Гелевые аккумуляторы. Обзор технологии
Февраль 2006
Предлагаем ознакомиться с этими отличиями.
Гелевые аккумуляторы (GEL) и AGM относятся к одному классу – свинцово-кислотным батареям. Они состоят из схожего набора составных частей. В надежный пластиковый корпус, обеспечивающий необходимую степень герметизации, помещены пластины-электроды изготовленные из свинца или его особых сплавов с другими металлами.
Пластины погружены в кислотную среду — электролит, который может выглядеть как жидкость, или быть в другом, более густом и менее текучем состоянии. В результате протекающих химических реакций между электродами и электролитом вырабатывается электрический ток. При подаче внешнего электрического напряжения заданной величины на клеммы свинцовых пластин, происходят обратные химические процессы, в результате которых батарея восстанавливает свои первоначальные свойства, заряжается.
В обычных автомобильных аккумуляторах в качестве электролита залит абсолютно жидкий водно-кислотный раствор. Герметичность корпуса таких батарей препятствует свободному расплескиванию жидкости, но имеются специальные клапаны, которые регулируют избыточное давление газов и испарений, образующихся в процессе химической реакции. Они просто выделяются в окружающее пространство. Такие выделения вряд ли можно признать полезными для человека, но с учетом того, что в единицу времени выброс их ничтожен, и аккумулятор находится в проветриваемом подкапотном пространстве, ничего страшного не происходит. На состояние и без того большой загазованности автомобильных дорог это практически не влияет.
Любой обладатель современного автомобиля, которому было интересно наблюдать за работой мастера в сервис центре при прохождении планового технического осмотра, знает, что одно из необходимых действий – проверка плотности электролита в аккумуляторе. В случае неудовлетворительных показаний происходит долив дистиллированной воды. На практике, это случается каждый раз, т.е. через каждые 15–20 тысяч километров, которые проехал ваш автомобиль. И это может происходить по нескольку раз в год!
Какие сугубо технические требования предъявляются к автомобильному аккумулятору? Он должен в течение нескольких секунд обеспечивать очень большую силу тока, достаточную для работы стартера, который должен несколько раз провернуть массивные внутренние части автодвигателя. Подразумевается, что при этом уровень заряда аккумулятора падает незначительно, он должен успеть полностью зарядиться, даже если Вы решили доехать до булочной на соседней улице.
Опытные автолюбители знают, что если аккумулятор разрядился под ноль несколько раз подряд, то он больше уже не сможет нормально выполнять, возложенные на его функции. Нужно покупать новый! Не важно из-за чего это произошло, виноваты ли крепкие зимние морозы в купе с неотрегулированной системой зажигания, или водитель автомобиля – мечтательная натура, которая хронически забывает выключать фары. Выход один – новый аккумулятор. Понятно, что с такими возможностями, автомобильные батареи не удовлетворяют требованиям к надежному, бесперебойному энергообеспечению жилого дома.
Он принимает непосредственное участие в химических реакциях при подзарядке батареи, возвращаясь обратно в жидкий электролит. Этот процесс называется рекомбинацией газов. Из школьного курса химии известно, что круговой процесс не может быть 100% эффективным. Но в современных AGM аккумуляторах эффективность рекомбинации достигает 95-99%. Т.е. внутри корпуса такого аккумулятора образуется ничтожно малое количество свободного ненужного газа и электролит не меняет своих химических свойств на протяжении многих лет. Тем не менее, по прошествии очень долгого времени свободный газ создает внутри батареи избыточное давление, когда оно достигает определенного уровня срабатывает специальный выпускной клапан. Этот клапан также защищает батарею от разрыва в случае возникновения внештатных ситуаций: работа в экстремальных режимах, резкое повышение температуры в помещении из-за внешних факторов и тому подобное. Специальное техническое обслуживание батарей AGM не предусмотрено впринципе, ничего туда доливать не требуется!
