Как отличить гелевый аккумулятор от кислотного

Какая разница между AGM, гелевой и обычной жидкокислотной батареей?

Многие путают и называют аккумуляторы с абсорбированным электролитом гелевыми. Но это не так, просто две разные технологии производства аккумуляторов, решали одни и те же задачи, но нашли разное применение в технике.

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи со времени их изобретения и до сих пор остаются самыми надежными, долговечными и не требующими больших эксплуатационных затрат химическими источниками тока в автомобилях. В настоящее время производятся и активно эксплуатируются аккумуляторные батареи трех типов.

1. Батареи первого поколения — батареи с жидким электролитом.
Активной массой положительного электрода обычной автомобильной батареи служит двуокись свинца, отрицательного — чистый свинец, а электролитом — водный раствор серной кислоты. При разряде батареи активные массы пластин вступают в химическую реакцию с электролитом, вырабатывая электрический ток. При этом они преобразуются в сульфат свинца, а в электролит выделяется вода. При заряде происходит обратный процесс.

Для повышения твердости и коррозионной стойкости электродов свинцовые решетки, удерживающие активную массу, сначала легировали добавками сурьмы и мышьяка. Но сурьма способствует повышенному расходу воды и снижению ЭДС аккумуляторной батареи в процессе эксплуатации. Такое неудобство, как необходимость обслуживания классических батарей, заставила производителей искать способы упрощения эксплуатации. Сначала было снижено содержание сурьмы в пластинах, затем из отрицательных пластин сурьму вытеснил кальций. Гибридные АКБ продолжали требовать долива воды, но уже гораздо реже. Применение кальция в положительных пластинах привело к появлению батарей, теоретически не требующих долива на протяжении всего срока эксплуатации. Однако, кальциевые батареи имеют другой недостаток: они плохо переносят глубокие разряды. Чтобы повысить устойчивость АКБ к глубоким разрядам, в свинцово-кальциевый сплав положительных пластин стали добавлять серебро (Ag). Так возникли самые распространенные на сегодняшний день необслуживаемые автомобильные АКБ.

2. Батареями второго поколения стали герметизированные гелевые батареи (Gelled Electrolite).
В таких батареях кислотный электролит находится в гелеобразном состоянии благодаря добавлению в него соединений кремния. Гелевый электролит позволяет добиться полной герметичности батареи, так как все газовыделение происходит внутри сильно развитой системы пор в массе геля. Это решает проблему необслуживаемости АКБ.

Однако аккумуляторы с загущенным электролитом имеют несколько худшие нагрузочные характеристики по сравнению с классическими АКБ: большие токи с них снять сложнее из-за более высокого внутреннего сопротивления. Батареи с жидким электролитом лучше работают при высоких токах нагрузки при коротких режимах. Кроме того, гелевые батареи критичны к температуре окружающей среды и стабильности зарядного напряжения. Для их подзаряда нужно использовать зарядные устройства, обеспечивающие нестабильность напряжения заряда не хуже +/- 1% для предотвращения обильного газовыделения.

Батареи типа GEL наиболее устойчивы к глубоким разрядам и не нуждаются в обслуживании в течение всего срока службы при нормальных условиях эксплуатации. Но при их нарушении происходит быстрое старение батареи.

В качестве автомобильных аккумуляторов большого распространения гелевые батареи не получили по причине очень высоких требований к бортовому электрооборудованию и из-за резкого падения пускового тока на холоде. Но широко применяются в качестве резервных источников питания в сфере телекоммуникаций.

3. Батареи третьего поколения — это герметизированные батареи с абсорбированным сепараторами электролитом. Технология называется AGM (Absorptive Glass Mat).
AGM-технология вновь вернулась к жидкой кислоте, но теперь электролит удерживается в порах сепаратора из ультратонких стеклянных волокон, размещенных между электродами. Такой сепаратор представляет собой пористую систему, в которой каппилярные силы удерживают электролит. При этом количество электролита дозируется так, чтобы мелкие поры были заполнены, а крупные оставались свободными для свободной циркуляции газов. Принцип рециркуляции такой же, как у гелевых АКБ: блуждая по порам сепаратора, газы успевают «вернуться» в электролит, не покидая корпус аккумулятора. Таким образом, AGM батареи также не требуют обслуживания в течение всего срока эксплуатации.

