состоит из разно полюсные свинцовых пластин, разделённых непроводящей прослойкой и погруженных в 35% раствор кислоты с водой. Принцип действия прост — когда накопитель разряжается, происходит восстановление диоксида свинца на катодном электроде, а также образование его окисла на анодной пластине. Когда происходит зарядка элемента питания происходит обратная химическая реакция. А разница между диоксидом свинца и оксидом электропроводящих пластин даёт выработку электроэнергии, когда они окружены кислотной средой.

Чем отличается гелевый аккумулятор от кислотного? Тем, что жидкость плюс диэлектрик для этого АКБ заменены на электролитический гель или микропористую прокладку, пропитанную электролитом. Поэтому название, используемое для таких элементов, как гелИевые — не корректно. Они не содержат газ гелий, а используют гелевую основу.

Основная проблема традиционных аккумуляторных батарей – невозможность их работы при изменении положения элемента питания в пространстве. Их нельзя было нормально использовать в космической технике, в самолётах и вертолётах. То же самое касается малой мототехники — мопеды, скутеры, различные виды мотоциклов (включая водные), или же вездеходы — все они часто меняют свой вектор относительно земли. Гораздо чаще, чем обычные автомобили.

Гелевая АКБ лишена подобных недостатков. Там нет жидкости, как таковой, соответственно нечему проливаться или отходить от электродов при наклонах или поворотах источника питания. Ещё одним плюсом стало возможность сделать корпус накопителя герметичным. К примеру, полностью обычный, жидкостный аккумулятор герметичным сделать нельзя. При химических реакциях происходит выделение газа. В случае традиционного электролита он скапливается в верхней части устройства, повышая давление, вплоть до разрушения корпуса. Гелевые прослойки также выделяют газ, но он остаётся в виде микроскопических пузырьков внутри самих пластин.

Кроме всего уже сказанного пластины активного реагента в отличие от традиционного электролита дают возможность от трёх до семи раз продлить срок жизни накопителя. Они плотно прилегают к электродам, уменьшая возможность отслоения от них свинца.

Конструкция

Основное отличие по строению от обычных аккумуляторов – это то, что электролит связан кремнием в субстанцию, которая находится между положительным и отрицательным электродом. Есть два варианта изготовления, и хоть один из них не содержит геля как такового, но его также причисляют к такому типу:

  • AGM технология. Более новый вариант. Реагентом пропитан стекловолоконный сепаратор. Он располагается между электродами традиционного исполнения — параллельно корпусу.
  • GEL технология. Подразумевает, что электроды скручены в тугие цилиндры, вместе с гелевой прослойкой между ними.

Устройство гелевого аккумулятора разных видов выглядит так:

Сравнение типов АКБ

Характеристики

Гелевые аккумуляторные батареи имеют такие же характеристики, как классические. Это:

  1. Рабочее напряжение. Сколько вольт даёт АКБ.
  2. Максимальная сила тока при заряде. Сколько ампер максимально нужно выдавать ЗУ, для не нанесения вреда гелю аккумуляторной батареи. При использовании значений выше – электролитический гель закипает.
  3. Максимальный ток разряда. Этот показатель указывает на то, сколько потребитель энергии может максимум запросить тока за 30 секунд. Значения параметра также превышать нельзя – накопитель перегреется и закипит.
  4. Самый главный — ёмкость. Указана она ампер*часами или Ah. Максимальный объём энергии, который может накопить элемент питания, для последующей выдачи с отношением потребления по часам на запрашиваемую силу тока.
  5. Вес. Чем более ёмкий аккумулятор, тем больше будет значение. В среднем гелевые батареи весят от 8 до 60 кг.

Маркировка на корпусе АКБ

Кроме технических характеристик аккумуляторной батареи нужно знать и когда она изготовлена. Эта информация обязательно указывается на корпусе, правда каждая фирма делает это по-своему. К примеру:

  • Varta — Код обычно указан на наклейке. Интересующие цифры начинаются с четвёртой — это год, за ним две — месяц. Причём месяца указаны кодировкой.
  • Delta — дата производства зашифрована комбинацией букв и цифр на наклейке. Начальные две буквы год и месяц. Первая буква алфавита, если годы означает 2011 год, первая буква латинского алфавита на второй позиции — январь. Следующие буквы соответственно укажут на следующий год и следующий месяц.
  • Optima — на пластиковом корпусе выдавлены цифры, первая из которых год, следующие три – день этого года. То есть комбинация, к примеру 9256, будет означать 2019 год, 256 день.

Совет! Расшифровку даты выпуска для конкретного производителя лучше уточнить на его интернет сайте.