Но главная техническая особенность AGM аккумуляторов, в отличие от стандартных автомобильных, — возможность работы в режиме глубокого разряда. Т.е. они могут отдавать электрическую энергию на протяжении длительного времени (часы и даже сутки) до состояния, когда запас энергии падает до 20-30 % от первоначального значения. После проведения зарядки такого аккумулятора он практически полностью восстанавливает свою рабочую емкость. Конечно, совсем бесследно такие ситуации проходить не могут. Но современные AGM аккумуляторы выдерживают от 600 и выше циклов глубокой разрядки.
Если предположить, что постоянно раз в неделю пропадает напряжение во внешней сети, происходит подключение аккумуляторов, и они отдают всю доступную накопленную энергию, то мы можем получить примерный жизненный срок такого аккумулятора: 600 доступных циклов делим на 50 (количество недель в году, когда пропадало электричество) получаем 12 лет. Производители заявляют такую же цифру расчетного срока службы, но приписывают фразу – при работе в буферном режиме. Т.е. в режиме, когда аккумуляторы полностью заряжены, готовы включиться в работу, но такие подключения происходят нечасто, и внешнее энергоснабжение восстанавливается ещё до того как батареи полностью разрядились. В реальной жизни не всё так идеально, например, вполне штатной является ситуация, когда аккумуляторы начинают заряжаться после длительной работы, не успевают набрать необходимую емкость, а во внешней электрической сети происходит очередное отключение. Сильно влияют на аккумуляторы и внешние условия: температура и влажность, качество электрического тока, которым происходит подзарядка и тому подобное. На практике менять AGM батареи требуется чаше, но всё равно это годы и годы. Автомобильные аккумуляторами такими возможностями похвастаться не могут.
Кроме того, у AGM батарей очень малый ток саморазряда. Заряженная батарея может храниться неподключенной долгое время. Например, за 12 месяцев простоя заряд аккумулятора упадет всего до 80% от первоначального.
Такие характеристики достигаются не только за счет конструктивных особенностей AGM технологии. При изготовлении батарей используются более дорогие материалы с особыми свойствами: электроды изготавливаются из особо чистого свинца, сами электроды делают более толстыми, в электролит входит серная кислота высокой степени очистки. Поэтому цена AGM аккумуляторов значительно выше автомобильных собратьев.
Ещё лучшими потребительскими свойствами обладают гелевые аккумуляторы (GEL – Gel Electrolite). В жидкий электролит добавляют вещество на основе двуокиси кремния (SiO2), в результате чего образуется густая масса, напоминающая по консистенции желе. Этой массой и заполнено пространство между электродами внутри аккумулятора. В процессе химических реакций в толще электролита возникают многочисленные газовые пузыри. В этих порах и раковинах происходит встреча молекул водорода и кислорода, т.е. газовая рекомбинация.
В отличие от AGM технологии гелевые аккумуляторы ещё лучше восстанавливаются из состояния глубокого разряда, даже в том случае, когда к процессу заряда не приступили сразу же после зарядки батарей. Они способны перенести более 1000 циклов глубокой разрядки без принципиальной потери своей емкости. Так как электролит находится в густом состоянии, то он менее подвержен расслоению на составные части воду и кислоту, поэтому гелевые аккумуляторы лучше переносят плохие параметры тока подзаряда.
Пожалуй, единственный минус гелевой технологии – цена, она выше, чем у AGM батарей такой же емкости. Поэтому использовать гелевые аккумуляторы рекомендуется в составе сложных и дорогих систем резервного электроснабжения. А так же в случаях, когда отключения внешней электрической сети происходят постоянно, с завидной цикличностью.
Батареи AGM идеальны для работы в буферном режиме, в качестве запасного варианта при редких перебоях электроэнергии. В случае слишком частого подключения в работу просто уменьшается их жизненный цикл. В таких случаях использование гелевых аккумуляторов бывает экономически более оправдано.
Как эксплуатировать и заряжать гелевый аккумулятор
Для того чтобы начать разговор о преимуществах гелевого аккумулятора, нужно вначале разобраться что такое сам аккумулятор. По определению это источник тока, который многократно преобразовывает химическую энергию в электрическую и накапливает ее на продолжительный срок.
Разновидности аккумуляторов
Для бесперебойного питания используются четыре разновидности накопителей:
1. Стартерные автомобильные батареи, требующие проверки уровня электролита единожды в год и добавления дистиллированной воды по необходимости.
2. Стартерные автомобильные аккумуляторы необслуживаемые герметичные.
3. Стационарные батареи типа AGM.
4. Стационарные аккумуляторы типа GEL.
Последних две разновидности аккумуляторов можно устанавливать в жилых помещениях, а срок эксплуатации достигает 12 лет.
Absorptive Glass Mat (AGM) – распространенная технология, в которой применяется пористый заполнитель-сепаратор из стекловолокна, пропитанный электролитом, что позволяет добиться его состояния без жидкости.
Gelled Electrolite (GEL) – технология изготовления аккумуляторов, в которых состояние электролита напоминает гель. Данная субстанция получается путем добавления в него кремния. Это и есть т. н. гелевые аккумуляторы. Гелеобразный электролит в них позволяет достичь полной непроницаемости, а выделение газов осуществляется внутри разветвленной пористой системы геля. Такая технология позволяет свести обслуживание гелевого аккумулятора к нулю.
Преимущества и недостатки гелевых аккумуляторов
Плюсы
Во-первых, гелеобразный электролит не вытекает, что делает аккумулятор более безопасным и устойчивым к вибрациям. Данное качество позволяет устанавливать батарею вертикально.
Во-вторых, в отличие от кислотного электролита гелевый не разлагается, не кристаллизуется и коррозия не касается анодных пластин.
В-третьих, гелевый аккумулятор позволяет использовать его в нестандартных погодных условиях, к примеру, при –35 или при +50 градусах, а также во влажной среде.
В-четвертых, отлично держит кратковременный глубокий разряд.
В-пятых, активный материал, который используется в GEL аккумуляторах, увеличивает их емкость и сохраняет ее на стабильном уровне, что увеличивает срок эксплуатации батареи.
В-шестых, гелевый аккумулятор не выделяет газы, что в свою очередь снижает потерю массы электролита, а производительность аккумулятора возрастает.
Минусы
Эффективность рекомбинации газов в аккумуляторах со сгущенным электролитом несколько меньше (около 97%), чем в аккумуляторах типа AGM, в которых она превышает 99%.
Подвижность ионов из-за более плотной среды имеет более низкий показатель, что в свою очередь сказывается характеристике заряда-разряда гелевых аккумуляторов. Более того, при набросе нагрузки может прослеживаться частичный провал в напряжении, что приводит к активизации автоматики, защиты и неадекватному поведению всего оборудования.
Любой гелевый аккумулятор не переносит даже непродолжительного короткого замыкания. К примеру, при секундном замыкании двух полюсов обычным гаечным ключом, автомобильный гелевый аккумулятор моментально выйдет из строя.
При заряде гелевого аккумулятора током более 0,2 С10 возникает угроза «вспучивания» геля, так как эффективность рекомбинации меньше, а теплопроводность ограничена.
Высокое внутреннее сопротивление не позволяет снимать с гелевых аккумуляторов большие токи.
О некоторых особенностях автомобильных гелевых аккумуляторов можно узнать из видеоролика:
Зарядка гелевого аккумулятора
Сфера использования гелевых аккумуляторов простирается от автомобиля, сельхоз и мотто техники и солнечной батареи до многочисленных бытовых приборов. В правила эксплуатации гелевого аккумулятора входит и правильный заряд.
Когда устройство длительное время находится в простое, номинальная емкость медленно теряется и так же постепенно испаряется электролит. А так как гелевые аккумуляторы относятся к разряду необслуживаемых, то чаще всего их отправляют на свалку.