Конструкция AGM батарей позволяет не только герметизировать корпус, но и сохранить работоспособность батареи даже в случае повреждений наружной оболочки. Они нечувствительны к колебаниям температуры, долговечны и виброустойчивы.

Но главное преимущество таких батарей — в стойкости к глубоким разрядам. Происходит это за счет повышенной плотности сборки блока пластин и удержания активной массы. Электролит «связан», и разряд аккумулятора не сопровождается его выпариванием с последующим окислением пластин, как это случается с традиционными АКБ.

Но, как и гелевые, AGM батареи чувствительны к превышению зарядного напряжения, только причиной здесь является существенно меньшее количество электролита в них. Поэтому единственным условием для длительной эксплуатации такого рода аккумуляторов в автомобиле является правильный выбор зарядного устройства и контроль за работой генератора.

В последнее время автолюбители часто задаются вопросом, чем хороши гелевые аккумуляторы и насколько будет оправданным именно такое приобретение для автомобиля. Благодаря активным рекламным кампаниям со стороны производителей этой разовидности АКБ, многие считают их самыми лучшими и желают купить, невзирая на их довольно высокую стоимость. Также начинающие водители интересуются тем, какой аккумулятор лучше, гелевый или кислотный. Поэтому лучше всего будет подробно рассказать о характеристиках гелевых аккумуляторов именно в их сравнении со свинцово-кислотными АКБ.

Читать также:  Красивые фото возле машины

Вспоминаем кислотные аккумуляторы

Для начала не помешает вкратце вспомнить о том, как устроена свинцово-кислотная батарея. Внутри нее находится пакет пластин, имеющих минусовой и плюсовой полюса, а между пластинами — пластиковая проложка, не дающая им замыкаться друг с другом. Итого — 6 стандартных «банок» и 6 пакетов пластин, залитые жидким электролитом.

Электролит имеет следующий состав: 35% серной кислоты и 65% дистиллированной воды. Именно электролит, взаимодействуя со свинцовыми пластинами, позволяет накапливать заряд. Вода поглощается, плотность кислоты растет.. Таким образом происходит накопление заряда внутри кислотных АКБ с выходным напряжением 12 вольт.

Когда происходит разряд такой батареи, серная кислота оседает на свинцовых пластинах, и в аккумуляторе становится больше воды. Если она относится к категории обслуживаемых, в нее можно залить свежий электролит для восстановления рабочих характеристик.

Плюсы и минусы кислотной аккумуляторной батареи

Плюсы:

  • Умеренная цена , до 5000 рублей.
  • Срок службы 5-6 лет (при условии хороших показателей емкости).
  • Среди свинцово-кислотных АКБ есть более усовершенствованные, необслуживаемые варианты , где пробок сверху нет, а электролит «запечатан» внутри. Он испаряется, так как внутри есть вода, но выйти из банки не может, конденсируясь вниз.
  • У стойчивы к средним перезарядам . Его можно заряжать от 14,4 до 16 В, и он выдержит, несмотря на высокую нагрузку. Главное — не давать ему высокий ампераж при таком напряжении.

Минусов у них, все-таки, больше:

  • Если батареи обслуживаемые, нужно постоянно следить за тем, какой уровень и плотность имеет электролит . Без постоянного контроля «кислотник» быстро выйдет из строя, и восстановление аккумулятора станет невозможным.
  • Может замерзнуть в холодных условиях . Например, если разряжен в ноль, и ударили морозы 20-30°С.
  • При перезарядке он может взорваться . Если электролит сильно кипит, достаточно только одной искры для того, чтобы произошел взрыв с выделением летучего водородного газа.
  • Пластины могут осыпаться, и емкость сразу падает . В этом случае «реанимировать» батарею также будет невозможно.
  • Недопускается переворачивать АКБ вверх ногами и набок ( пластины оголятся и перегреются, а электролит может вытечь). Хранить и эксплуатировать — только в вертикальном положении.
  • Нельзя использовать в салоне автомашины из-за того, что выделяется сероводородный газ, ядовитый и опасный для здоровья.

