Аккумуляторы типа GEL и AGM. Сравнительная характеристика

• 
• 

Начнем с того, что аккумуляторная батарея - это химический источник тока, который способен неоднократно преобразовывать химическую энергию в электрическую и аккумулировать ее, запасать на длительное время. Проще говоря аккумулятор представляет собой - два электрода, в виде пластин, которые погружены в раствор серной кислоты, что имеет плотность 1,27-1,29 г/см3. При этом положительный электрод выполнен из двуокиси свинца (PbO2), а отрицательный из свинца (Pb). Когда между ними проходит ток происходит окислительно-восстановительные реакции.

Во время разряда происходит химическая реакция, в результате которой активная масса обоих электродов начинает изменять свой химический состав, при этом происходит преобразование из губчатого свинца и его двуокиси в сернокислый свинец (сульфат свинца - PbSO4), а плотность электролита начнет падать. В результате внутри батареи образуется направленное движение ионов и в цепи потечет электрический ток. А во время заряда аккумуляторной батареи в ней происходит обратный процесс, а именно: направление тока меняется на противоположное и активные массы восстанавливают свой первоначальный химический состав, а плотность электролита растет. Процесс этот, называемый циклом, может быть неоднократным.

На сегодняшний день существуют такие системы как системы бесперебойного электроснабжения. Такие системы разрешают в экстренных случаях без сбоев в работе обеспечивать электропитание до восстановления внешнего электроснабжения или подключения автономных источников электропитания. Эти системы собраны с применением особого оборудования - источников бесперебойного питания (ИБП), которые предназначены для питания от аккумуляторов.

Ниже мы рассмотрим, какие же существуют разновидности аккумуляторных батарей для питания таких источников:

• Автомобильные стартерные и малообслуживаемые АКБ (проверка уровня электролита проводится раз в год и доливается дистиллированная вода, при необходимости). Их рекомендуется устанавливать в нежилое хорошо проветриваемое помещение. Срок службы, при правильных  условиях эксплуатации 3 - 5 лет.
• Автомобильные стартерные и необслуживаемые герметичные АКБ. Такие батареи можно устанавливать в жилом помещении. Срок службы, при правильных условиях эксплуатации 3 – 6 лет.
• Малостационарные батареи типа AGM. Их можно устанавливать в жилом помещении. Срок службы, при правильных условиях эксплуатации до 12 лет.
• Малостационарные батареи типа GEL. Данный тип батарей можно устанавливать в жилом помещении. Срок службы, при правильных условиях эксплуатации 12 – 15 лет.

На сегодняшний день среди аккумуляторов, используемых для ИБП, наиболее широкое распространение получили герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы (VRLA), которые изготавливаются по двум технологиям. 

1. 1.Довольно распространенная технология на сегодня – это технология AGM (Absorptive Glass Mat). В батареях такого типа используют технологию пористого заполнителя-сепаратора из стекловолокна, который пропитан электролитом, таким образом, добиваясь его безжидкостного состояния. Такой сепаратор представляет собой систему, в порах которой, при помощи капиллярной силы, удерживается электролит. При этом количество электролита дозируется, таким образом, чтобы мелкие поры были заполнены, а крупные оставались свободными для свободной циркуляции газов. Вследствие чего, AGM батареи не требуют обслуживания в течение всего срока эксплуатации.
2. 2.Не менее популярная среди аккумуляторных батарей АКБ такого типа как GEL (Gelled Electrolite). В таких батареях применяется технология, при которой электролит преобразуют в гелевое состояние путём добавления 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.

Достоинства гелевых аккумуляторных батарей.

Тип AGM:

• Данный тип батареи полностью герметичен и имеет в своей конструкции клапанную регулировку, предотвращает утечку кислоты и коррозию клемм.
• Более безопасная работа: при правильной зарядке батарей исключается возможность выделения газов и опасность взрыва.
• Герметичность аккумулятора позволяет устанавливать его почти в любом положении (тем не менее установка вверх дном не рекомендуется).
• Меньшее электрическое сопротивление дает более высокие нормы разряда.
• Уверенная работа при низких температурах ( ниже -30*С ).
• Время зарядки аккумулятора сокращается в 7 раз по сравнению с обычной свинцово-кислотной батареей.
• Повышенная виброустойчивость увеличивает срок службы.

Тип GEL:

• Гелевый электролит, из-за своей консистенции гарантировано не вытечет. Благодаря гелеобразности электролита батареи становятся более безопасными и устойчивыми к сильной вибрации. Данный тип обеспечивает возможность установки аккумулятора на боковую поверхность и даже "вверх дном".
• Гелеобразный электролит лишен недостатков  кислотных. У него не происходит разложения кислоты, а следовательно и не происходит сульфатации катодных пластин и коррозии анодных пластин.
• Аккумулятор максимально эффективен даже в нештатных режимах работы, что позволяет эксплуатировать его в жарких погодных условиях, при температуре до +50°C, или в низкотемпературных режимах, например до -35°C и ниже.
• Не так боится глубокого разряда (но кратковременного). Гелевый электролит находится в «связанном» состоянии, поэтому разряд аккумулятора не сопровождается его выпариванием, коррозией решетки и осыпанием активной массы положительного электрода.
• В таком аккумуляторе используется активный материал, увеличивающий ёмкость аккумулятора. В то время, как потенциал обычных батарей значительно снижается в процессе эксплуатации, ёмкость гелевого аккумулятора сохраняется на более стабильном уровне, обеспечивая при этом более длительный срок службы. Этот эффект появляется после длительной эксплуатации. В сравнении с обычными аккумуляторами, срок службы гелевых аккумуляторов как минимум, в два раза больше.
• Возможность использовать рядом с чувствительным электронным оборудованием.
• Отсутствие газовыделения добавляет еще один плюс в пользу гелевого аккумулятора. Это уменьшает потерю массы электролита (сохраняется его плотность), увеличивает производительность аккумулятора. АКБ хорошо переносит буферное использование, что увеличивает срок его хранения.
• Стабильная работа во влажной окружающей среде.
• Оптимальная стоимость в соотношении «цена/количество месяцев эксплуатации», а также в соотношении «цена/количество циклов».

 

Недостатки гелевых аккумуляторных батарей.

Тип AGM:

• Чувствительны к резким перепадам температурного режима окружающей среды.
• AGM-аккумуляторы боятся перезаряда. Это их слабое место. При перезаряде их срок службы стремительно сокращается. Причиной этого является существенно меньшее количество электролита в АКБ.

 

Тип GEL:

• Данный тип АКБ не переносит превышения напряжения при заряде. Если напряжение во время зарядки будет превышено, гелий начнет выделять газ, что является необратимым процессом, и объем батареи будет понижаться. Также может начаться процесс отслоения гелия от пластин, аккумулятор не только прекратит подавать ток, но и может стать взрывоопасным, из-за повышенного накопления газа в замкнутом пространстве.
• Гелевые аккумуляторы имеют немного худшие нагрузочные характеристики в сравнении с обычными аккумуляторами: в них сложнее уменьшить большие токи за счет более высокого внутреннего сопротивления.
• Чувствительны к температурному режиму окружающей среды.

 

 Области применения гелевых батарей:

Тип AGM:

• Запуск стационарных двигателей;
• Источники бесперебойного питания;
• Медицина;
• Телекоммуникации;
• Распределительные устройства;
• Фотоэлектрическое оборудование;
• Солнечные элементы;
• Ветровые элементы;
• Системы управления;
• Станции сотовой радиосвязи;
• Установки катодной защиты;
• Навигационное оборудование;
• Судовое оборудование;
• Электроэнергетика.

Тип GEL:

• Системы энергоснабжения в циклических/буферных режимах;
• Бытовое потребление электроэнергии;
• Телекоммуникации;
• Системы искусственного охлаждения;
• Фотоэлектрическое оборудование;
• Солнечные элементы;
• Ветровые элементы;
• Инвалидные коляски;
• Электромобили;
• Поломоечные машины;
• Водяные насосы;
• Портативное медицинское оборудование;
• Системы катодной защиты;
• Лодки;
• Морские системы общего назначения;
• Навигационные системы;
• Автосигнализация.