Однако, если гелевые аккумуляторы «умерли» не до конца, есть способ их «оживить». Вначале нужно провести тест, который покажет, есть ли шансы на выживание. Примечательно, что все это можно сделать своими руками.
Тест
Снять аккумулятор с устройства и замерить вольтметром остаточное напряжение. Если показатели не упали ниже 9 В, значит реанимировать батарею возможно. Нормальное напряжение колеблется в диапазоне 12,6-13,4 В.
Ремонт и восстановление
Инструментом с острым концом снять пластину или заглушки на верхней панели (зависит от типа АКБ).
Снять пробки с отверстий для залива.
Двухкубовым одноразовым шприцом набрать дистиллированную воду и при помощи иглы маленькими порциями заливать в отверстия, пока жидкость не покажется на поверхности. Дать отстояться около 3-х часов. Если вода полностью впиталась, добавить еще.
Затем, не закрывая заливные отверстия, подключить гелевую батарею к зарядному устройству, следя чтобы напряжение держалось на уровне 14-14,4 В, а величина тока не превышать 1/10 от емкости батареи. К примеру, при емкости 7 А/ч заряд тока должен быть не более 0,7 А. Превысив величину тока можно испортить гелевый аккумулятор, раздув его окончательно.
После заряда и периода отстоя должно получиться напряжение в пределах 12,6-12,8 В, тогда восстановление можно считать состоявшимся.
Отключить гелевый аккумулятор от зарядки, вытереть насухо «ловушки», закрыть резиновыми пробками и зафиксировать крышку верхней панели при помощи клея или скотча.
Для наглядности можно посмотреть видеоролик как восстановить гелевый аккумулятор:
Советы
Нужно обязательно контролировать вытекающий у заливных отверстий электролит: собирать шприцом и не допускать его выливания на борта корпуса аккумулятора.
При отсутствии прибора для зарядки, гелевая батарея присоединяется к клеммам прибора, на котором она был установлена. Остается включить прибор в электросеть.
После процедуры восстановления гелевого аккумулятора не рекомендуется класть его на бок или опрокидывать вверх тормашками.
Советы по эксплуатации
Прежде всего, нужно придерживаться правил указанных в эксплуатационном листке.
Также рекомендуется тренировать гелевый аккумулятор каждые 10 дней.
Каждые 2-3 года проводить ревизию, т.е. разбирать батарею и заправлять дистиллированной водой.
Все эти действия могут значительно увеличить срок эксплуатации гелевого аккумулятора.
Обсуждение темы: «Чем заправить гелевый аккумулятор если он высох?»
Подскажите, чем заправить гелевый аккумулятор, если он пересох. Прочитал, что их можно привести в чувство после длительного простоя. Вроде как надо залить воду или электролит, а затем дать заряд-разряд несколько раз. Поможет это или нет?
- Пожаловаться на это сообщение
- Цитата
Сообщение Мешков » 29 мар 2020, 03:51
Долить воду в гелевый аккумулятор можно легко. Может он пересох от длительного простоя. А вот с зарядкой до 12 вольт не знаю как быть. Здесь придётся постараться. Под них ЗУ надо хорошее искать. Автомобильное не подойдёт.
- Пожаловаться на это сообщение
- Цитата
Сообщение Сухой » 30 мар 2020, 11:19
Мне кажется, что можно в гелевый аккумулятор залить электролит. Если случай запущенный и совсем все высохло. Вода же не даст нужной концентрации. Электролит как раз залить, а потом зарядить.
- Пожаловаться на это сообщение
- Цитата
Сообщение ALIAN » 31 мар 2020, 07:57
30 мар 2020, 11:19
Мне кажется, что можно в гелевый аккумулятор залить электролит. Если случай запущенный и совсем все высохло.
Электролит в гелевый аккумулятор? Это шутка такая? Там не предусмотрен жидкий электролит и его там быть не должно.
Стекловолокно скорее всего высохло и отслоилось. Если так, но ему уже ничего не поможет. Будете заряжать, оно вообще скукожится. Я видел даже обуглившиеся в труху.
- Пожаловаться на это сообщение
- Цитата
Сообщение Прорыв » 01 апр 2020, 06:12
Не заливают электролит в гелевый аккумулятор, а заливают дистиллированную воду. Надо просто понимать, что заливают не так как в автомобильную батарею, а совсем немного. Шприцом можно капнуть.
29 мар 2020, 03:51
А вот с зарядкой до 12 вольт не знаю как быть. Здесь придётся постараться. Под них ЗУ надо хорошее искать. Автомобильное не подойдёт.
Есть модели для всего сразу. Там программы зарядки для каждого типа аккумулятора. Включил и попер.
- Пожаловаться на это сообщение
- Цитата
Сообщение Djvu » 02 апр 2020, 05:12
Я как-то залил в гелевый аккумулятор воды и он работал дальше. Поэтому проблем с этим не вижу никаких. Но у меня он не был разряжен. Просто стоял в жарком месте и пересох. Но тут более серьезная проблема в глубоком разряде. 7 вольт это глубокий разряд. Да ещё долго был без дела. Ему наверное и ничего не поможет.
- Пожаловаться на это сообщение
- Цитата
Сообщение Гость » 02 апр 2020, 05:19
А можно ли заливать гелевые аккумуляторы обычной кипяченой водой? Или надо только дистиллированной?
Евгений Л Осваиваюсь на форуме
Сообщения:35 Зарегистрирован:10 авг 2019, 17:02 Контактная информация:
Что заливается в гелевый аккумулятор
Отличия в технологиях AGM, EFB и гелевых аккумуляторов?
На сегодняшний день в продаже представлен широчайший ассортимент аккумуляторных батарей, и порой простому обывателю бывает сложно разобраться в них и сделать правильный выбор.
Технологии производства аккумуляторных батарей как все в нашем мире не стоят на месте и постоянно совершенствуются, на современном рынке АКБ все более широкую популярность приобретают аккумуляторы VRLA, изготовленные по технологиям AGM и GEL (гелевый). Для большинства пользователей они входят в одну группу – гелевые аккумуляторы, но это мы считаем не совсем верно, между этими технологиями есть разница, в которой попробуем разобраться в этой статье и выяснить что лучше гелевый или AGM аккумулятор. И так, в чем разница между AGM и GEL? В чем отличия технологий AGM и GEL (гелевая)? И какой аккумулятор выбрать и купить гелевый или AGM?
 |
 |
Аккумулятор AGM. Характеристики, плюсы, минусы, достоинства, недостатки.
Технология AGM аккумуляторов — Absorptive Glass Mat, в названии технологии заключается её смысл – абсорбирующие стекловолоконные пластины. В отличие от технологии гелевых АКБ, конструктив данных аккумуляторов подразумевает наличие между электродами сепаратора, пропитанного кислотным электролитом. Сепаратором служит стекловолокно, его структура имеет поры, они необходимы для рекомбинации газов при химической реакции. Аккумулятор состоит из свинцовых пластин с высокой степенью очистки свинца, между которыми и находится стекловолокно. Стекловолоконные пластины обеспечивают очень плотное прилегание к свинцовым. Всё это позволяет добиться большей ёмкости батареи и низкого внутреннего сопротивления, что увеличивает скорость заряда и разряда, а также позволяет выдавать батарее высокие токи.