Срок службы

Срок службы гелевого аккумулятора при идеальных условиях использования намного дольше, чем у классических накопителей, составляя иногда до 18 лет. Вот только таких тепличных параметров эксплуатации не бывает. Гелевые источники питания чувствительны не только к правильной зарядке, но также к слишком низким или слишком высоким температурам окружающей среды. У них нарушается ход химических реакций, что приводит к уменьшению срока службы.

Плюсы и минусы

Преимущества гелевых аккумуляторов:

  • Большее, по сравнению с классикой количество циклов заряд — разряд. Бывает у брендовых GEL аккумуляторов характеристика доходит и до 1200 циклов.

Внимание! Параметр цикла зарядки — перезарядки указывается обычно для полного разряда с последующим полным зарядом. Если для частичного заряда — перезаряда — он намного выше.

  • Долгий срок эксплуатации. При правильной он начинается от 9 лет.
  • При глубоком разряде элемент питания способен дать нормальный вольтаж, что даёт возможность не бежать его заряжать сразу, а подзарядить, скажем от генератора автомобиля.
  • Если не используется АКБ, хранится без нагрузки, то его саморазряд не превышает 20% за год.
  • Малое внутренне сопротивление, что бывает критично для некоторых видов техники.
  • Обслуживание или вообще не обязательно, или очень редко за весь срок эксплуатации.
  • Высокая безопасность. Даже если повреждён корпус – батарея будет работать, из неё не произойдёт вытекания агрессивных жидкостей.

Конечно, есть и свои минусы:

  • Чувствительность к превышению силы тока при зарядке. Аккумулятор закипает, гель теряет свои свойства. Кроме того, выделяемый из закипевшего геля газ способен разрушить корпус устройства.
  • Требуется сохранять постоянное напряжение вольт при зарядке, чтобы не допустить увеличения текучести геля.
  • Цена. Гелевый АКБ стоит в 5 раз дороже обычного элемента накопления электроэнергии. Правда это компенсируется длительным сроком службы.
  • Чувствительность к температурным колебаниям при эксплуатации.
  • Хранить гелевый аккумулятор зимой требуется в тепле, при постоянной температуре.

Если сравнить классический и гелевый

Итак, какой аккумулятор лучше кислотный или гелевый? Самое простое, и для многих важное это цена. Кислотно — свинцовый будет стоить во много раз меньше. Кроме того, он не настолько чувствителен к перепадам температур и методам заряда. Обслуживать его хоть и приходится, но делать это достаточно просто. Ну а плюсом гелевого можно считать длительный срок жизни. Кроме того, практически не нужно заниматься восстановлением плотности электролита при правильной эксплуатации.

GEL или AGM?

Здесь нужно небольшое примечание – гелевые всё же надёжнее и технологичнее. AGM созданы позже, и предназначены скорее для уменьшения цены, при частичном сохранении возможностей GEL аккумуляторов. Разница представлена в таблице:

Параметр GEL AGM
Короткое замыкание Высокая чувствительность Слабая чувствительность
Перегрев Может привести к разрушению корпуса Менее опасно
Заряд Очень высокая чувствительность к характеристикам вольтажа и силы тока. Менее чувствительны
Цикл заряд — разряд От 600 до 1200 полных циклов До 300 полных циклов
Саморазряд До 20% в год До 30% в год
Глубокий разряд Слабо воздействует, сохраняется вольтаж батареи Эксплуатация возможна при разряде не более 30%
Пусковой ток Не способен дать слишком большой, у АКБ выше внутреннее сопротивление Позволяет давать высокий ток
Положение при применении Любое Любое

Вывод

Для старых машин с «бегающими» параметрами зарядки АКБ или для использования в переменчивых температурных условиях гелевые батареи подходят слабо. В то же время в современных автомобилях при нормальных параметрах эксплуатации они дают свой плюс длительностью службы. Хороши гелевые элементы питания и для мототехники. Сильно предпочтительны для источников бесперебойного питания микропроцессорных систем.

Вам также может быть интересно

Замена электролита в аккумуляторе

Аккумуляторы 0

Аккумулятор – расходная часть автомобиля, источник электроэнергии, которая необходима для пуска двигателя и для

Переполюсовка автомобильного аккумулятора

Аккумуляторы 0

Практически каждый владелец транспортного средства более-менее понимает, по какому принципу работает аккумуляторная батарея. В

Аккумулятор разрядился в ноль, что делать

Аккумуляторы 6

Автомобильные аккумуляторы поддерживают работоспособность всех функций в автомобиле, начиная с запуска двигателя и заканчивая

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *