Где используют гелевые аккумуляторы

Гелевый аккумулятор – это свинцово-кислотный источник питания, в котором электролит между пластинами находится в абсорбированном, гелевом состоянии.

Свинцово-кислотные аккумуляторы получили довольно широкое распространение как в качестве тяговых батарей (например для питания электропогрузчиков), так и в качестве стартерных батарей автомобилей. В системах бесперебойного и резервного электропитания домов и предприятий также применяются свинцово-кислотные аккумуляторы.

Системы автономного электроснабжения домов зачастую содержат аккумуляторную батарею большой емкости, или сборку на несколько сотен ампер-часов, призванную обеспечить длительное энергоснабжение жилища.

Заряжаться такая батарея может от различных альтернативных источников электричества, таких как блок солнечных панелей, ветряной генератор и другие, а разряд батареи происходит традиционно через мощный инвертор, от которого потребители снабжаются уже переменным током промышленной частоты и стандартного сетевого напряжения.

Традиционные источники бесперебойного питания компьютеров также включают в себя герметичный свинцово-кислотный аккумулятор на несколько ампер-часов.

Первые свинцово-кислотные аккумуляторы в качестве электролита использовали исключительно водный раствор серной кислоты, приготовленный на дистиллированной воде, чтобы соли кальция и магния, присутствующие обычно в воде, не мешали процессу работы аккумулятора. Такой аккумулятор был изготовлен следующим образом.

В электролит погружаются свинцовые решетки, в которые запрессованы диоксид свинца (на аноде, положительном электроде) и металлический свинец (на катоде, отрицательном электроде) в виде порошка.

Между пластинами помещается пористый сепаратор, изготовленный из порошка поливинилхлорида (Мипласт), микропористого эбонита (вулканизированная смесь каучука с силикагелем и серой — Мипор), или полиэтилена, функция которого предотвратить замыкание электродов между собой.

Если шесть таких ячеек, соединить в последовательную цепь, получится аккумуляторная батарея на 12 вольт, соответственно, большее количество ячеек дадут большее напряжение.

Стартерные аккумуляторы с жидким электролитом, повсюду применяются в автомобилях, но особенность этих аккумуляторов такова, что при протекании большого тока в течение длительного времени, их жидкий электролит может легко закипеть. Именно поэтому в таких аккумуляторах предусмотрена возможность доливать электролит.

Их пористые пластины большой площади позволяют кратковременно получать ток силой в 200-300 Ампер для питания стартера. Однако для длительной работы в системах альтернативного электроснабжения и в источниках бесперебойного питания такие аккумуляторы малопригодны.

В начале 1970-х годов инженеры американской компании Gates Rubber Company разработали новый тип герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов на основе абсорбированного электролита.

Технология получила название AGM (Absorbent Glass Mat). С качестве заполнителя батарейных отсеков было впервые применено стекловолокно, пропитанное электролитом. Позже электролит стали сгущать, добавляя силикагель (смесь на основе растворов кремниевых кислот), это создало дополнительные поры, в которых теперь еще лучше удерживался электролит, и позволило полностью заполнить пространство между пластинами. Новый тип аккумуляторов получил широкую популярность как «гелевый аккумулятор», поскольку заполнитель имел консистенцию геля.

Такое решение позволило получить ряд важных преимуществ перед аккумуляторами с жидким электролитом. Во-первых, пропала необходимость в обслуживании нового типа аккумуляторов, поскольку газ наружу не выделяется, он абсорбируется в порах, и ничего не кипит, электролит не меняет свою плотность ни при зарядке, ни при разрядке. Пластины уже не осыпятся.

Гелевый аккумулятор может работать в совершенно любом положении, даже в перевернутом, ничего не выльется и не нарушится. Клапанная регулировка не дает утечь кислоте, и исключает коррозию клемм. Работоспособность гелевого аккумулятора не подводит даже при температурах до минус 30 градусов Цельсия.

Срок службы до 10 лет, а также устойчивость к глубокому разряду – вот те качества, которые делают гелевый аккумулятор перспективным инструментом эффективного электроснабжения на базе устройств альтернативной энергетики.

Особенности конструкции делают батарею на основе геля менее подверженной сульфатации, чем обычная AGM-батарея, и потому гелевые батареи могут без ущерба для емкости оставаться в полностью разряженном состоянии по несколько дней. Гелевая батарея способна выдержать в среднем на 50% больше циклов разряда, чем обычная AGM-батарея.

Один из известных производителей таких аккумуляторов заявляет, что их гелевые батареи способны перенести 350 циклов разряда с глубиной 100%, до 550 — с глубиной 50% и до 1200 — с глубиной 30%. Это превосходные результаты, сводящие эксплуатационные расходы к минимуму, касается ли это автономной системы электроснабжения или источника бесперебойного питания.

Все больше, в некоторых западных странах, набирают популярность гелевые аккумуляторы со спиральными пластинами, которые могут быть значительно большей площади, чем в вариантах компактных корпусов.

За счет большой площади взаимодействия пластин, токи в таких аккумуляторах могут быть чрезвычайно высокими. В некоторых аккумуляторах этот показатель достигает 800 А и даже выше. Единственным серьезным недостатком всех современных гелевых аккумуляторов остается высокая цена.

Ранее ЭлектроВести писали, что норвежская рыбоводческая компания Kvarøy использует крупномасштабную систему хранения электроэнергии немецкого производителя аккумуляторов Tesvolt на своей лососевой ферме у острова Сельсёйвер в Норвежском море.

По материалам: electrik.info.

Гелевые аккумуляторы. Преимущества и недостатки

Где применяются гелевые аккумуляторы

Гелевые аккумуляторы широко используются в различных приборах благодаря ряду существенных преимуществ по сравнению с другими видами батарей. Гелевые аккумуляторы используются:

• в городском транспорте;
• на железной дороге;
• в противопожарных и охранных системах;
• в компьютерном оборудовании;
• в системах отопления и водоснабжения.

Основное отличие гелевых аккумуляторов

В обычных  аккумуляторах используется жидкий электролит. В состав гелевых аккумуляторов входит гель из жидкого электролита со специальным стабилизатором.  

Гелевые аккумуляторы имеют ряд преимуществ и ряд недостатков по сравнению с обычными АКБ.

Плюсы гелевых аккумуляторов:

• не требует постоянного обслуживания;
• могут работать в любом положении;
• остаются работоспособными при повреждении корпуса;
• имеют большой срок эксплуатации;
• имеют высокий пусковой ток.

Минусы гелевых аккумуляторов:

• боятся сильного перезаряда,
• плохо работают при низких температурах;
• имеют более высокую стоимость;
• требует специальных устройств для контроля процесса заряда.

Типы гелевых аккумуляторов

Гелевые аккумуляторы производятся по двум технологиям: GEL и AGM

Аккумуляторы GEL могут работать до 10 лет и более. Они гарантированно выдерживает до 1000 циклов разрядки — зарядки. Гелевые АКБ не боятся глубокого разряда  и не требует подзарядки сразу после израсходования  энергии.

Аккумуляторы GEL имеют хорошую рекомбинацию газов в процессе работы, но малая часть газов выходит в окружающую среду. Конструктивно для получения геля  в электролитическую массу вводится двуокись кремния, которая способствует ее «загустению».

Аккумуляторы AGM имеют практически полную рекомбинацию газов в процессе работы. В ходе осуществления химической реакций выделяемые газы (водород, кислород) практически не выделяются во внешнюю среду, а остаются  в порах стекловолокна. А в процессе зарядки аккумулятора они возвращаются в электролит.  Аккумуляторы AGM могут осуществлять  до 500 циклов полной зарядки и разрядки. Конструктивно для удержания электролита в таких АКБ используются специальные впитывающие маты.

Все гелевые аккумуляторы имеют ряд особенностей при использовании, о которых необходимо знать для эффективной эксплуатации и длительной службы технических устройств.

Пять важных свойств гелевых аккумуляторов

Контроль уровня заряда геоевых АКБ

Иногда потребители считают, что закипают только обычные батареи. Однако такое происходит и с гелевыми аккумуляторами, только выглядит это по-другому. Гель, в отличие от жидкости, кипит почти без образования газа. При использовании приборов с гелевыми аккумуляторами необходимо следить, чтобы нагрузка на АКБ не превышала допустимую. В противном случае может запуститься процесс кипения. Кипение происходит в несколько этапов:

• на металлических пластинах появляются пузырьки газа;
• пузырьки группируются, не поднимаясь на поверхность, при этом давление внутри гелевого аккумулятора увеличивается;
• когда давление достигает критической отметки, срабатывает защитный механизм, открывается клапан, и газ с хлопком вырывается на поверхность.

Если гелевый АКБ не снабжен защитным клапаном для выхода лишнего газа, устройство может взорваться. Поэтому требуется контролировать уровень и режим заряда.

Контроль процесса заряда гелевых АКБ

Гелевые аккумуляторы имеют повышенную чувствительность к нарушению режимов заряда. Гелевые АКБ могут быстро приходить в негодность при частом превышении силы тока или напряжения заряда. Для предотвращения быстрого износа гелевого ФКБ рекомендуется применять  зарядные устройства, которые спроектированы с учетом особенностей батарей такого вида. Существуют специальные приборы, такие как SKAT-UTTV. Этот прибор применяется для многоступенчатого заряда, тренировки и восстановления гелевых аккумуляторов.

Контроль температуры при работе гелевых АКБ

Важное свойство гелевого аккумулятора — низкая способность работать при отрицательных температурах окружающей среды, по сравнению с обычными батареями. Необходимо создавать правильный температруный режим для эффективной работы.

Электронная система защиты гелевых АКБ

Гелевые аккумуляторы часто сгорают от короткого замыкания, если на оборудование не установлена электронная защита от короткого замыкания  в сети. Источники бесперебойного питания, работающие на гелевых аккумуляторах, должны быть надежно защищены от замыканий.

Увеличение срока службы гелевых АКБ

Гелевые аккумуляторные батареи рассчитаны на больший срок эксплуатации, большее количество циклов заряда-разряда. Чтобы гелевый аккумулятор отслужил положенный срок, надо содержать и пользоваться им в соответствии с инструкцией. Важно не подвергать его загрязнениям и регулярно производить тренировку аккумулятора. Тренировку гелевых аккумуляторов лучше осуществлять на специальном оборудовании для тренировки АКБ.

Как отличить гелевый аккумулятор от обычного: какая между ними разница?

Время прочтения: 5 мин

Дата публикации: 11-08-2020

 

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.

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.

AGM или GEL (гелевый) аккумулятор – что выбрать? © Солнечные.RU

Итак, стоит задача выбрать аккумулятор для солнечной электростанции из двух типов: гелевый и AGM. Зайдя в любой специализированный магазин, Вы можете увидеть картину, аналогичную представленной ниже.