Гелевые аккумуляторные батареи с выходным напряжением 12 В имеют бесспорные преимущества перед свинцово-кислотными. Особенно в плане безопасности. Рассмотрим вначале их главные особенности и химическую структуру.

Как устроен гелевый аккумулятор

Устройство гелевого аккумулятора значительно отличается от устройства его кислотного предшественника. Главное отличие — вместо жидкости внутри находится плотная структура в виде геля. Такая структура обеспечивается тем, что в электролит добавляется оксид кремния.

Гель выполняет и роль сепаратора (разделителя) между пластинами во избежание короткого замыкания между ними. Он плотно «держит» электролит и пластины, как бы запечатывая их внутри себя. Все это выглядит для покупателя очень заманчиво. Но перед тем, как приобретать гелевый аккумулятор для авто, плюсы и минусы такого варианта также не помешает рассмотреть более подробно.

Достоинства и недостатки гелевых батарей

Плюсы:

  • Гелевые АКБ заряжаются быстрее кислотных , потому что их пластины сделаны из очищенного свинца, имеющего низкое сопротивление.
  • На вопрос о том, как обслуживать гелевый аккумулятор , можно смело ответить, что никакого дополнительного обслуживания он не требует , потому что относится к категории необслуживаемых.
  • Заряд и разряд у него будет выше, а следовательно, будут сильнее и пусковые токи, до 1000 А . У «кислотника» их максимальный уровень составляет 300-400А.
  • Отсутствие жидкого электролита и опасных для жизни и здоровья испарений — огромное преимущество: гелевые АКБ можно класть набок и даже переворачивать «вверх ногами».
  • Гелевый аккумуляторустойчив к глубоким разрядам вследствие запечатанных пластин — пластины, находящиеся в глубоко запечатанном состоянии, не осыпаются.
  • Можнодержать его в режиме ожидания год или даже два года . Жидкости внутри нет, поэтому никаких «сверх-химических» реакций не происходит. Рекомендуется подзаряжать его раз в год при отсутствии эксплуатации.
  • Такая АКБ долговечнее свинцово-кислотной, может служить от 8 до 15 лет .

Однако, несмотря на все преимущества, минусы у таких аккумуляторов тоже есть:

  • Высокая стоимость . Гелевые АКБ емкостью 60 Ач стоят от 20 000 рублей за одну штуку. Это в четыре раза дороже, чем любой «кислотник».
  • Они боятся высокого напряжения . Им необходимо заряжаться токами не больше 14,4-15 вольт. Если заряжать током 15,3 В, то очень быстро начнется процесс разрушения аккумулятора. Гель при напряжении выше 15 вольт начинает таять и становится жидким, а в прежнее состояние его вернуть невозможно.
  • При температурах ниже -50°С гель превращается в кристалл, замерзает, становится ломким и не держит электролит внутри . Емкость падает, и «оживить» батарею невозможно.
  • Если планируется установка в автомобиль гелевой АКБ, необходимо будет приобрести две дополнительные защитные клеммы с реле-регулятором — для того, чтобы эта система «страховала» батарею от опасных для нее уровней напряжения. Если докупать две клеммы, стоить они будут около 3000 рублей.

Последний пункт из разряда «минусов» нуждается в дополнительном разъяснении. Будет полезно узнать и учесть определенные особенности устройства отечественных автомобилей. Точнее, слабость конструкции их реле-регуляторов, которые могут выйти из строя в любое время. Если это произойдет, и системы контроля напряжения не будет, гелевая АКБ безвозвратно потеряет свою пригодность к работе. Для этого и нужны защитные клеммы с дополнительным реле-регулятором, который возьмет на себя функции «местного» реле в случае, если его исправность будет нарушена.

Читать также:  Масло рольф 5w40 синтетика характеристики

«Кислотник» или «гель»?

Ответ на данный вопрос кроется, большей частью, в финансовых возможностях и личных предпочтениях покупателя. Взвесив свои финансы, можно понять, что будет являться наиболее предпочтительным. С одной стороны, не стоит бояться обслуживаемых вариантов аккумуляторов. Современные кислотные батареи бывают и частично обслуживаемыми: просто заправьте их раз в год дополнительной порцией электролита, либо дистиллированной воды.

Однако для того, чтобы определить плотность жидкости внутри АКБ, нужен определенный опыт, знания и навыки. К тому же, необходимость даже такого контроля на современном этапе приемлют не все водители.

Если потребителя не смущает высокая стоимость гелевой батареи, можно приобрести ее и спокойно ездить. Но важно не забыть о дополнительном реле-регуляторе, без которого такой аккумулятор устанавливать нельзя. Особенно, если речь идет об автомобилях отечественного производства.

Проверяем батарею при покупке

Нагрузочной вилкой

Итак, если решение о приобретении гелевой АКБ принято окончательно, следует знать о том, как проверить гелевый аккумулятор непосредственно перед его приобретением в магазине. Речь идет об обязательной проверке с помощью нагрузочной вилки, которую должен уметь проводить любой продавец. Не стоит покупать АКБ без надлежащей проверки ее работоспособности.

При проверке аккумулятора нагрузочной вилкой она «забирает» у него часть тока. Во время процесса такого тестирования важно помнить о том, что в течение 30 секунд по евростандарту (либо 10-15 секунд по российскому ГОСТ) напряжение в батарее не должно упасть ниже 9 вольт . После этого оно должно быстро восстановиться до исходного уровня 12,6-12,7 В . Если тестирование пройдено успешно, напряжение во время подключения вилки не падает ниже, а после — быстро восстанавливается.

В случае, если U «проседает» до 8 В и ниже, а потом восстановления не происходит, такую батарею покупать не рекомендуется. Это означает то, что она, скорее всего, долго пролежала на складе без использования, и уровень ее емкости значительно упал.

Цифровым вольтметром

В процессе эксплуатации гелевой батареи важно проведение самостоятельной диагностики уровня ее напряжения — для того, чтобы не пропустить того момента, когда она будет нуждаться в том, чтобы зарядиться:

  • откройте съемную крышку батареи ;
  • осторожно проведите отсоединение вначале минусового, а затем плюсового ее полюсов ;
  • подведите цифровой тестер (вольтметр) к аккумулятору, соблюдая полярность ;
  • включите тестер и внимательно смотрите на табло ;
  • ориентируйтесь на следующие показания — если напряжение составляет от 12,8 до 12,9 вольт , батарея в норме ; если U 12,6 В — это значит, что з аряд батареи составляет 70-75% , что не является критичным; в случае, если напряжение 12,3 В и нижебатарея разряжена на 50% , и ей скоро потребуется зарядка.

Зарядка гелевого аккумулятора

Для того, чтобы гелевая АКБ заряжалась правильно и безопасно, лучше не применять никаких домашних методик и не экономить на хорошем и надежном зарядном устройстве. Как уже говорилось, такие батареи очень требовательны по отношению к току заряда. Рекомендуемый ток заряда составляет 10% от номинальной емкости батареи. Чтобы обеспечивать именно такое условие на протяжении всего цикла заряда, необходимо приобрести блок питания или зарядное устройство с регулируемыми показателями напряжения и тока . Скачки этих параметров при зарядке недопустимы.

