Абсорбированный электролит – Разница между AGM, гелевой и обычной кислотной батареей — showtamtam.ru

Содержание

Разница между AGM, гелевой и обычной кислотной батареей

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

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

1. Батареи первого поколения — батареи с жидким электролитом.

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

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

2. Батареями второго поколения стали герметизированные гелевые батареи (Gelled Electrolite).

В таких батареях кислотный электролит находится в гелеобразном состоянии благодаря добавлению в него соединений кремния. Гелевый электролит позволяет добиться полной герметичности батареи, так как все газовыделение происходит внутри сильно развитой системы пор в массе геля. Это решает проблему необслуживаемости АКБ.

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

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

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

3. Батареи третьего поколения — это герметизированные батареи с абсорбированным сепараторами электролитом.

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

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

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

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

mmoto.tk

Какая разница между AGM, гелевой и обычной жидкокислотной батареей?

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

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

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

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

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

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

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

hyperauto.ru

Аккумуляторы AGM и GEL (гелевые): что выбрать?

При решении задачи по бесперебойному питанию часто сталкиваются с непростым выбором между аккумуляторами AGM и GEL.Разобравшись в особенностях технологий изготовления АКБ и эксплуатационных характеристиках, мы сможем сделать выводы о сфере оптимального применения.

AGM технология аккумуляторных батарей

AGM расшифровывается как Absorbent Glass Mat и означает “абсорбирующее стекловолокно”. По сути, это обычные свинцово-кислотные аккумуляторы, только в них электролит находится не в виде свободно перетекающей жидкости, а в виде обильно пропитанной раствором серной кислоты стекловаты (своеобразный подгузник для электролита ). Что это даёт:

Есть место для выделяющегося в процессе заряда водорода – он “запирается” в стекловолокне. Иными словами газ полностью рекомбинируется внутри АКБ. Это позволяет безопасно использовать AGM АКБ в помещении.
Герметичная конструкция позволяет их эксплуатировать в любом положении
Не требуют обслуживания, но это не исключает необходимости переодической “тренировки” батарей

AGM технология

Специально для наших читателей мы не пожалели и распилили популярную батарейку CSB GP 12120, давайте посмотрим что у неё внутри:

Распил CSB GP 12120

Свинцовые пластины с абсорбированным стекловатой электролитом

Сам AGM – обильно пропитан электролитом

Свинцовая пластина

Gel технология

Конструктив гелевого аккумулятора аналогичен AGM, но электролит абсорбирован не стекловолокном, а загущен при помощи силикагеля (SiO2). Гель удерживает в своей структуре электролит, поддерживая целостность свинцовых пластин. Движение молекул электролита происходит через микропоры гелевой структуры.

Теперь давайте сравним характеристики и стоимость аналогичных аккумуляторов, сделанных по разной технологии. На основании дата-листов (ТТХ) и опроса инженера произведем сопоставления характеристик на примере аккумуляторов Delta и Challenger.

1) Заряд

Классическим для свинцово-кислотных АКБ считается ток заряда 0,1С или 10% от ёмкости аккумулятора, но максимальный допустимый ток заряда у AGM и гелевых аккумуляторов различный:

Заряд максимальным током несколько сокращает срок жизни аккумулятора (на 5-7%), но может быть очень кстати в случаях, когда зарядить батарею требуется быстро. Например, при работе в гибридных системах с генератором. Таким образом, минимально возможное время заряда (с учетом КПД) для полностью севшего AGM аккумулятора составит около 6 часов, а у GEL – 8 часов.

2) Кол-во циклов

Давайте сравним количество циклов для АКБ различного типа по двум различным сериям

Delta HR 12-100 (AGM): 100 % DOD – 275 циклов, 50% – 575 циклов, 30% – 1325 циклов

Delta GX 12-100 (GEL): 100% – 325 циклов, 50% – 700 циклов, 30% – 1850циклов

Delta DTM 12-200 L (AGM): 100% – 275 циклов, 50% – 550 циклов, 30% – 1200 циклов

Delta GX 12-200 (GEL): 100% – 325 циклов, 50% – 700 циклов, 30% – 1850 циклов

Итак, разница в цикличности между сериями HR (AGM) и GX (GEL) при DOD 50% – 21,7% в пользу последнего; между DTM и GX: 27,2% в пользу последнего.

Для объективности представим график и данные по АКБ Challenger серия A (AGM) и G (GEL) при разряде до 80%

Challenger A12-200 – 80% DOD – 525циклов
Challenger G12-200 – 80% DOD – 645циклов
Разница в 19%.

3) Текущая розничная цена и стоимость цикла

Из-за нестабильного курса пришлось указать в ненавистных долларах. В соотношении с количеством циклов при разряде 50%:

У Challenger:

4) Глубокий разряд

Гелевый аккумулятор благодаря использованию загустителя электролита более устойчив к глубоким разрядам, иными словами разряд до 1.6В/эл (9,6В) наносит меньше вреда для аккумулятора. Глубокий разряд батарей присущ альтернативной энергетике (солнечные панели, ветряки), в буферных режимах ИБП и инверторы не допускают разряд аккумулятора ниже 10.5В.

5) Срок жизни

Срок жизни аккумулятора относительно абстрактная вещь ввиду того, что провести профессиональное исследование с параллельной эксплуатацией выборки двух типов АКБ различных серий длительностью 10-12 лет и сопоставить его результаты сложно и затратно. В документации срок жизни аккумуляторов указан одинаковый. Ввиду этого, мы должны опираться на косвенные данные, которые нам дают инженеры производств, мнение которых основывается на особенностях технологий изготовления. Итак:

DTM – стандартный аккумулятор AGM
HR и HRL – отличается составом электролита, в который добавлены специальные присадки, которые увеличивают энергоотдачу и замедляют процесс сульфатации и коррозии свинцовых пластин аккумулятора, заметно продлевая срок его службы
Gel – электролит загущен силикагелем

На основании опроса экспертов, рейтинг жизнеспособности и сроков работы в буферном режиме от меньшего к большему выстраивается так:

GX – ориентир на цикличность
DTM L – присадки Long Life
HR – присадки + высокая энергоотдача

Выводы

AGM аккумуляторы имеют преимущество в системах требующих быстрого заряда аккумуляторов, например, в случае гибридных схем “инвертор+генератор” (мы сокращаем время работы генератора и увеличиваем время тишины), т.к. выдерживают больший зарядный ток.
В случае решения задачи автономного питания на базе солнечных панелей или ветрогенератора при достаточности бюджета гелевые аккумуляторы предпочтительнее, так как устойчивы к глубокому разряду и имеют больше ресурс циклов заряда-разряда.
Для работы в буферном режиме, т.е. в системах резервного питания на базе ИБП, инверторов предпочтение следует отдавать AGM-технологии, т.к. батарейный банк получается дешевле и он дольше прослужит (срок жизни аккумуляторов при буферном режиме исчисляется в годах, а не в циклах). Самая живучая серия аккумуляторов HR и HRL благодаря различным присадкам в электролит, снижающим процессы разрушения свинцовых пластин.
В мощных системах с высокими токами разряда и автономией до 30 минут рекомендуется использование серий HR и HRL, т.к. эти АКБ обладают самой большой энергоотдачей в единицу времени при коротких циклах.

Наше видео с семинара по обучению партнеров. Технологии AGM и Gel

Оставляйте комментарии и задавайте вопросы!

tok-shop.ru

Необслуживаемые аккумуляторы: Жидкостные, Гелевые и AGM

В настоящее время производителями выпускаются так называемые необслуживаемые аккумуляторы (maintenance free battery) — это относится к способам ухода за электролитом, то есть не требуется долива воды в течение всего срока службы батареи. Такие аккумуляторы бывают различных типов: Жидкостные, Гелевые и AGM. Начнем с того, что это все кислотные аккумуляторы и принцип их работы не отличается от друг от друга.

12-ти вольтовый Аккумулятор состоит из шести ячеек, в которых находятся электродные блоки, состоящие из пластин (решеток) положительных и отрицательных с нанесенной на них активной массой и разделенных между собой сепаратором, все это залито электролитом. Процесс образования (выработка) электричества происходит при химическом взаимодействии между активной массой, нанесенной на решетки и электролитом.

Основное принципиальное отличие Обычных жидкостных, Гелевых (GEL) и VRLA или SLA созданных по AGM технологии батарей заключается в физическом состоянии электролита:

Обычные аккумуляторы имеют — жидкий электролит.
Гелевые (GEL) — загущенный электролит до нетекучего состояния с помощью специальных присадок.
VRLA или SLA, произведенные по AGM технологии — электролит абсорбирован (впитан) в сепаратор.

Решетки электродов, удерживающие активную массу, легируют сурьмой и мышьяком. Добавки улучшают технологичность литья, повышают твердость и коррозионную стойкость электродов. В то же время сурьма способствует повышенному расходу воды и снижению ЭДС батареи в процессе эксплуатации.

Дальнейшее развитие привело к снижению доли сурьмы в составе сплава, из которого льют решетки. Это привело к появлению малообслуживаемых аккумуляторов (малосурьмянистые технологии), так же увеличился срок службы батареи. Затем из отрицательных пластин сурьму вытеснил кальций. Появились «Гибридные» аккумуляторы стали требовать долива еще реже.

Применение кальция в положительных и отрицательных пластинах (кальциевые технологии) привело к появлению батарей, теоретически не требующих долива на протяжении всего срока эксплуатации. Однако такие батареи выходят из строя от глубоких разрядов. Чтобы повысить стойкость, в свинцово-кальциевый сплав положительных пластин стали добавлять серебро. Применение лабиринтных крышек и пробок, конденсирующих остатки испарения воды и возвращающих ее обратно в аккумулятор, привело к появлению полностью необслуживаемых батарей в течение всего срока их жизни.

Гелевые аккумуляторы появились с началом освоения космоса. Гель, получающийся в результате добавления в серную кислоту двуокиси кремния, позволяет добиться полной герметичности батареи, так как все газовыделение происходит внутри пор в массе геля. Таким батареям нет равных по стойкости к глубоким разрядам, они намного долговечнее традиционных. Но распространения у автомобилистов гелевые аккумуляторы не получили по причине очень высоких требований к бортовому электрооборудованию и из-за резкого падения пускового тока на холоде.

Наиболее современная технология (AGM) вновь вернулась к жидкой кислоте, но теперь электролит удерживается в порах сепаратора из ультратонких стеклянных волокон. Такая конструкция позволяет не только герметизировать корпус, но и сохранить работоспособность батареи даже в случае повреждений наружной оболочки. AGM-батареи нечувствительны к колебаниям температуры, очень стойки к глубоким разрядам, долговечны, виброустойчивы и могут работать хоть лежа на боку, но боятся перезаряда.

ОСОБЕННОСТИ ГЕЛЕВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

Гелевый электролит заполняет пространство между пластинами аккумулятора, но сепаратор не исключается. Рекомбинация газов в гелевых аккумуляторах имеет эффективность до 97%. Гель эффективнее фиксирует материал пластин, снижая их износ в режимах глубоких разрядов, поэтому циклический ресурс гелевых аккумуляторов в 2-3 раза выше, чем у обычных, поэтому их целесообразно применять в тех случаях, где такое применение (циклический режим с глубоким разрядом) востребовано. Гелевые аккумуляторы также могут эксплуатироваться в любом положении (кроме перевернутого), имеют несколько меньший саморазряд, поэтому гелевые аккумуляторы предпочтительно использовать в тех режимах, где разряд производится малым током на протяжении длительного времени.

В гелевом электролите ионы имеют худшие показатели подвижности (в силу большей плотности среды), что отрицательно сказывается на динамических разрядных и зарядных характеристиках гелевых аккумуляторов. Более того, может наблюдаться временный провал в напряжении при резком увеличение нагрузки, что может приводить к неадекватному поведению оборудования; поэтому следует с осторожностью применять гелевые аккумуляторы в системах управления током и т.п. устройствах с коммутацией быстроизменяющихся токов. Гелевые батареи очень чувствительны к качеству зарядки аккумуляторы с гелем внутри можно применять лишь там, где бортовая электрика позволяет очень точно поддерживать режим заряда. Куда там, на отечественных автомобилях даже с исправным реле-регулятором напряжение «гуляет» с 13 до 16 вольт! Да и на большинстве иномарок немногим лучше. А уж если реле-регулятор из строя выйдет, то гелевый аккумулятор можно сразу выбрасывать. Не зря же на нем написано: напряжение заряда не более 14,4 В. Если больше, то гель тает как холодец в тепле и обратно уже не восстанавливается. И вот еще что: у настоящих гелевых батарей, конечно, может быть огромный ток, но только летом. Гель и так вязкий, а на морозе он совсем застывает. В результате характеристики падают наполовину и больше.

Зарядка гелевых аккумуляторов ограничивается очень малыми токами, в противном случае возникает опасность «вспучивания» геля избыточными газами из-за меньшей эффективности рекомбинации и ограниченной теплопроводности. Гелевые аккумуляторы предпочтительней питать от зарядных устройств с высоким качеством напряжения (стабильность, минимум пульсаций) во избежание перезаряда и перегрева, они не переносят даже кратковременных коротких замыканий — любое КЗ (например, при установке аккумулятора Вы случайно замкнули на долю секунды два полюса металлическим гаечным ключом) моментально выводит аккумулятор из строя.

Высокие вибрации приводят к разжижению геля и стеканию его с пластин. Как видим, гелевые аккумуляторы «лушче» (если так можно сказать), только в плане повышенного циклического ресурса и меньшего % саморазряда. К тому же такой тип батарей самый дорогой.

СВИНЦОВО—КИСЛОТНЫЕ, ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫЕ, КЛАПАННО-РЕКОМБИНАЦИОННЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ (VRLA или SLA)

VRLA (Valve Regulated Lead Acid) в переводе с английского — Клапанно-Регулируемые Свинцово-Кислотные;
SLA (Sealed Lead Acid) — Герметизированные Свинцово-Кислотные;
AGM (Absorbent Glass Mat) — это технология изготовления свинцово-кислотных аккумуляторов, созданная инженерами Gates Rubber Company в начале 1970-х годов. Пористый сорбент из стекловолокна (AGM) — впитывающий сепаратор, использующийся между пластинами в VRLA-батарее.

Особенность аккумуляторов типа VRLA — отсутствие необходимости долива воды в течение всего срока службы и практически полное отсутствие выделения газов (водорода и кислорода) — продуктов электролиза воды, входящей в состав электролита. Поэтому их нередко называют герметизированными необслуживаемыми. Незначительное обслуживание, тем не менее, необходимо: прежде всего, визуальный осмотр, протирание от пыли, подтяжка соединений и контроль напряжений.

Благодаря особенностям конструкции и составу материалов пластин, сепараторов и электролита продукты электролиза воды — молекулы водорода и кислорода — в аккумуляторах данного типа рекомбинируют, превращаясь в молекулы воды и возвращаясь в состав электролита.

Коэффициент рекомбинации при нормальных условиях эксплуатации достаточно высок и может достигать >99 %. Поэтому лишь очень незначительная часть непрорекомбинировавших газов накапливается внутри корпуса аккумулятора и затем при превышении заданного уровня давления стравливается в атмосферу через специальные клапаны.

Преимущества:

Устойчивость к вибрации, возможность установки в любом положении и в отсутствии необходимости обслуживать, высокий пусковой ток.
Конструкция не требующая обслуживания.
Конструкция герметична и имеет клапанную регулировку, предотвращает утечку кислоты и коррозию клемм.
Более безопасная работа: при правильной зарядке батарей исключается возможность выделения газов и опасность взрыва.
Герметичная конструкция позволяет устанавливать батарею почти в любом положении (однако установка вверх дном не рекомендуется).
Уверенная работа при низких температурах (ниже − 40*С), низкий саморазряд (всего на 15 — 20% за год простоя), полная необслуживаемость и долгий, до 12 — 15 лет, срок службы.
Повышенная виброустойчивость увеличивает срок службы.
Они обеспечивают число полных (70%) циклов разряда около 500 раз.

Недостатки:

Не должны храниться в разряженном состоянии, напряжение не должно упасть ниже 10,8 В. Крайне чувствительны к превышению напряжения заряда.
Для заряда батарей изготовленных по технологии AGM, желательно использовать специальное зарядное устройство с соответствующими параметрами заряда, отличными от заряда классических аккумуляторов с жидким электролитом. AGM-батареи не такие «капризные» как гелевые, но тоже требуют внимания к состоянию генератора и реле-регулятора. Дело в том, что в аккумуляторах этого типа конструктивно очень мало электролита, и если он выкипит, то долить невозможно.
Высокая цена.

Аккумуляторы, производимые с использованием технологии AGM, изготавливаются в спиральной или плоской конфигурации. Спиральные элементы обладают большей площадью поверхностного контакта, что даёт возможность кратковременно выдавать большие токи и быстрее заряжаться. Однако обратной стороной является уменьшение удельной ёмкости аккумулятора (соотношение электрической ёмкости и размеров) по сравнению с плоской конфигурацией. Обе технологии являются перспективными. В настоящий момент наиболее распространены автомобильные аккумуляторы AGM с плоской конфигурацией блоков. Спиральные блоки SpiraCell запатентованы компанией Johnson Controls для серии Optima и не могут использоваться без её разрешения, в отличие от плоских блоков. У спиральных батарей выше характеристики токоотдачи и меньшее внутреннее сопротивление из-за большей рабочей поверхности пластин при тех же внешних габаритах батареи. Простым языком говоря, они мощнее.

Свинцовые аккумуляторы со связанным электролитом, изготовленные по технологии AGM, появились около 40 лет назад — их изобрели для работы в буферном режиме в стационарных системах бесперебойного электроснабжения. Такие батареи хороши с точки зрения безопасности, поскольку практически не выделяют в атмосферу образующиеся при зарядке газы. В 90-х годах прошлого века технология AGM прижилась в автоспорте. Во-первых, вновь из-за безопасности — теперь уже благодаря полностью герметичному корпусу аккумулятора, исключающему вытекание электролита при аварии. А во-вторых, из-за компактности — благодаря малому сопротивлению не изолирующих, а пропитанных электролитом сепараторов большой пусковой ток они выдают при меньшей емкости, то есть с меньшим количеством пластин в пакете. На обычных автомобилях AGM-аккумуляторы появились больше десяти лет назад. В настоящий момент автомобильные стартерные батареи AGM используются в качестве источника питания системы «Старт-Стоп», которой оснащается ряд моделей автомобилей ведущих производителей из-за возможности быстро и отдавать, и принимать большое количество энергии, способности безболезненно выдерживать глубокие разряды (при периодических разрядах больше 50% АGМ — батарея прослужит вчетверо дольше обычной) и не деградировать при частых циклах разрядов-зарядов. Ведь стекловолоконные маты вдобавок ко всему механически удерживают активную массу на пластинах, не давая ей осыпаться. Именно поэтому на машинах с системой «Старт-Стоп» подобный аккумулятор способен проработать четыре-пять лет, а не два-три года, как обычный «жидкий».

Ещё почитать:

Гель или AGM?
Аккумуляторы GEL, AGM и особенности их обслуживания

www.avtomotiv.ru

что это такое, как правильно зарядить agm аккумулятор, технология изготовления

Свинцовые батареи AGM (Absorbent Glass Mat – “впитывающая стеклоткань”) – это дальнейшее улучшение технологии аккумуляторных батарей, классических сернокислотных АКБ. Благодаря своим преимуществам, они заняли прочное место в ряду уже известных типов батарей.

Моноболочная герметичная батарея AGM

Что такое AGM свинцовый аккумулятор

В традиционных аккумуляторах электролит в элементе батареи (банке) содержится в жидком состоянии. AGM батареи используют вместо наливной жидкости материал из специального стекловолокна с высокой пористостью. Размеры пор в ней порядка десятых долей микрона. Такая жидкость не плещется внутри банок при толчках и не вытекает при наклонах. В то же время обеспечивается ионная проводимость при малом внутреннем сопротивлении, как и в обычных аккумуляторах. Причем внутреннее сопротивление аккумуляторов AGM ниже, чем у обычных.