Преимуществами этой технологии являются:
- Аккумуляторы AGM более герметичные, прочные и устойчивые к вибрациям;
- Данные батареи более безопасные, так как менее подвержены к вытеканию электролита, даже в наклонном состоянии и с поврежденным корпусом;
- Не нуждаются в обслуживании;
- Аккумуляторы AGM имеют большую отдачу тока, даже в разряженном состоянии и в мороз;
- Стойкие к резким перепадам температуры;
- Высокая стойкость к глубокому разряду;
- Аккумуляторные батареи AGM имеют большее количество циклов перезаряда, более 200 циклов, что обеспечивает долгий срок эксплуатации до 5-8 лет;
- Более длительное по сравнению с обычными АКБ хранение в заряженном состоянии;
- AGM аккумуляторы по стоимости дешевле гелевых.
К недостаткам этих батарей можно отнести следующее:
- Аккумуляторы AGM требуют более длительной и правильной зарядки, но имеют и более длительный цикл разряда;
- Критичен перезаряд батареи, поэтому требуют правильной зарядки, и в случае установки на авто обязательна правильная работа реле генератора, стабильные характеристики бортовой электросистемы без скачков, стабилизация напряжения;
- Для них недопустимы экстремально низкие температуры и заморозка АКБ;
- AGM более дорогие, чем обычные аккумуляторы, но опять же за счет своих достоинств;
В нашем ассортименте вы найдете несколько торговых марок гелевых AGM аккумуляторов:
На все аккумуляторные гелевые AGM батареи в нашем интернет-магазине даётся гарантия! Бесплатная доставка по Новосибирску! Отправка в регионы через ТК!
Области применения AGM батарей – это автомобили, мотоциклы, скутеры, лодки, системы электроснабжения и резервного питания.
Посмотрите видео о технологии AGM VARTA
Аккумулятор GEL (гелевый). Характеристики, плюсы, минусы, достоинства, недостатки.
Технология Gelled Electrolite – гелевые аккумуляторы. Давайте посмотрим поближе на производственный конструктив этих батареек. В основе данных АКБ специальное гелеобразное вещество – силикагель (с добавлением кремния), он и выступает в качестве электролита. Аккумулятор состоит из свинцовых пластин, между которыми находится электролит в гелеобразном, желеобразном состоянии. Когда гель заливается он затвердевает и образует очень плотную пористую структуру, которая занимает всё пространство и препятствует осыпанию свинцовых пластин их закорачиванию и выходу аккумулятора из строя.
Плюсы гелевой технологии это:
- Аккумуляторы GEL по сравнению с обычными более герметичные, прочные, более устойчивые к вибрациям, так как при их изготовлении применяются более качественные и дорогие материалы;
- Не требуют обслуживания;
- Эти батареи безопасные для человека и окружающей среды, нет вытекания электролита даже при повреждении корпуса, их можно использовать даже в перевернутом состоянии;
- Гелевые аккумуляторы имеют большую отдачу тока;
- Не боятся глубокой разрядки;
- АКБ гелевые имеют еще большее количество циклов перезаряда, более 550-600 циклов, и могут прослужить вам до 7-10 лет.
К минусам гелевых батарей можно отнести:
- Аккумуляторы GEL требуют более длительной и правильной зарядки;
- Критичны высокие токи и перезаряд батареи, ток не должен превышать 0,1 от номинальной ёмкости, а напряжение не более 14,2В – 14,3В, необходим выбор правильного ЗУ и контроль за работой генератора;
- Губительны экстремально низкие температуры и заморозка АКБ;
- Гелевые аккумуляторы значительно дороже обычных кислотных и AGM;
Основное применение гелевых батарей в системах автономного электроснабжения и резервного питания, а также например в солнечных электростанциях, ветрогенераторах.
Гелевые аккумуляторы и AGM аккумуляторы
Как видите, друзья, данные аккумуляторы похожи и в тоже время разные! Схожи они отсутствием жидкого электролита, и наличием пластин из чистого свинца, прочным герметичным корпусом. Но их основа касаемо части электролита всё же отличается – AGM стекловолоконные «маты» между свинцовыми пластинами, в них электролит. В гелевых – «матов нет», залит гель, пористая структура, которого и держит электролит.
Удачного вам выбора АКБ!