Чтобы зарядить гелевый аккумулятор, нужно:

  • включить зарядное устройство в сеть ;
  • выставить параметры напряжения, указанные на корпусе АКБ (в среднем, 14 В с небольшим);
  • обязательно убавить ток « в ноль» ;
  • подключить батарею к зарядному устройству, соблюдая полярность — «минус» к «минусу», а «плюс» к «плюсу»;
  • постепенно увеличивать ток (он должен быть не больше 10% от емкости АКБ);
  • важно: по мере приближения зарядки к ее окончанию, напряжение будет расти, а ток падать — это значит, что батарея заряжается правильно;
  • в конце зарядки показатель тока может составлять мизерные 100 мА .

Если ваши финансовые возможности позволяют приобрести гелевый аккумулятор, при соблюдении определенных правил его экплуатации он оправдает свою стоимость и даже приобретение дополнительного реле. Важно знать специфику батарей такого типа и не относиться к ним слишком беспечно, несмотря на «необслуживаемость», наличие которой не отменяет бережного и внимательного отношения к АКБ любого типа.

Впервые озадачившись выбором аккумулятора для ИБП, наши клиенты сталкиваются с тем, что в классификацию даже такой простой вещи производители смогли внести существенную путаницу.

В связи с этим возникает множество вопросов, к примеру:

  • Какая батарея лучше: свинцово-кислотная или гелевая?
  • Чем мультигелевый аккумулятор отличается от гелевого?
  • Что такое AGM VRLA?

Для удобства поиска в нашем интернет-магазине мы обозначаем аккумуляторы так, как их маркирует производитель — чтобы вы могли легко найти нужную модель. Но если вы пока не определились с конкретной моделью и просто пытаетесь понять: какую аккумуляторную батарею для ИБП лучше приобрести, то вам поможет эта статья.

Виды аккумуляторов для ИБП и термины

Прежде всего нужно запомнить, что ВСЕ аккумуляторы, выпускаемые на данный момент промышленностью для ИБП являются свинцово-кислотными. Еще одни "пугающие" аббревиатуры — VRLA и SLA — обе относятся к аккумуляторам, которые применяются в источниках бесперебойного питания. Также такие батареи называются необслуживаемыми и герметизированными.

VRLA расшифровывается как Valve Regulated Lead Acid, в вольном переводе это означает Регулируемые клапаном свинцово-кислотные.

SLA означает Sealed Lead Acid, т. е закрытые (герметизированные) свинцово-кислотные.

Необслуживаемые — означает, что в АКБ этого вида не требуется следить за уровнем электролита и доливать воду, как, например, в автомобильных.

Читать также:  Масло g drive 5w40

Обозначение герметизированные (герметичные) говорит о том, что из батареи этого типа не прольется электролит, даже если она опрокинется набок или будет испытывать тряску. Также герметичность позволяет эксплуатировать их в жилых помещениях: горючие пары, выделяющиеся в процессе работы аккумулятора, остаются "запертыми" внутри, и только при нарушениях условий работы может открыться аварийный клапан.

И все эти определения — не разные типы аккумуляторов, а один и тот же: VRLA / SLA необслуживаемые герметизированные (герметичные). Именно этот тип получил наиболее распространение в источниках бесперебойного питания. В других системах могут использоваться стартерные обслуживаемые и стартерные необслуживаемые, но о них мы сегодня говорить не будем.

Гелевые и AGM

Для того, чтобы достичь герметичности и устранить необходимость в обслуживании аккумуляторов для ИБП производители применяют две различные технологии: GEL (Gelled Electrolite) и AGM (Absorptive Glass Mat). Обе технологии обеспечивают рекомбинацию газов для сохранения объема электролита и его "связывание" во избежание выплескивания.

В гелевых аккумуляторах жидкий электролит доведен до желеобразной, вязкой консистенции путем добавления в него соединений кремния. В результате электролит не выплескивается при тряске, и не вытекает при незначительных повреждениях корпуса. Эта технология появилась первой, именно поэтому многие по старинке все герметичные необслуживаемые аккумуляторы называют гелевыми.

Распространено также бытовое название "гелИевые аккумуляторы", что в корне не верно. Газ гелий не имеет никакого отношения к аккумуляторным батареям.