Обычный гелевый (GEL) аккумулятор

Обычный AGM аккумулятор

Два типа аккумуляторных батарей одного производителя, одинаковой емкости, напряжения, размера, но почему-то с разной ценой. Причем, более низкая цена у AGM аккумулятора. Для того, чтобы выбрать нужную модель батареи, необходимо знать её особенности и точно определиться с типом системы, где она будет эксплуатироваться (резервная или автономная).

AGM

AGM расшифровывается, как абсорбирующие стеклянные маты. Фактически, это обыкновенная стеклоткань, расположенная между положительными и отрицательными свинцовыми пластинами. В этой стеклоткани в «связанном» состоянии находится электролит. Благодаря тому, что электролит находится в связанном состоянии, возможна эксплуатация батарей в любом положении (например, на боку).

AGM аккумуляторы являются самыми дешевыми (за исключением автомобильных) с типичным сроком службы — 5 лет. Однако существуют модели и с 10-и летним сроком службы. Типичная модель способна выдерживать до 200 циклов разряда с глубиной 100%, до 350 — с глубиной 50% и до 800 — с глубиной 30%.

Применять AGM аккумуляторы целесообразно в системах резервного питания, т.е. там, где циклирование (разряды) будет достаточно редким. При условии соблюдения оптимального температурного режима (15-25 градусов Цельсия) и если не оставлять батарею в разряженном состоянии, AGM модель прослужит заявленный производителем срок службы.

GEL

GEL расшифровывается, как гель, а не гелий, что иногда встречается. В гелевых аккумуляторах в качестве сепаратора между свинцовыми пластинами применяется силикагель, которым заливается пространство между пластинами в процессе производства. Силикагель после застывания представляет собой твердое вещество с огромным количеством пор, в которых удерживается электролит. Благодаря тому, что силикагель полностью занимает пространство между пластинами, в гелевых аккумуляторных батареях практически невозможно осыпание свинцовых пластин и как следствие, закорачивание и выход из строя.

Кроме того, такая конструкция позволила улучшить качественные характеристики гелевых аккумуляторов, а именно, число циклов разряда и устойчивость к глубоким (100%) разрядам. И если их номинальный срок службы не отличается от срока службы аккумуляторных батарей технологии AGM и здесь также существуют модели с 5-и и 10-и летним сроком, то количество циклов типичной гелевой батареи в среднем на 50% выше. Типичная модель технологии GEL способна выдерживать до 350 циклов разряда с глубиной 100%, до 550 — с глубиной 50% и до 1200 — с глубиной 30%.

Таким образом, покупая более дорогие гелевые аккумуляторы для дома, Вы в реальности сэкономите на эксплуатационных расходах в случае их использования в автономной системе электроснабжения, поскольку в ней реальный срок службы аккумуляторных батарей определяется максимальным числом циклов заряда/разряда и очень редко доходит до номинального срока в 5-10 лет.

Немаловажной особенностью гелевых аккумуляторов является их устойчивость к глубоким разрядам. В связи с особенностями конструкции, описанными выше, они менее подвержены сульфатации, чем AGM, и могут без ущерба емкости оставаться в полностью разряженном состоянии несколько дней. Поэтому, если Вы планируете разряжать батарею до 100% и у Вас не будет возможности сразу ее зарядить, то лучше отдать предпочтение гелевой модели.

 

Надеемся, сравнение AGM и GEL (гелевых) аккумуляторов поможет Вам сделать выбор!

Гелевые аккумуляторы, мультигелевые и AGM

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.

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.

Так как эти батареи более капризны и дороже стоят, в остальных случаях их можно с успехом заменить AGM АКБ.

А главное, — обязательно обращайте внимание на технические характеристики конкретной модели, которые заявлены производителем, они могут существенно отличаться для аккумуляторов разных торговых марок и ценовых категорий.

Гелевые аккумуляторы – виды, характеристики, достоинства, условия хранения

Гелевые аккумуляторы – это неразборные и необслуживаемые АКБ, рассчитанные на 5-10 лет работы. Прекрасно сохраняют заряд, не боятся механических повреждений, функционируют при низких и высоких температурах. За счет своей эффективности, применяются в разных сферах деятельности и в разнообразном оборудовании. Просты в обслуживании и уходе, при соблюдении условий хранения, прослужат значительно дольше запланированного срока. Именно об этих устройствах мы расскажем в этой статье, приведем их главные параметры, перечислим преимущества и недостатки, укажем и иные сведения.

 

Характеристики и особенности

GEL АКБ – относятся к свинцово-кислотным аккумуляторам. В таких моделях в роли сепаратора применяется силикагель с большим количеством пор, в которых располагается электролит. При заливке, состав затвердевает и, при соблюдении правил эксплуатации, не изменяет своего состояния. Поэтому приборам не требуется дозаправка или иное сходное обслуживание. В них практически невозможно осыпание свинцовых пластин и короткое замыкание.

Выдерживают порядка 350 циклов зарядки с глубиной 100%, до 550 – при 50% и до 1200 при 30%. Все это значительно продлевает срок службы, поэтому точно определить его затруднительно. Он зависит от способа применения аккумулятора.

Изделия полностью герметичны (VRLA), а после вскрытия приходят в негодность. Принцип функционирования сходен со всеми остальными видами свинцово-кислотных источников питания.

Сфера применения GEL АКБ

Гелевые аккумуляторы используются в разных областях деятельности, но чаще всего их можно встретить:

• В телекоммуникациях;
• В системах автономного электроснабжения;
• В промышленности, занятой выпуском оборудования;
• В солнечных батареях;
• В системах уличного освещения.

 

Виды гелевых аккумуляторов

Как таковых, отдельных разновидностей у АКБ GEL нет, но условно их делят по силе напряжения:

• 6 В – предназначены для использования в небольшой технике, не требующей сильного заряда.
• 12 В – типовые разновидности. Применяются в более крупном оборудовании, в некоторых автономных системах электроснабжения.
• 24 В – самые производительные. Задействуются в освещении улиц, для подпитки сразу нескольких приборов и т.д.

При выборе АКБ для разных целей обращают внимание на:

• Уровень напряжения;
• Максимальный ток нагрузки;
• Предназначение, предписанное производителем;
• Емкость.

Также стоит учитывать размеры агрегата, чтобы он вошел в положенное для него место. Поскольку эффективность изделия зависит от правильности подзарядки, то уделяют внимание тому, как выполняется данная операция.

Преимущества и недостатки GEL АКБ

Плюсы гелевых аккумуляторов

• Срок службы не менее 5 лет, а при соблюдении условий эксплуатации и подзарядки, 10 и более.
• Выдерживают неоднократные циклы разрядки. Точное количество зависит от каждой модели.
• Могут полностью разряжаться несколько раз, при этом подзарядить их можно будет в удобное для вас время.
• Не требуют срочной подзарядки, если сильно упало напряжение.
• В случае простоя или хранения сохраняют накопленную мощность. Тратят не более 20% за год.
• Не нуждаются в сложном обслуживании, достаточно лишь проверять уровень заряженности.
• Поскольку герметичны, безопасны для людей. Не выделяют вредных газов и иных едких запахов. Выделение водорода минимально и не столь опасно для техники и людей, особенно если в помещении предусмотрена естественная вентиляция.
• Внешний блок изготавливается из прочного пластика, стойкого к ударам и нагрузкам.
• При повреждении, электролит не вытекает и не зальет окружающие элементы и приборы.
• Низкое сопротивление, что положительно влияет на скорость отдачи тока.

Главные недостатки устройств

• Могут использоваться только при температурах от +35°С до -50°С. На жаре гель разжижается, а на морозе становится хрупким. Поэтому желательно заранее подумать об условиях его эксплуатации.
• Плохо переносят скачки напряжения, особенно во время подзарядки. От этого снижается срок службы.
• Столь же негативно реагируют на короткое замыкание.
• Прибор стоит дороже аналогов.

 

Как хранить и заряжать АКБ с гелем

Гелевые аккумуляторы довольно неприхотливы в обслуживании, поэтому проблемы с ними возникают только при нарушении инструкции. Следить за ними не трудно:

• Достаточно по мере необходимости протирать от пыли и воды, отверстия для выхода газа из-за герметичности корпуса можно не вычищать.
• Может храниться более 1 года, не применяясь и не проверяясь. Низкий уровень саморазряда не даст ему растерять свою мощность.

Чтобы АКБ GEL прослужит дольше, его важно правильно своевременно заряжать. Эта операция выполняется с соблюдением нескольких условий:

• Для подпитки используется ток с силой равной 10% от мощности устройства.
• Контролируют уровень напряжения – оно не должно превышать 14 В.
• На зарядку требуется 10-12 часов, но лучше всего отвести сутки на все процедуры.
• Для подпитки используются импульсные устройства с возможностью регулировки параметров.

Гелевые аккумуляторы – один из популярных и востребованных источников питания, которые активно задействуются в разных сферах. Они надолго сохраняют заряд, рассчитаны на длительную службу, могут применяться в различных условиях и просты в уходе. Между собой различаются по типу электродов и силе напряжения. При выборе изделия ориентируются на его параметры и место будущей эксплуатации.

Гелевые аккумуляторы Sonnenschein SOLAR

    Аккумуляторы Sonnenschein SOLAR разработаны компа­нией Sonnenschein, входящей сегодня в состав концер­на Exide Technologies, специально для использования в установках альтернативной энергетики. Концерн Еxide Technologies является мировым лидером в производстве свинцово-кислотных аккумуляторов и имеет более чем 100-летний опыт разработки инновационных технологий. Аккумуляторы доказали свою эффективность на протя­жении длительного срока эксплуатации и широко исполь­зуются в установках альтернативной энергетики в Испа­нии, Франции, Италии, и конечно Германии.

    Аккумуляторы Sonnenschein SOLAR изготавливаются по технологии «dryfit», разработанной в 1957 году. Особен­ностью технологии «dryfit», называемой также «Гель»- технологией, является использование надежного микро­пористого сепаратора эффективно препятствующего возникновению внутренних коротких замыканий. Боль­шой запас электролита (занимает весь свободный объем в аккумуляторе) обеспечивает высокую теплоемкость, что значительно улучшает условия теплообмена многократно снижая возможность возникновения эффекта термичес­кого разгона (Thermal Runaway Effect). Кроме этого, зна­чительный запас электролита делает аккумуляторы менее зависимыми от суточных колебаний температуры, что продлевает срок службы аккумулятора.

  Использование надежного эффективного клапана Sonnenschein обеспечивает оптимальное значение избы­точного давления внутри аккумулятора, что позволяет до­биться максимального срока службы.

Технические характеристики аккумуляторов Sonnenschein SOLAR

Тип	Ном. напряжение, В	Ном.емкость, Ач	Ток разряда, 100 А	Длина, мм	Ширина, мм	Высота корпуса, мм	Высота с учетом выводов, мм	Вес, кг	Тип вывода
S12/60 A	12	60,0	0,60	261	136	208	230	18,1	Конус А
S12/90 A	12	90,0	0,90	330	171	213	236	29,2	Конус А
S12/130 A	12	130,0	1,30	286	269	208	230	37,5	Конус А
S12/230 A	12	230,0	2,30	518	274	216	238	67,0	Конус А

 

    Аккумуляторы Sonnenschein SOLAR устойчивы к глубоко­му разряду, что позволяет произвести почти полное вос­становление аккумулятора даже после нескольких недель хранения в разряженном состоянии.

    Циклический ресурс является ключевой характеристикой аккумуляторов, используемых в альтернативной энерге­тике, поскольку аккумулятор должен периодически накап­ливать и затем отдавать энергию в зависимости от су­точных колебаний количества солнечного света или силы ветра. Аккумуляторы Sonnenschein SOLAR обеспечивают высочайший циклический ресурс — более 2000 циклов за­ряд-разряд.

Аккумуляторы

AGM против гелевых | Автомобильные аккумуляторы VARTA®

← Основы работы с батареями

AGM и гелевые батареи часто считаются одним и тем же. Это потому, что они имеют схожее ядро ​​атрибутов. И то, и другое нельзя проливать. Оба предлагают глубокие циклы, и оба могут быть установлены где угодно, поэтому они гибкие. Но различия между ними сделают их. Аккумуляторы AGM обладают множеством уникальных свойств, которые делают их незаменимыми и неизменно любимыми.

Тот факт, что AGM предлагает больше, чем гелевые батареи, не нов. Модели AGM продаются лучше гелевых батарей примерно на 100: 1. Основная причина этого — разница в стоимости. AGM дешевле, чем гелевые батареи.

Аккумуляторы AGM также обладают множеством полезных качеств, которые делают их лучшим выбором. Аккумуляторы AGM отличаются высоким качеством и работают с оптимальной емкостью в большом диапазоне температур. Они отлично подходят для всех потребностей в мощных усилителях и имеют очень низкую скорость саморазряда (это означает, что вы можете оставить один подключенным, и вы не будете тратить много энергии).

Толстый сепаратор AGM поглощает и удерживает кислоту, предотвращая ее проливание. А прецизионная сборка создает единый блок пластин, которые плотно сжаты в каждой ячейке и удерживаются под давлением в жестком корпусе батареи. Результат? Батарея, которая устойчива к вибрации, заряжается быстрее, больше циклически работает и служит дольше в ресурсоемких приложениях.

Кроме того, AGM аккумуляторы очень легко заряжаются и очень хорошо держат заряд. Гелевые батарейки — штука очень хрупкая; одна ошибка при их зарядке полностью испортит аккумулятор, даже если он новый.Поскольку гелевые батареи хрупкие и стоят дороже, они не подходят для большинства приложений.

Гелевые батареи называются гелевыми, потому что в них используется диоксид кремния (или песок) для превращения кислоты внутри батареи в густую жидкость. Эта жидкость делает его водонепроницаемым, как и наши батареи AGM, но гель хрупкий, и его можно легко сжечь при использовании в условиях высокой силы тока. Такие вещи, как быстрая зарядка, высокая разрядка или другие интенсивные ситуации, могут серьезно повредить гелевый аккумулятор, что приведет к его выходу из строя, даже если он почти не используется.

Аккумуляторы AGM используют концепцию гелевых аккумуляторов и делают шаг вперед. Это делает продукт с таким же сопротивлением и таким же герметичным и водонепроницаемым корпусом, что и гель, но теперь предлагает гибкость и высокую производительность, которые обеспечивает только батарея AGM. Совместите это с оптимизированным способом производства батарей, и вы получите более доступный и мощный инструмент, который необходим всем, кто ищет качественный продукт, которому можно доверять.

Щелкните здесь, чтобы проверить аккумуляторы VARTA Powersports!

В чем разница между AGM и гелевыми батареями?

Вопрос о том, являются ли AGM и гелевые батареи одним и тем же предметом, не приходил через почтовый ящик Ask OPTIMA, но мы получили его от одного из наших клиентов по H.Правление А. Конструкция гелевой батареи обычно представляет собой модификацию стандартной свинцово-кислотной автомобильной или морской батареи. В электролит добавлен гелеобразующий агент, чтобы уменьшить движение внутри корпуса батареи. Во многих гелевых батареях вместо открытых вентиляционных отверстий также используются односторонние клапаны, которые помогают нормальным внутренним газам рекомбинировать обратно в воду в батарее, уменьшая выделение газов.В аккумуляторах AGM, как следует из названия, используется стеклянный коврик для поглощения электролита. Отсюда и название — A bsorbed G lass M at.

Все эти технические разговоры действительно не имеют значения для подавляющего большинства людей, которые используют свинцово-кислотные батареи, потому что они, вероятно, никогда не увидят и не используют гелевые батареи в своей машине или лодке. Как правило, гелевые батареи менее терпимы к высоким температурам и заряжаются при меньшей мощности, чем традиционные или AGM-батареи. Настоящая проблема, с которой сталкивается большинство людей, связана с зарядным устройством, которое они используют для зарядки своих аккумуляторов.

Некоторые зарядные устройства имеют «гелевые» или запутанные настройки «гель / AGM», которые люди считают подходящими или даже предназначенными для аккумуляторов AGM. Вы даже заметили «самый» квалификатор на этой картинке с настройками зарядного устройства? Гелевые аккумуляторы, как правило, имеют очень узкие профили зарядки и могут быть легко повреждены из-за неправильной зарядки, поэтому настройка, подходящая для гелевых аккумуляторов, может не подходить для любых негелевых аккумуляторов.

В результате использование настроек «гель» или даже «AGM / gel» может не полностью зарядить негелевые аккумуляторы, в том числе аккумуляторы OPTIMA SPIRALCELL AGM, и может привести к их повреждению.По этой причине мы всегда рекомендуем избегать любых настроек зарядного устройства, в которых упоминается «гель». Практически любые другие настройки зарядного устройства — обычный, глубокий цикл, AGM и т.д … в основном все, что не упоминает гель, обычно отлично работает с аккумуляторами OPTIMA. Просто убедитесь, что скорость зарядки не превышает 10 ампер, и периодически проверяйте аккумулятор во время зарядки, чтобы убедиться, что все идет гладко.

Вам не нужно специальное зарядное устройство для зарядки аккумуляторов OPTIMA, но мы производим зарядные устройства и устройства для обслуживания, которые отлично справляются с зарядкой аккумуляторов OPTIMA или любых других свинцово-кислотных аккумуляторов с жидким топливом.Однако у них нет настроек для «гелевых» батарей, потому что мы знаем, что почти все люди, использующие их, не имеют гелевых батарей, у них есть батареи AGM.

Гелевый аккумулятор

— обзор

11.4 Альтернативные конструкции пластин и ячеек для высокопроизводительной работы

Прежде чем мы углубимся в альтернативную конструкцию ячеек, мы должны рассмотреть аспект возможностей дизайна при сравнении конструкции с затопленным элементом и VRLA (клапан- регулируемая свинцово-кислотная конструкция ячеек, в частности AGM (абсорбирующий стекломат).Мы не рассматриваем гелевые батареи, которые также подпадают под категорию VRLA, так как гелевый дизайн в целом обеспечивает худшие быстродействующие характеристики из-за общих свойств гелеобразного электролита. Гелевые батареи обладают превосходными характеристиками в приложениях с глубоким циклом (50% DoD и даже больше), и поэтому являются предпочтительным решением для циклического режима, а не для работы с HRPSoC.

В залитой аккумуляторной батарее всегда должен быть избыток электролита на верхней части пластины и даже лучше, покрывающий межэлементное сварное соединение из соображений безопасности.Наличие межэлементного соединения выше максимального уровня кислоты может вызвать сильную коррозию и отсоединение ячеек друг от друга. В этом случае батарея преждевременно выйдет из строя, и, кроме того, существует риск того, что во время этого отключения возникнет искра, которая может привести к взрыву батареи. В зависимости от области применения различные спецификации предполагают, что уровни кислоты над пластинами составляют около 30–40 мм, что требует для данного объема ячейки более короткую пластину и, следовательно, меньшую геометрическую площадь поверхности.Батареи AGM имеют другую конструкцию, и, поскольку в элементе (и, следовательно, над пластинами) нет свободного электролита, принимаются другие меры для предотвращения коррозии верхнего свинца и межэлементной сварки. Это включает лужение наконечников и использование сплавов свинца с оловом (2–4% олова) для процесса литья на ленту. Эта процедура приводит к более сложному производственному процессу и является одной из причин, по которой батареи AGM имеют более высокую стоимость, чем их залитые аналоги. Следует отметить, что возможность использования всего доступного объема аккумуляторного контейнера приводит к возможному увеличению высоты пластины примерно на + 20%, что напрямую приводит к увеличению геометрической площади поверхности на 20%.Некоторым из этих преимуществ противодействует тот факт, что, поскольку уровень насыщения электролитом составляет менее 100%, способность к высокоскоростному разряду немного снижается. Кроме того, расстояние между пластинами в конструкции AGM менее 1,1 мм чрезвычайно трудно заполнить электролитом, тогда как в залитых батареях расстояние между пластинами может составлять всего 0,8–0,9 мм, и поэтому в некоторых конструкциях может использоваться дополнительная пластина. . Затопленные конструкции с таким малым расстоянием между пластинами далеко не являются предпочтительным решением при разработке стабильного продукта, однако, поскольку они имеют тенденцию к более высокому расслоению с ранним выходом из строя и трудны в производстве.

Доводя до предела такие конструктивные соображения, касающиеся геометрической площади поверхности, мы получаем конструкцию со спиральной намоткой, которая представляет собой цилиндрическую ячейку, в которой одна положительная и одна отрицательная пластина, каждая с несколькими выступами, намотаны на цилиндр, как показано на Рис. 11.9.

Рисунок 11.9. Конструкция орбитальной батареи.

Предоставлено Exide Technologies.

Понятно, что такую ​​конструкцию довольно сложно изготовить, но она обеспечивает очень хорошие характеристики высокой мощности из-за большой геометрической площади поверхности и расстояния между тонкими пластинами около 0.8–0,9 мм. Тонкое расстояние между пластинами действительно затрудняет процесс наполнения. По приблизительным оценкам, конструкция с плоской пластиной AGM может предложить примерно 400–450 Вт кг ^–1 , тогда как конструкция со спиральной намоткой может обеспечить до 600–650 Вт кг ^–1 . Одним из самых больших недостатков такой конструкции является относительно низкая удельная энергия по сравнению с мощностью, где у нас есть 40–45 Вт · ч ⁻¹ для AGM и 35–40 Вт · ч ⁻¹ для конструкции со спиральной намоткой, и поэтому он используется только в специальных приложениях.Тем не менее, с учетом будущих и перспективных приложений, эта технология может стать очень полезной в области систем на 48 В, и мы более подробно рассмотрим эту возможность в следующем разделе.

Высокая мощность, характерная для спиральной конструкции, также использовалась несколько лет назад компанией Bolder Technology, которая объединила концепцию спиральной намотки с конструкцией тонких фольгированных электродов толщиной около 0,1–0,2 мм вместо традиционной положительной и отрицательной решетчатой ​​структуры. [7а, 7б]. Активная масса также была около 0.Толщиной 1–0,2 мм, что обеспечивало чрезвычайно большую площадь поверхности для данного объема. Соединение пластин было похоже на процесс литья на ремешок, но включал погружение всего конца фольги в соединительный элемент. Конечно, для этого отрицательный и положительный электроды не полностью перекрываются, и это привело к конструкции элемента с выводами противоположной полярности на противоположных концах элемента, аналогичным конструкции первичного элемента AAA или AA. Такая ячейка не предназначена для доставки высокоэнергетического содержимого, но очень хорошо разработана для приложений с высокой мощностью, и благодаря спиральной конструкции с ее возможностями сжатия, применяемыми в технологии AGM, такая ячейка очень хорошо работает в цикле.Следует отметить один недостаток, заключающийся в том, что из-за очень малой толщины фольги коррозия положительного электрода может серьезно ограничить срок службы такого элемента, особенно в условиях разомкнутой цепи. Возможно, разработки в области коррозионно-стойких сплавов могут решить или, по крайней мере, улучшить эту проблему.

Другой вариант расширения конструкции элемента до пределов был продемонстрирован проектом ISOLAB, осуществляемым ALABC (Консорциум передовых свинцово-кислотных аккумуляторов).

На рис.11.10 и 11.11 мы видим сравнение последствий наличия выступов на одной стороне по сравнению с наличием выступов на противоположных сторонах решетки. Эта работа была проделана с помощью инструмента моделирования, и мы видим, что во втором случае значительно улучшается равномерность распределения тока, что приводит к более однородной реакции разряда и заряда. Во время начальных испытаний было продемонстрировано, что такие элементы могут иметь удельную мощность 800–900 Вт / кг ^–1 . Самым большим препятствием на пути разработки такой конструкции является технологичность, что является огромной проблемой и является одной из причин, по которой эта концепция не была запущена в серийное производство.Помимо производственных проблем, эта концепция также не вписывается в сегодняшние стандартные аккумуляторные батареи 12 В в автомобильной промышленности. Но он может стать предпочтительным вариантом для новых передовых приложений, таких как сеть питания 48 В.

Рисунок 11.10. Исследование конструкции ячейки проекта Isolab.

Предоставлено Banner GmbH и ALABC.

Рисунок 11.11. Исследование конструкции ячейки проекта Isolab.

Предоставлено Banner GmbH и ALABC.

Еще одна нестандартная разработка — это концепция биполярной батареи.Эта технология не нова, и несколько компаний пытались и продолжают пытаться преодолеть препятствия при производстве таких элементов в промышленных объемах и по разумной цене. Производственные допуски, проблемы с заполнением, проблемы с утечками и концепции вставки можно резюмировать как самые большие трудности этих технологий. В разных биполярных подходах используются разные подложки для биполярной пластины (но все они следуют одной концепции, как показано на рис. 11.12).

Рисунок 11.12. Схематическое сравнение монополярного и биполярного дизайна. AGM , абсорбирующее стекломат.

В биполярной концепции используются отдельные пластины, у которых активный материал положительного элемента на одной стороне, а активный материал отрицательного элемента — на другой. Батарея построена как батарея топливных элементов, состоящая из этих биполярных пластин (по 2 В каждая), достаточного для обеспечения желаемого напряжения. Используются стандартные сепараторы (в настоящее время в основном AGM), и стопка скрепляется склеиванием, термосваркой или литьем под давлением.

Вместимость определяется размером пластины и толщиной активной массы.Этот последний параметр не может быть намного больше, чем примерно 2 мм, если должны быть достигнуты разумные скорости заряда и разряда. Исходя из этого конструктивного ограничения, очевидно, что биполярная технология имеет преимущества для систем с более высоким напряжением, и в автомобильных приложениях ее следует предпочтительно использовать для модулей напряжением около 48 В. Было продемонстрировано, что такая технология может обеспечить удельную плотность мощности до 800–1000 Вткг ^–1 , что значительно расширит границы свинцово-кислотных технологий.Эти результаты пока получены только от прототипов элементов или батарей. Было бы очень желательно увидеть такое исполнение в серийном продукте.

Одной из основных проблем, возникающих при поиске жизнеспособной биполярной конструкции для свинцово-кислотной пластинки, является определение подходящего материала для биполярной пластины. Ранние попытки были направлены на использование листа из чистого свинца, но этот подход давал очень небольшую экономию веса и страдал от коррозии листа. Чтобы избежать использования свинца, в Advanced Battery Concepts [8] в настоящее время используется пластиковая пластина, покрытая свинцовой фольгой и обеспечивающая передачу электронного тока путем создания отверстий, заполненных свинцом, в пластике, где количество и размер такие отверстия можно отрегулировать в соответствии с требованиями к питанию.В конструкции Atraverda используется специальный керамический материал под названием Ebonex ^R , а в другом, разработанном Effpower в Швеции, используется керамика, пропитанная свинцом. Недавно Gridtential [9] представил кремниевый материал, названный Silicon Joule Technology, в качестве материала подложки для центрального компонента биполярной ячейки. На данный момент ни один из этих дизайнов не оказал заметного влияния на рынок.

Следует отметить, что расширение геометрической конструкции элемента за существующие границы имеет большой потенциал для дальнейшего улучшения характеристик свинцово-кислотных аккумуляторов, особенно для высокопроизводительных приложений.Необходимо исследовать новые материалы, а также радикально улучшить производственные процессы, возможно, с внедрением новых идей из других отраслей.

Концепция UltraBattery ^TM может рассматриваться как один из таких подходов, поскольку она сочетает в себе идею использования ультраконденсатора и технологии свинцово-кислотных аккумуляторов. Преимущество такой конструкции состоит в том, что ультраконденсаторная часть элемента обеспечивает очень быструю зарядку и разрядку, а в сочетании со свинцово-кислотной химией можно нейтрализовать недостаток низкой плотности энергии конденсатора.Эта технология была изобретена и запатентована CSIRO в Австралии и Furukawa в Японии и лицензирована East Penn Manufacturing. Обе компании уже демонстрируют практическое использование такой батареи не только в некоторых проектах ALABC, но и в клиентском проекте Hyundai / Kia в автомобиле T-Hybrid, в котором используется 48-вольтовая батарея UltraBattery ^TM от East Penn Manufacturing. UltraBattery ^TM более подробно описана в главе 16.

Гелевые батареи для солнечных батарей: что вам нужно знать

Время чтения: 3 минуты

Гелевые батареи представляют собой тип свинцово-кислотных батарей, которые в некоторых случаях, может быть надежным выбором в качестве системы резервного копирования энергии или в сочетании с солнечными батареями.В этой статье мы обсудим некоторые различия между гелевыми батареями и другими вариантами накопления энергии, а также лучшие варианты использования этой технологии.

Узнайте, сколько стоит солнечная энергия + накопители в вашем районе в 2021 году

Что такое гелевые батареи? Как они работают?

Гелевый аккумулятор — это свинцово-кислотный аккумулятор. Основное различие между гелевыми батареями и другими свинцово-кислотными вариантами (и откуда они получили свое название) заключается в материале внутри: гелевые батареи содержат диоксид кремния во внутренней электролитной смеси, которая создает гелеобразное вещество.Мы избавим вас от подробных подробностей всего, что отличает эти два аккумулятора друг от друга, но важно знать, что гелевые аккумуляторы позволяют разместить больше энергии в корпусе свинцово-кислотных аккумуляторов.

Гелевые батареи по сравнению со стандартными свинцово-кислотными батареями

Гелевые батареи представляют собой герметичные свинцово-кислотные батареи типа , аналогичные батареям из абсорбированного стекломата (AGM). Поскольку они «герметичны», гелевые батареи не нуждаются в проверке и контроле уровня воды, как стандартные свинцово-кислотные батареи, и при этом они не выделяют газ.Эти факторы, как правило, делают гелевые батареи более безопасным вариантом, чем традиционные свинцово-кислотные, поскольку они больше похожи на продукт «установил и забыл».

Поскольку гелевые батареи имеют разную внутреннюю консистенцию, вы можете устанавливать их в различных ориентациях и положениях. Сочетание этого с низким / отсутствующим паром, выделяемым во время работы, делает гелевые батареи применимыми в ситуациях, когда вентиляция ограничена. Вы часто можете найти гелевые батареи, используемые для жилых автофургонов и моторизованных инвалидных колясок, в качестве нескольких примеров.

Если вам интересно, как стандартные свинцово-кислотные батареи в целом сравниваются с литий-ионными, вы можете ознакомиться с нашим обзором свинцово-кислотных и литий-ионных аккумуляторов.

Гелевые аккумуляторы и AGM-аккумуляторы

---

И гелевые аккумуляторы, и аккумуляторы AGM представляют собой герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы со многими аналогичными приложениями. Основное различие между этими двумя технологиями заключается в их скорости заряда — аккумуляторы AGM лучше выдерживают более высокие скорости заряда и разряда, чем их гелевые аналоги.В общем, гелевые батареи по-прежнему являются хорошим вариантом для проектов, предполагающих очень медленную и глубокую разрядку. Кроме того, гелевые батареи, как правило, служат дольше при высоких температурах, что является еще одной причиной, по которой гелевые батареи лучше работают в плохо вентилируемых местах.

Можно ли сочетать гелевые батареи с солнечными батареями?

Как и другие варианты свинцово-кислотных аккумуляторов, гелевые аккумуляторы могут быть хорошим выбором для сопряжения с системой солнечных батарей в некоторых случаях. Однако для большинства установок солнечных панелей в жилых домах вам нужно будет изучить литий-ионные батареи, такие как Tesla Powerwall или LG Chem RESU, чтобы не отставать от высокого энергопотребления от системы солнечных панелей, а также высоких энергозатрат. домашнее хозяйство.

Гелевые батареи, такие как батареи AGM, могут быть особенно полезны для небольших автономных солнечных систем. Например, удаленная кабина с низким энергопотреблением и небольшая система на крыше может быть идеальным кандидатом на установку гелевых или AGM аккумуляторных батарей. Техническое обслуживание не требуется, а относительно низкая начальная стоимость свинцово-кислотных аккумуляторов в целом делает гелевые аккумуляторы идеальными для таких небольших автономных систем. Однако из всех типов свинцово-кислотных аккумуляторов гелевые аккумуляторы часто бывают самыми дорогими.

Сравните ваши варианты солнечной энергии с накоплением на EnergySage

Не знаете, с чего начать сравнение ваших вариантов солнечной энергии и накопления? Квалифицированная компания, одобренная EnergySage, может дать вам лучшие рекомендации по правильной системе батарей и другим вариантам накопления энергии для вашей уникальной установки. Если вы заинтересованы в получении конкурирующих цен на установку солнечных батарей и аккумуляторов энергии от местных установщиков, просто присоединяйтесь к EnergySage Solar Marketplace сегодня.

объем хранилища

Узнайте, сколько стоит солнечная энергия + хранилище в вашем районе в 2021 году

AGM или GEL? Выбор лучшей солнечной батареи для солнечной энергосистемы

AGM или GEL?

В этой статье мы познакомимся с характеристиками батареи, расскажем несколько основных преимуществ и недостатков параллельных и последовательных схем;
Поговорим о том, что такое AGM аккумулятор? что такое гелевый аккумулятор? Как выбрать солнечную батарею для солнечной энергосистемы? Что такое переразряд аккумулятора? Что такое последовательное соединение батареи?
Что такое параллельное подключение аккумулятора? AGM или GEL? Как выбрать солнечную батарею для солнечной энергосистемы?

Что такое аккумулятор AGM?

Батарея

VRLA AGM представляет собой свинцово-кислотную батарею с клапанным регулированием (VRLA) + батарея с технологией Absorbent Glass Mat (AGM).Это один из видов свинцово-кислотных аккумуляторов для хранения энергии.

Технические характеристики технологии аккумуляторов AGM:

• Уплотнен специальной эпоксидной смолой и с использованием выпускных клапанов с регулируемым давлением.
• Электролитическая кислота абсорбируется в специальных сепараторах из стекловолокна для предотвращения утечки или испарения электролитной кислоты.
• Без проливания — может работать в любом положении. Однако установка в перевернутом виде не рекомендуется.
• Использование реакции рекомбинации для предотвращения утечки газов водорода и кислорода и превращения этих двух газов в воду, которая может удерживать кислотную воду на одном уровне.
• Не требует обслуживания. Не нужно добавлять воду, как залитый аккумулятор.

В аккумуляторе

VRLA AGM используется рекомбинантная технология. Кислород, производимый положительными пластинами батареи, поглощается отрицательными пластинами. Это подавляет образование водорода на отрицательных пластинах. Рекомбинация кислорода и водорода приводит к образованию воды, сохраняющей количество электролита в батарее. Повторное наполнение водой не требуется.

По сравнению с залитой батареей преимущества AGM батареи:

• Устойчивость к вибрации благодаря многослойной конструкции
• Хорошо работает при низких температурах
• Защита от проливания за счет инкапсуляции кислотной жидкости в стекломате
• Высокая удельная мощность, низкое внутреннее сопротивление
• Зарядка до 5 раз быстрее, чем при залитой технологии
• Более длительный срок службы, чем у затопленных систем
• Удержание воды (кислород и водород объединяются для производства воды)
• Меньше сульфатирования, потому что не нужно открывать и добавлять воду

Преимущество АКБ AGM в применении:

Не требует обслуживания
Во время зарядки аккумулятора водород поглощается пластинами и превращается в электролит.Не требует доливки воды и сбалансированной зарядки, что делает обслуживание бесплатным.

Гибкая установка
Сепаратор AGM удерживает электролит, поглощенный стекломатом, и неподвижен. Батарею можно использовать или размещать в любой ориентации.

Чрезвычайно безопасный
Когда происходит чрезмерное выделение газа из-за неправильной зарядки, предохранительные клапаны автоматически выпускают газ, чтобы предотвратить растрескивание аккумулятора.

Длительный срок службы в режиме ожидания, лучшая производительность цикла. Антикоррозионная пластина из свинцово-кальциевого сплава обеспечивает более длительный срок службы поплавковой зарядки.Сепаратор AGM может улавливать электролит и одновременно предотвращать падение активных материалов на положительную пластину. Кроме того, он обеспечивает лучшую производительность цикла глубокой разрядки.

Более длительный срок хранения
Пластины из специального свинцово-кальциевого сплава снижают саморазряд и увеличивают срок хранения.

Высокая производительность
Низкое внутреннее сопротивление обеспечивает более высокий разрядный и зарядный ток для лучшей производительности в приложениях с высокой скоростью

(Ссылка NPS)

Что такое гелевый аккумулятор?

Гелевая батарея

VRLA представляет собой свинцово-кислотную батарею с клапанной регулировкой (VRLA) + аккумулятор с гелевым электролитом.Это один из видов свинцово-кислотных аккумуляторов для хранения энергии.

Гелевый аккумулятор использует гель в качестве электролита вместо жидкой кислоты. Гель обычно получают путем гомогенного диспергирования пирогенного кремнезема в разбавленной серной кислоте. Пирогенный диоксид кремния представляет собой порошок очень хорошо диспергированного SiO, который поглощает кислотную жидкость, превышающую его вес в 10 раз, с образованием геля. Из-за тиксотропных свойств геля агломераты соединяются вместе в сеть, которая удерживает жидкость внутри и становится гелевой структурой после определенного времени гелеобразования.Внутри гелевой батареи нет жидкости, электролиты находятся в гелевой форме и твердо стоят между положительной и отрицательной пластинами внутри батареи.

Технические характеристики технологии гелевых аккумуляторов:

• Использование геля в качестве электролита
• Допуск по толщине листа не является критическим, поскольку нет необходимости в сильном сжатии узла группы пластин
• Больше электролитов для лучшего контакта с пластинами, активными материалами и стенками контейнера, он хорош для отвода внутреннего тепла и охлаждения батареи.
• Использование дополнительного микропористого сепаратора, который может:
  a / уменьшить деполяризацию отрицательного электрода и избежать сульфатации отрицательной пластины
  b / без какой-либо жидкости, значительно снижает тепловой разгон
  c / Помогает предотвратить короткое замыкание за счет роста дендритов между положительным электродом и отрицательные пластины при глубоком разряде
• Улучшенная конструкция вентиляционного клапана для снижения скорости утечки газа и увеличения срока службы батареи.

По сравнению с залитой батареей преимущества гелевой батареи:

• Не требует обслуживания, не нужно добавлять воду
• Безопасная работа, так как внутри нет жидкости
• Возможна установка боком (не рекомендуется перевернуть)
• Длительный срок службы
• Низкий саморазряд увеличивает срок хранения.
• Длительный срок службы в режиме ожидания благодаря способности удерживать электролит внутри и стабильно
• Производительность остается высокой и стабильной до конца срока службы
• Устойчивость к неправильному обращению и нагреву во время работы, подходит для экстремальных погодных условий

Преимущество гелевой батареи в применении:

Не требует обслуживания
Во время зарядки аккумулятора водород поглощается пластинами и превращается в электролит. Не требует доливки воды и сбалансированной зарядки, что делает обслуживание бесплатным.

Гибкая установка
Сепаратор AGM удерживает электролит, абсорбированный стеклянным матом, и неподвижный. Батарею можно использовать или размещать в любой ориентации.

Увеличенный срок службы в экстремальных погодных условиях
Гелевый электролит предотвращает испарение электролита при высокой температуре или его замерзание при низкой температуре, что обеспечивает высокую производительность аккумулятора в экстремальных погодных условиях. Чрезвычайно безопасно Когда происходит чрезмерное производство газа из-за неправильной зарядки, предохранительные клапаны автоматически выпускают газ, чтобы предотвратить трещину в аккумуляторе.

Длительный срок службы в режиме ожидания, лучшая производительность цикла
Антикоррозионная пластина из свинцово-кальциевого сплава обеспечивает более длительный срок службы поплавковой зарядки. Сепаратор AGM может улавливать электролит и одновременно предотвращать падение активных материалов на положительную пластину. Кроме того, он обеспечивает лучшую производительность цикла глубокой разрядки.

Более длительный срок хранения
Пластины из специального свинцово-кальциевого сплава снижают саморазряд и увеличивают срок хранения.

Высокая производительность
Низкое внутреннее сопротивление обеспечивает более высокий разрядный и зарядный ток для лучшей производительности в приложениях с высокой скоростью

(Ссылка на НПЛ)

Что такое чрезмерная разрядка аккумулятора?

Чрезмерный разряд может вызвать трудности при перезарядке элемента из-за увеличения внутреннего сопротивления аккумулятора.Кроме того, чрезмерная разрядка может вызвать осаждение свинца в сепараторе и вызвать короткое замыкание в элементе или между элементами.

Смотрите фото, эта батарея уже разряжена и нет возможности разрядить ее, поэтому мы открываем ее и обнаруживаем, что клеммы батареи окислены, белые кристаллы прилипают к клеммам батареи, Можно сделать вывод, что после длительного периода использования аккумулятор не требует обслуживания и дополнительного питания, и в результате аккумулятор имеет низкое напряжение в течение длительного времени

Не рекомендуется использовать аккумулятор с напряжением ниже 10.5 В, это приведет к чрезмерной разрядке аккумулятора. Для низковольтной батареи батарею следует немедленно остановить, а батарею следует немедленно дополнить электричеством. Правильное обслуживание может продлить срок службы батареи.

Что такое последовательное соединение батареи?

«последовательная цепь» будет делить напряжение, подаваемое от источника питания, равномерно… однако ток останется неизменным во всей цепи. При последовательном подключении АКБ напряжение АКБ увеличивается, ток АКБ не меняется.

Например: 12В 100Ач 4шт в последовательном соединении:

Общая емкость 48 В 100 Ач (12 В + 12 В + 12 В + 12 В = 48 В)
При последовательном подключении аккумуляторов общая емкость остается неизменной.

Что такое параллельное подключение аккумулятора?

«параллельная цепь» в том же сценарии будет делить ток равномерно по всем путям… однако напряжение по всей цепи и по всем путям будет таким же, как и питание.

При параллельном подключении аккумуляторов напряжение аккумулятора не меняется, но емкость аккумулятора увеличивается.

Например: 12 В 100 Ач, 4 шт. При параллельном подключении:
Общая емкость составляет 12 В 400 Ач (100 Ач + 100 Ач + 100 Ач + 100 Ач = 400 Ач)
При параллельном подключении аккумуляторов общее напряжение остается неизменным.

AGM или GEL? Как выбрать солнечную батарею для солнечной энергосистемы?

Мы можем легко понять разницу между AGM и GEL по следующей диаграмме:
AGM и глубокий цикл GEL подходят для солнечной энергии. Однако, если это более суровый климат или на открытом воздухе, глубокий цикл геля будет иметь более длительный срок службы.

Электролит Срок службы батареи

ПУНКТ	GEL ／ AGM		СРАВНИТЬ
Электрические характеристики	Поры гелевой структуры узкие, поэтому ионы более забиты, а внутренняя группа коллоидных герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов больше, чем AGM. Следовательно, мощность разряда AGM лучше.		AGM лучше
Размер	GEL на 20% больше, чем AGM, и он использует заливной процесс, поэтому плотность энергии AGM высокая		AGM лучше
Требования к вентиляции	GEL — это залитый аккумулятор. Трещины, образованные гелем, обеспечивают циркуляцию кислорода.ГЕЛЬ должен хорошо вентилироваться. AGM занимает 8% зазора в сепараторе, и электролит не заполнен.		AGM лучше
Температурный разгон	Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор AGM имеет конструкцию с низким содержанием жидкости. В разделительной пластине необходимо поддерживать 8% пористости и не допускать попадания электролита. Таким образом, внутреннее тепло батареи является недостаточным, и кислород, образующийся во время зарядки, достигает отрицательного электрода, который выделяет тепло.Если вы не можете сразу же рассеять тепло, температура батареи увеличится.		GEL лучше
Рабочая температура	GEL адаптивность к рабочей температуре лучше, чем AGM		GEL лучше
Срок службы	AGM составляет около 400 раз; Срок службы гелевой батареи составляет около 600-800 раз		GEL лучше
Срок службы в режиме ожидания	И AGM, и GEL могут иметь долгий срок службы.		Оба хороши

В чем разница в дизайне?

I Обзор

Свинцово-кислотная батарея с клапанным регулированием (батарея VRLA) обычно делится на гелевую батарею и батарею AGM .

Рисунок 1. Классификация батареи VRLA

Гелевая батарея — это свинцово-кислотная батарея с регулируемым клапаном, изготовленная по гелевой технологии, которая не только указывает на то, содержит ли батарея гелевый электролит, но также включает идеи конструкции батареи, структурные характеристики, технологию производства и другие технические меры для обеспечения соответствующих характеристик батареи.

Рисунок 2. Гелевый аккумулятор

Аналогичным образом, для АКБ AGM это также относится к свинцово-кислотным аккумуляторным батареям с регулируемым клапаном, произведенным по технологии AGM. Удерживать серную кислоту в аккумуляторе с сепаратором AGM — это лишь одна из технических особенностей аккумуляторов AGM.

Рисунок 3. Аккумулятор AGM

Поскольку эти две технологии полностью различны, существует большая разница в производительности между гелевой батареей и батареей AGM.Чтобы лучше понять разницу в производительности между гелевой батареей и батареей AGM, в этой статье подробно обсуждаются их различия с точки зрения конструкции батареи.

Устройство для восстановления герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов

(Человек в видео показывает, как чистить, открывать, заправлять, десульфатировать и тестировать полностью герметичную свинцово-кислотную батарею.)

Каталог

---

II AGM против гелевых батарей: технология фиксации электролита

Поскольку и гелевые батареи, и батареи AGM используют технологию катодной абсорбции, не требующую обслуживания, основанную на внутреннем кислородном цикле, нет существенной разницы в необслуживаемой технологии, только в способе фиксации электролита.

Для батареи AGM принята технология производства AGM, и электролит в батарее, представляющий собой разбавленную серную кислоту, может удерживаться в сепараторе стекла. Электролит фиксируется за счет использования пористости стеклянного сепаратора, который обладает сильной адсорбцией, что позволяет электролиту иммобилизоваться. Его принцип аналогичен принципу водопоглощающей губки.

Рисунок 4. Водопоглощающая губка

Поскольку разбавленная серная кислота состоит из чистой серной кислоты и воды, плотность чистой серной кислоты равна 1.84 г / см ³ , а плотность чистой воды 1,0 г / см ³ . В резервной батарее аккумуляторная батарея находится в стационарном состоянии в течение длительного времени. Из-за действия силы тяжести разбавленный сернокислый электролит расслоится, то есть плотность серной кислоты внизу высокая, а плотность серной кислоты вверху низкая. В батареях высокого типа это явление расслоения особенно очевидно. Поэтому в обычных батареях высота батареи обычно не превышает 400 мм.

Рисунок 5. Расслоение электролита

Наслоение электролита приведет к тому, что активный материал на верхней части электродной пластины не сможет высвободить свою емкость из-за недостаточного количества кислоты, и он будет чрезмерно заряжен во время зарядки. А дно будет сложно заряжать из-за слишком высокой концентрации серной кислоты. В то же время из-за отслоения кислоты обратная ЭДС концентрационной поляризации также будет генерироваться в верхней и нижней частях электродной пластины, что в конечном итоге снижает рабочее напряжение и емкость аккумулятора.Кроме того, слишком высокое содержание серной кислоты на дне также ускоряет коррозию нижней решетки и сульфатирование пластин, тем самым сокращая срок службы батареи.

Для гелевых аккумуляторов используется технология производства гелевых аккумуляторов, а электролит в аккумуляторе фиксируется в силиконовом геле. Фиксация электролита происходит из-за силиконовой пространственной сетевой структуры, образованной полимеризацией частиц гелевого геля, чтобы эффективно фиксировать сернокислый электролит. Принцип аналогичен использованию желе для фиксации электролита серной кислоты.В космической сети силикагель является каркасом, поддерживающим всю сеть, а сульфат-ион может свободно перемещаться на определенном уровне, что может обеспечить плавное протекание химической реакции аккумулятора, то есть плавную зарядку и разрядку аккумулятора. аккумулятор.

Рисунок 6. Гелевый аккумулятор с электролитом

Поскольку пространственная сетчатая структура силикагеля богата большим количеством окислительных связей кремния, он может образовывать водородные связи с водородом в молекуле серной кислоты.Благодаря этому слабому химическому действию силикагель легко адсорбируется и высвобождает молекулы серной кислоты. Даже если электролит не перемещается в течение длительного времени, из-за наличия этого эффекта он может в основном компенсировать эффект силы тяжести, так что разбавленный сернокислый электролит равномерно распределяется вверх и вниз, и его нелегко вызвать расслоение.

Кроме того, средний размер пор самого геля примерно в 100 раз меньше, чем средний размер пор сепаратора AGM, а сравнительная площадь самого геля намного больше, чем удельная площадь поверхности сепаратора AGM.Небольшие поры или микропоры могут лучше удерживать электролит серной кислоты. В гелевой батарее, поскольку электролит не является слоистым, активные материалы на верхней и нижней частях внутренней электродной пластины батареи могут быть полностью использованы, так что батарея имеет длительный срок службы и может быть изготовлена ​​в высоком качестве. -типа аккумулятор.

Рис. 7. НЕТ расслоения электролита

III AGM по сравнению с гелевыми батареями: электролит

В батарее AGM используется сепаратор AGM для фиксации сернокислотного электролита.Чтобы кислород, генерируемый в положительном электроде на более поздней стадии зарядки, легко проходил через сепаратор к отрицательному электроду и поглощался отрицательным электродом, необходимо принять конструкцию с обедненной жидкостью, чтобы обеспечить плавное продвижение внутреннего кислородный цикл. Так называемая конструкция с обедненным электролитом использует в качестве примера абсорбцию жидкости губкой.

При нормальных условиях губка может быть на 100 г воды. Фактическая конструкция позволяет губке впитывать только 80 ~ 90 г воды.Эта конструкция представляет собой конструкцию с обедненным электролитом. Следовательно, количество сернокислотного электролита в батарее AGM относительно невелико. В свинцово-кислотных аккумуляторах сернокислый электролит участвует в электрохимической реакции аккумулятора. Чтобы обеспечить разрядные характеристики аккумулятора (количество серной кислоты должно быть достаточным), это может быть достигнуто только за счет увеличения концентрации серной кислоты. Поэтому в батареях AGM обычно используется серная кислота с более высокой плотностью / концентрацией.

Из-за небольшого количества электролита в батарее AGM высокая концентрация серной кислоты оказывает ряд неблагоприятных воздействий на саму батарею. Поскольку количество электролита в батарее AGM относительно невелико и теплоемкость батареи также мала, батарея AGM чувствительна к температуре. Для аккумуляторов с одинаковой емкостью, которые могут быть полностью заряжены, при одинаковом количестве заряженного электричества повышение температуры AGM-аккумулятора значительно больше, чем у гелевого аккумулятора.

Для аккумуляторов AGM из-за использования более высокой концентрации серной кислоты коррозия сети происходит быстрее, и легче производить инертный сульфат свинца, который ухудшает прием заряда аккумулятора, и аккумулятор труднее заряжается. То есть аккумуляторы AGM более склонны к преждевременному снижению емкости. По мере увеличения срока службы батареи AGM батарея постоянно теряет воду из-за перезарядки, и концентрация серной кислоты в батарее медленно растет, что более серьезно.В батареях насыщение серной кислотой сепаратора AGM обычно составляет от 95% до 85%.

По сравнению с полностью насыщенным сепаратором, когда насыщение составляет 85%, эффективное внутреннее сопротивление батареи увеличивается на 90%. Когда насыщение сепаратора в батарее серной кислотой составляет менее 85%, срок службы батареи быстро заканчивается из-за чрезмерного остаточного тока, недостатка кислоты и чрезмерного внутреннего сопротивления. Следовательно, для батарей AGM батарея теряет 10% воды, а срок службы батареи сокращается более чем на 50%.

Рис. 8. Влияние экономичной жидкостной конструкции батареи AGM на ее характеристики

Сама разработка гелевой батареи основана на усовершенствовании залитой батареи. Поскольку сернокислый электролит закреплен с помощью силиконового геля, передача газа внутри гелевой батареи завершается через канал, образованный трещинами, возникающими в результате растрескивания геля. Количество электролита не влияет на канал передачи газа. Следовательно, нет строгих ограничений на количество электролита, и обычно используется конструкция с высоким содержанием жидкости, чтобы обеспечить лучшую производительность аккумулятора.Следовательно, количество электролита в гелевой батарее относительно велико.

Для батарей большой плотности количество богатой жидкости составляет около 20%, а для батарей средней плотности количество богатой жидкости составляет около 15%. Гелевые батареи обычно используют более низкую концентрацию кислоты, чем батареи AGM. При более низкой плотности кислоты скорость коррозии сетки ниже, а прием заряда аккумулятора также значительно улучшается, тем самым продлевая срок службы аккумулятора. Во-вторых, в гелевом аккумуляторе больше электролита.Чем больше электролита, тем больше теплоемкость аккумулятора, поэтому гелевый аккумулятор не очень чувствителен к температуре. Высокая температура относительно мало влияет на производительность и срок службы гелевой батареи.

Кроме того, из-за высокого напряжения или операций по техническому обслуживанию, таких как выравнивание или перезарядка батареи во время длительного использования, батарея может терять воду. Гелевый аккумулятор имеет больше электролита и небольшую потерю воды, что мало влияет на срок службы аккумулятора.Следовательно, срок службы дольше и стабильность батареи лучше.

Как работает свинцово-кислотная батарея

(Человек в этом видео объясняет основные принципы свинцово-кислотных аккумуляторов.)

IV AGM против гелевых аккумуляторов: Polar Group

В аккумуляторах AGM степень сжатия в сборе полюсной группы равна очень важно влияние на производительность аккумулятора и время автономной работы.

Правильное увеличение давления в сборе группы полюсов батареи дает следующие преимущества:

4.1 Аккумулятор AGM имеет отличные характеристики разряда при большом токе

Аккумулятор AGM имеет плотную конструкцию сборки, так что расстояние между положительной и отрицательной пластинами меньше, а расстояние ионной проводимости в аккумуляторе меньше. Тем самым снижается внутреннее сопротивление аккумулятора. Кроме того, благодаря плотной конструкции сборки электродная пластина и сепаратор поддерживают хороший контакт, а также снижается контактное сопротивление между сепаратором и электродной пластиной.Это делает аккумуляторы AGM более способными к разрядке большим током.

4.2 Полноценное использование активных веществ

Потому что сепаратор AGM не только изолирует положительные и отрицательные пластины, но также играет роль хранения и поддержания электролита. Благодаря плотной сборной конструкции полярная пластина расположена близко к сепаратору AGM, что позволяет электролиту пропитать всю полярную пластину, так что активный материал полностью используется, а полезная емкость батареи увеличивается.

4.3 Способствует передаче кислорода

При плотной сборке полярная пластина находится в тесном контакте с сепаратором AGM, что способствует плавной диффузии кислорода через сепаратор к отрицательному электроду. Поскольку полярная пластина находится под большим давлением, сепаратор AGM сжимается, и микропоры в сепараторе AGM, перпендикулярные направлению сепаратора, становятся больше, благодаря чему кислород легко проникает в сепаратор от положительного электрода к отрицательному.С другой стороны, поскольку сепаратор AGM сжимается, поры, параллельные направлению пластины сепаратора, становятся меньше, тем самым подавляя утечку кислорода, образующегося в положительном электроде в направлении плоскости сепаратора.

4.4 Предотвращение преждевременного истечения срока службы батареи

Чтобы предотвратить преждевременное сокращение срока службы батареи, сепаратор AGM обладает высокими характеристиками абсорбции жидкости и высокой пористостью.Он представляет собой сепаратор из гидрофильных стекловолокон и не содержит связующего. Сам сепаратор имеет слабую прочность. Материал сепаратора AGM показан на Рисунке 9 ниже.

Рис. 9. Стекловолокно

Поместите сепаратор AGM в кипящую воду на 1 час, сепаратор AGM может распасться на чистое стекловолокно. Если батарея AGM собрана неплотно, утечка кислорода, образующегося в конце заряда батареи, может изменить микроструктуру сепаратора AGM, делая батарею склонной к преждевременному снижению емкости.

Плотная сборочная конструкция может эффективно подавлять размягчение и отслаивание активного материала положительного электрода, тем самым значительно продлевая срок службы батареи AGM. Следовательно, аккумулятор AGM должен иметь плотную сборку. Такая структура не только делает циркуляцию кислорода в батарее более плавной, но также гарантирует, что батарея AGM имеет отличные характеристики разряда при большом токе и более длительный срок службы.

В гелевой батарее вязкость гелевого электролита намного выше, чем вязкость разбавленной серной кислоты, поэтому, если узел слишком плотный, он не способствует попаданию гелевого электролита в группу полюсов.Следовательно, сборка группы полюсов относительно неплотная. Используемый сепаратор обычно представляет собой микропористый пластиковый сепаратор, содержащий ребра, чтобы облегчить попадание гелевого электролита в группу полюсов и внутрь сепаратора. Разделитель гелевой батареи в основном служит для изоляции положительной и отрицательной пластин.

Сама гелевая батарея разработана на основе богатой жидкой батареи и в основном сохраняет характеристики оригинальной богатой жидкой батареи, и нет строгих требований к монтажному давлению группы полюсов батареи.В гелевой батарее из-за слабых требований к сборке группы полюсов расстояние между положительной и отрицательной пластинами относительно велико, а расстояние ионной проводимости в батарее велико, поэтому внутреннее сопротивление гелевой батареи составляет обычно большой, что больше подходит для среднего и малого тока. Когда ток разряжается, характеристики батареи при большом токе относительно низки.

В AGM по сравнению с гелевыми батареями: кислородный цикл

В батареях VRLA кислород переносится от положительного электрода к отрицательному, где он смешивается.Согласно принципу циркуляции кислорода, рекомбинация кислорода на отрицательном электроде в основном происходит на этой трехфазной границе раздела.

Существует два способа передачи кислорода: один — вертикальный, то есть кислород, генерируемый положительным электродом, сначала перемещается к периферии группы полюсов, а затем достигает пластины отрицательного электрода. Второй — горизонтальная передача, то есть кислород, генерируемый положительной пластиной, напрямую проникает в сепаратор и достигает отрицательного электрода.

В батареях VRLA газовый канал, который генерирует циркуляцию кислорода, происходит не только в сепараторе между положительной и отрицательной пластинами, но и во внешнем пространстве группы полюсов. В герметичных батареях AGM газ, генерируемый положительным электродом, должен вырасти из маленьких пузырьков в более крупные в конце зарядки или во время процесса плавающей зарядки. По мере того, как пузырьки продолжают расти, они расширяются в сепаратор AGM, и сернокислый электролит в больших порах сепаратора разряжается, образуя газовый канал, и кислород переносится от положительного электрода к отрицательному.

Рисунок 10. Батарея VRLA

Следовательно, только когда давление кислорода, создаваемое положительным электродом, достигает определенного уровня, в сепараторе AGM образуется ряд кислородных каналов. После того, как газ передается на отрицательный электрод, он поглощается отрицательным электродом, и выпущенная жидкость серной кислоты будет повторно занимать газовый канал в сепараторе AGM до тех пор, пока пузырьки, образующиеся на поверхности положительного электрода, снова не вырастут, образуя газ. канал.Следовательно, в батарее AGM проход газа от положительного электрода через сепаратор к отрицательному электроду может быть нестабильным или прерывистым.

В аккумуляторе AGM из-за того, что после добавления сернокислотного электролита в сепаратор давление сборки значительно снижается, а поверхность электродной пластины и сепаратора неровная, так что всегда остается относительно большой зазор между электродной пластиной и сепаратором. Прямая передача кислорода от положительного электрода к отрицательному затруднена, поэтому в батареях AGM значительное количество кислорода переносится вертикально.Поскольку размер пор полярной пластины меньше, чем у сепаратора AGM, в полярной пластине остается больше электролита.

Свинцовый и отрицательный электроды на боковых пластинах группы полюсов батареи не покрыты коллоидами и т. Д., И легко сформировать трехфазную границу раздела газа, жидкости и твердого вещества. В батарее AGM реакция между свинцом и анодом и кислородом происходит не только на поверхности между положительной и отрицательной пластинами, но также происходит циркуляция значительного количества кислорода на отрицательных пластинах за пределами группы полюсов.Быстрая рекомбинация кислорода на боковой панели группы полюсов также делает общее давление в газовой камере внутри батареи ниже, чем у гелевой батареи. Сообщается, что полосы жесткости на внутренней стенке аккумуляторного бака могут значительно повысить эффективность циркуляции кислорода.

Рис. 11. Аккумулятор AGM

При исследовании гелевой батареи было обнаружено, что в гелевой батарее с увеличением времени использования и образованием микротрещин в коллоиде общее давление в газовой камере в гелевой батарее выше, чем общее Давление в газовой камере батареи AGM находится в равновесии, вертикальная передача кислорода в этом направлении подавлена.В гелевой батарее при увеличении времени использования силиконовый гель высыхает, образуя мелкие трещины, тем самым образуя канал для переноса кислорода от положительного электрода к отрицательному. В гелевых батареях при нормальной работе, поскольку и положительная, и отрицательная пластины покрыты гелем, скорость реакции соединения кислорода на отрицательной пластине на стороне группы полюсов чрезвычайно мала.

Сложная реакция кислорода на отрицательном электроде в основном происходит на пластине отрицательного электрода, соответствующей пластине положительного электрода.То есть в основном используется горизонтальная передача. Кроме того, в гелевых батареях насыщение электролитом имеет важное влияние на режим передачи кислорода.

Когда насыщение выше 91,5%, режим передачи — это в основном вертикальная передача; когда насыщенность ниже 91,5%, в основном горизонтальная передача. В кислородном цикле гелевой батареи передача кислорода в вертикальном направлении медленнее, чем в батарее AGM; По сравнению с батареей AGM, гелевый аккумулятор более способствует горизонтальной передаче кислорода.В гелевой батарее, поскольку это газовый канал, образованный в результате сухого крекинга геля, канал передачи газа в основном стабилен.

VI AGM по сравнению с гелевыми батареями: стоимость

Стоимость гелевых батарей выше, чем у AGM, с точки зрения оборудования, сепараторов и материалов:

Во-первых, стоимость оборудования. I При производстве гелевых батарей необходимо не только оборудование для раздачи клея, но и специальное оборудование для заливки клея.Из-за использования гелевого электролита явление гелеобразования может возникать из-за высокой вязкости гелевого электролита, поэтому требования к управлению производственным процессом полностью отличаются от производственного процесса батареи AGM, процесс более сложен, а технология сложно освоить.

Во-вторых, стоимость сепараторов. В гелевой батарее используется микропористый пластиковый сепаратор, который требует высокой пористости, хорошей прочности и тонкой толщины. Стоимость качественного микропористого сепаратора относительно высока.Для аккумуляторов AGM сепаратор изготовлен из ультратонкого стекловолокна, процесс производства относительно прост и невысок.

В-третьих, стоимость материалов. Расчетный запас электролита гелевой батареи обычно больше. Это не только увеличивает количество силиконового геля, но и требует больше электролита серной кислоты. Общий вес сернокислотного электролита и силикагеля больше, а стоимость материала выше.

Следовательно, общая стоимость гелевого аккумулятора высока.Что касается батареи AGM, процесс производства относительно прост, процесс лучше контролируется, а батарея легче, поэтому стоимость ниже, чем у гелевой батареи.

Рис. 12. AGM и гелевые батареи: стоимость

VII Заключение

Из вышеприведенного сравнительного анализа видно, что AGM-батареи и гелевые батареи — это два типа батарей, изготовленных с использованием различных дизайнерских идей.

Для аккумуляторов AGM для фиксации электролита используются сепараторы AGM, которые, как правило, состоят из обедненного электролита и плотной сборки, что делает аккумулятор легче и имеет лучшие характеристики разряда при большом токе.Из-за низкого количества кислоты требуется серная кислота высокой плотности. Срок службы батарей AGM относительно невелик, а стоимость производства относительно невысока.

Для гелевой батареи она имеет конструкцию с высоким содержанием жидкости, количество используемого сернокислотного электролита велико, плотность серной кислоты относительно редка, характеристики батареи более стабильны, срок службы больше, а стоимость производства выше.

VIII AGM в сравнении с гелевыми батареями Тест

Рисунок 13.Викторина

1. Что такое гелевый аккумулятор?
Гелевый аккумулятор (часто называемый гелевым аккумулятором) — это свинцово-кислотный аккумулятор с регулируемым клапаном. Когда электролит смешивается с серной кислотой и кремнеземом, он становится относительно неподвижным гелеобразным веществом.

2. Что лучше AGM или гелевый аккумулятор? Аккумуляторы
AGM сравнительно дешевле, чем гелевые аккумуляторы, но они имеют более длительный срок службы и при необходимости предлагают большие импульсы тока. Эти батареи лучше всего подходят для использования с высокой мощностью, например, в спортивных автомобилях.

3. В чем преимущества гелевого аккумулятора?
Эти типы батарей будут эффективно работать при температуре от -40 градусов по Фаренгейту до 140 градусов по Фаренгейту. Кроме того, их гелевый состав позволяет им лучше противостоять коррозии, ударам и вибрации. Более медленная разрядка для более длительного срока службы.

4. Является ли AGM гелевой батареей? Аккумуляторы
AGM (Absorbed Glass Mat) и гелевые аккумуляторы являются примерами VRLA (свинцово-кислотных аккумуляторов с клапанным регулированием)…. В просторечии термин гелевый аккумулятор используется для обозначения как AGM, так и гелевых аккумуляторов. Батареи AGM также могут называться «мембранными», «с недостатком электролита» или «сухими» батареями.

5. Стоит ли лишних денег батарея AGM?
Определенно стоит своих денег. Самый большой плюс в том, что они держат заряд. Осенью можно заряжать, весной он еще заряжен на 100%. Я знаю, что моя прослужила немного дольше, чем мои старые свинцовые батареи… при этом я никогда не тратил деньги на свинец, как сейчас на AGMS.

Альтернативные модели

Часть	Сравнить	Производителей	Категория	Описание
Производитель.Номер детали: 5962-9176404M3A	Сравнить: DAC8413BTC / 883C VS 5962-9176404M3A	Изготовители: ADI	Категория: Цифро-аналоговый	Описание: ЦАП 4CH R-2R 12Bit 28Pin LCC
Производитель.Номер детали: 5962-9176403MXA	Сравнить: DAC8413BTC / 883C VS 5962-9176403MXA	Изготовители: ADI	Категория: Цифро-аналоговый	Описание: DAC 4CH R-2R 12Bit 28Pin CDIP Tube
Производитель.Номер детали: DAC8413AT / 883C	Сравнить: DAC8413BTC / 883C VS DAC8413AT / 883C	Изготовители: ADI	Категория: Цифро-аналоговый	Описание: DAC 4CH R-2R 12Bit 28Pin CDIP Tube
Производитель.Номер детали: DAC8413BTC / 883C	Сравнить: Текущая часть	Изготовители: ADI	Категория: Цифро-аналоговый	Описание: ЦАП 4CH R-2R 12Bit 28Pin LCC

Глоссарий по батареям

| Гель | Мокрый | Затопленные

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи — самая старая форма аккумуляторных батарей.Перезаряжаемые батареи также называют «вторичными батареями».

Этот тип батареи примечателен тем, что он содержит жидкость в незапечатанном контейнере, что требует, чтобы батарея держалась в вертикальном положении, а место было хорошо вентилируемым, чтобы гарантировать безопасное рассеивание газообразного водорода, выделяемого этими батареями во время перезарядки.

Несмотря на очень низкое отношение энергии к весу и низкое отношение энергии к объему, их способность обеспечивать высокие импульсные токи означает, что элементы поддерживают относительно большое отношение мощности к весу.Эти особенности, наряду с их низкой стоимостью, делают их привлекательными для использования в автомобилях, поскольку они обеспечивают высокий ток, необходимый для автомобильных стартеров.

Узнайте больше о разнице между автомобильными аккумуляторами и аккумуляторами глубокого разряда.

Лицензия: Некоторая информация на этой странице была взята из Википедии и поэтому выпущена под лицензией CC-BY-SA.

Аккумуляторы с жидким электролитом или залитые батареи

Аккумуляторы с жидким электролитом или с затопленным аккумулятором работают с жидким раствором электролита (аккумуляторная кислота), покрывающим все внутренние части.Батареи с влажными элементами выделяют газ при перезарядке. Этот газ должен улетучиваться, поэтому некоторые называют этот тип батареи вентилируемой батареей . Некоторые типы влажных батарей заявляют, что они «герметичны». Это батареи типа VRLA (см. Ниже).

Влажные элементы до сих пор широко используются в автомобилях, стационарных (больших) источниках бесперебойного питания и, конечно же, в автономных энергосистемах.

Сухие элементы или герметичные батареи

Сухие элементы или герметичные батареи составляют большинство батарей, используемых в доме, и встречаются во многих предметах домашнего обихода, включая фонарики, игрушки, радио, фотоаппараты, электроинструменты, мобильные телефоны и портативные компьютеры.

«Сухой элемент» — это антоним аккумуляторов с жидким электролитом. Компания Rainbow Power воздерживается от использования термина «сухой элемент», поскольку он может вводить в заблуждение. Во-первых, сухие батареи не такие сухие, как следует из названия: они содержат влагу в пасте или коврике. Во-вторых, мокрые батареи обычно поставляются без кислоты, которая буквально делает их сухими. (Предостережение: использование влажных батарей в «сухом» состоянии приведет к «мертвым» батареям)

«Герметичный» также немного вводит в заблуждение, поскольку ни один свинцово-кислотный аккумулятор не является действительно герметичным.В большинстве случаев герметичная батарея рекомбинирует кислород, образующийся на положительных пластинах, с водородом отрицательных пластин. Однако аккумулятор может создавать избыточное давление, которое необходимо сбросить, чтобы предотвратить взрыв.

Поэтому мы предпочитаем термин «свинцово-кислотная батарея с клапанной регулировкой» (VRLA). См. Следующую вкладку.

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи с клапанной регулировкой

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи с клапанной регулировкой (или аккумуляторные батареи VRLA) представляют собой улучшенный тип аккумуляторных батарей с жидким электролитом. Благодаря своей конструкции батареи VRLA не требуют регулярного добавления воды в элементы и обычно рекламируются как батареи, не требующие обслуживания.Аккумуляторы VRLA далее классифицируются как:

• Аккумуляторы с абсорбированным стеклом (AGM)
• Гелевые аккумуляторы

Эти аккумуляторы часто называют герметичными свинцово-кислотными аккумуляторами , но они всегда содержат предохранительное давление. предохранительный клапан. В отличие от батарей wet (также называемых затопленными батареями ), VRLA не может пролить свой электролит, если его перевернуть. Поскольку аккумуляторы AGM VRLA используют гораздо меньше электролита (аккумуляторной кислоты), чем традиционные свинцово-кислотные аккумуляторы, их также иногда называют конструкцией с «кислотным голоданием».

Батареи из абсорбированного стекломата

Батареи из абсорбированного стекломата (AGM) изначально были разработаны для военных как термостойкий и устойчивый к вибрации источник питания. Эти батареи удерживают электролит на сепараторе стекломата.

Некоторые преимущества перед аккумуляторными батареями с жидким электролитом:

• отсутствие разливов кислоты
• низкие эксплуатационные расходы (не требуется дозаправка)
• устойчивость к температуре (работа при -20 ° C)
• устойчивость к вибрации
• они могут быть (иногда! ) разряжены намного глубже без серьезных повреждений
• они могут заряжаться намного быстрее

Гелевые батареи

Гелевые батареи (также известные как «гелевые элементы») представляют собой батареи типа VRLA с «гелеобразным» электролитом.В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов с жидким электролитом, эти аккумуляторы не нужно хранить в вертикальном положении. Гелевые батареи уменьшают испарение электролита, утечку (и последующие проблемы с коррозией), характерные для батарей с жидкими элементами, и обладают большей устойчивостью к экстремальным температурам, ударам и вибрации. По химическому составу они такие же, как мокрые (не герметичные) батареи, за исключением того, что сурьма в свинцовых пластинах заменена кальцием.

Литиевые батареи

Литиевые батареи — это одноразовые неперезаряжаемые батареи (или «первичные» батареи), которые используются в небольших устройствах, таких как калькуляторы или таймеры, и известны своим долгим сроком службы.Их также называют литий-металлическими батареями. RPC не продает литий-металлические батареи или первичные батареи в этом отношении. Термин «Литиевые батареи», однако, также иногда (неправильно) используется в качестве заголовка для различного химического состава перезаряжаемых литий-ионных батарей.

Литий-ионные батареи

Литий-ионные батареи, или сокращенно Li-ion, представляют собой аккумуляторные батареи с очень высокой плотностью энергии. Это приводит к меньшему размеру и весу батарей по сравнению с батареями других технологий или химического состава.У них также очень низкая скорость саморазряда, а это означает, что они имеют длительный срок хранения; Фактически, литий-ионные батареи остаются почти полностью заряженными даже после многих недель хранения. Самым большим преимуществом является высокая емкость заряда и разряда. Литий-ионные аккумуляторы могут обеспечивать до 100% своей номинальной емкости.

Существует несколько типов литий-ионных батарей с различным химическим составом и другими характеристиками. Компания RPC рекомендует использовать фосфат лития-железа для автономных солнечных систем.

Литий-железо-фосфатные батареи

Литий-железо-фосфатные батареи или LiFePO ₄ Батареи представляют собой литий-ионные батареи с плотностью энергии, которая немного ниже, чем у других литий-ионных аккумуляторов (например, LiCoO ₂ ) так как они имеют более низкое рабочее напряжение. Однако из-за химического состава катода из фосфата железа LiFePO ₄ практически негорючие — даже при быстрой зарядке или разрядке. Этот аспект безопасности дает литий-железофосфату преимущество перед другими химическими веществами, поскольку в домашних условиях часто встречаются всплески высоких токов.Кроме того, LiFePO ₄ может обеспечивать более высокие пиковые токи, чем другие литий-ионные батареи.