Благодаря вязкому состоянию в гелевых АКБ происходит рекомбинация газов:

  • В результате химической реакции вода в батарее распадается на водород и кислород.
  • Ионы водорода и кислорода остаются в замкнутом пространстве батареи и, перемещаясь по микропорам и трещинам в геле, соединяются и снова образуют воду.
  • Вода впитывается гелем, восстанавливается первоначальный объем электролита.

В итоге мы имеем батарею, в которую не нужно доливать воду, поскольку она практически не испаряется. Кроме того, не происходит газовыделение, поэтому АКБ может использоваться в жилых помещениях.

В AGM-аккумуляторах пространство между пластинами заполнено стекловолокнистыми матами, которые впитывают в себя электролит.

На фото — вскрытый AGM-аккумулятор, в котором можно рассмотреть те самые "Glass Mat" — стекловолоконные маты.

Благодаря этому достигаются практически те же цели, что и в гелевых: электролит не выплескивается и в порах наполнителя происходит рекомбинация газов, т. е. перед нами такая же необслуживаемая герметичная батарея, как и гелевая. Разве что при повреждении корпуса электролит, скорее всего, вытечет и повредит расположенное рядом оборудование. Именно поэтому в дорогих телекоммуникационных системах часто предпочитают использовать АКБ типа GEL VRLA.

Технология AGM — более новая, чем GEL.

Обратите внимание, что:

  • И GEL, и AGM батареи являются свинцово-кислотными.
  • Это две разные технологии.

А как же мультигелевые?

Мультигелевые аккумуляторы, по сути не являются отдельным типом источников питания. Чаще всего производители и торговые точки используют это название для AGM батарей.

Например, на фото ниже — аккумулятор Luxeon LX12120MG 12Ah (обратная сторона). В очень многих интернет-магазинах он продается под маркой "мультигелевый", о чем свидетельствует и маркировка "MG" в наименовании, однако производитель на самой батарее указывает что это: "Технологія: AGM, необслуговуєма батарея" (укр.) (Технология AGM, необслуживаемая батарея).

А учитывая что цена на мультигелевые аккумуляторы всегда ниже чем на гелевые, и это при том, что гелевая технология довольно дорогая — в подавляющем большинстве случаев мы имеем дело именно с AGM.

Отличия гелевых и AGM аккумуляторов

Показатель Гелевые AGM
Циклический ресурс В 2-3 раза выше, чем в AGM (около 600 циклов) за счет вязкого электролита. Пластины остаются покрытыми им во время глубокого разряда, поэтому меньше подвержены коррозии. Около 300 циклов заряд-разряд.
Заряд Очень требовательны к точности заряда, его превышение может привести к вспучиванию батареи. Не так критичны к заряду, хотя превышение напряжения при заряде также может привести к кипению и вздутию батареи.
Саморазряд Величина саморазряда небольшая, поэтому подходят для применения там, где разряд происходит малыми токами в течение долгого периода Саморазряд интенсивнее, чем у гелевых.
Перегрев Перегрев может вызвать взрыв батареи. Перегрев не так критичен, но тоже опасен.
Глубокий разряд Хорошо выдерживают глубокий разряд. Желательна эксплуатация при глубине разряда не более 30%.
Пусковой и максимальный ток Неспособны дать большие токовые величины, особенно стартовые, из-за высокого внутреннего сопротивления. Пусковые токи больше.
Короткие замыкания Очень чувствительна к коротким замыканиям. Менее чувствительна.
Эксплуатация В любом положении, кроме "вверх дном" , мелкие повреждения корпуса не вызывают утечку электролита, за счет вязкости последнего. В любом положении, кроме "вверх дном".

Или коротко, в картинке:

Итак, в общем гелевые аккумуляторы прослужат дольше, чем AGM, в системах:

  • где чаще происходит цикл разряд-заряд,
  • где чаще допускается глубокий разряд,
  • где до разряда проходит долгое время,
  • где может быть критичным пролив электролита во время случайного повреждения корпуса.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.