Аккумуляторы по технологии AGM применяют для пуска автомобильных двигателей, устройств бесперебойного питания, аппаратуры связи, дежурного освещения и т.д. До недавнего времени использовались в электротранспорте.

Вид элемента с наполнителем в разрезе

Стекловолоконная набивка элементов заполнена электролитом не полностью, остается некоторое пространство для рекомбинации электролизных газов. Если ток заряда немного превышает паспортные значения, эти газы выделяются (водород и кислород при перезаряде) в незначительном количестве. Однако, этого хватает, чтобы вздулся и сломался корпус. Поэтому в батарее установлен предохранительный клапан.

Такие батареи относятся к типу VRLA (Valve-Regulated Lead-Acid – свинцово-кислотные с клапаном защиты). Клапан выпускает избыток газа и закрывается. В зависимости от конструкции корпуса батареи клапан может быть общим для всех отсеков или на каждом элементе есть свой.

Система клапанов для сброса газов

Расположение электродов в АКБ обычно плоское. Это пакет параллельных пластин, разделенных непроводящими сепараторами. AGM аккумулятор может быть выполнен и с цилиндрическим, точнее, спиральным расположением электродов. Это вдвое повышает наибольшее рабочее давление внутри элемента, которое может, в этом случае, достигать 2.7 кг/см². Спиральное расположение было запатентовано в США и до сих пор владелец не продал лицензию в Европу или Азию, так что на российском рынке такие аккумуляторы практически не найти.

Несмотря на это, батареи с плоским расположением электродов имеют свои плюсы. У них более продолжительный срок службы. Ток, отдаваемый плоскими банками, ниже, чем у цилиндрических, примерно в полтора раза. Однако и в этом случае, такой аккумулятор способен давать ток в 500-900 Ампер. (Сравните с 200-300 А для заливной стартерной батареи.) Повышенный ток, отдаваемый в нагрузку, объясняется меньшей, чем у наливных банок поляризацией, электродов.

Явление поляризации состоит в том, что электроды покрываются мельчайшими пузырьками газа, из-за этого понижается площадь контакта с электролитом и, естественно, снижается ток. Обычно поляризация начинает проявляться не сразу, а спустя несколько секунд после подачи большой нагрузки. Так что, если двигатель “не подхватил”, то приходится ждать некоторое время.

В аккумуляторах, сделанных по технологии AGM, волокнистая набивка моментально впитывает пузырьки газа. Это происходит за счет капиллярных сил, можно сказать, что наполнитель “вытирает” пластины от пузырьков. Поэтому высокая токовая отдача значительно продлена по времени, сравнительно с чисто жидким вариантом элемента. В этом состоит основная фишка аккумуляторов AGM. Вряд ли стоит уточнять, как это сказывается при заводке авто.

Тем не менее, не стоит верить утверждениям относительно чудесных свойств AGM в зимний период. Низкая температура действует на такие батареи по всем законам физической химии и ничуть не улучшает их свойства по сравнению с классическими банками.

Плюсы и минусы

Преимущества следующие:

в 1.5 раза больший ток;
работа в наклонном положении;
не вытекает кислота;
не требуется доливать электролит.

Недостатки – такие же как у всех свинцовых батарей: большой вес (примерно на 30% тяжелее обычных), сравнительно невысокая емкость (по сравнению с литиевыми), низкая экологичность, как у всех свинцовых аккумуляторов.

Аккумуляторы различных конструкций

Как выбрать?

При выборе аккумулятора AGM нужно исходить из пускового тока, которого требует стартер у покупателя. Поскольку аккумулятор AGM дороже обычного, его приобретение должно быть оправдано. Если на автомобиле стоит дизельный двигатель, и он хранится в гараже при температуре не ниже -20°C то тогда стоит покупать. Жителям теплых краев такая батарея, конечно, тоже не помешает, но можно обойтись и без нее.

При пуске от AGM в среднем отбирается не больше 1% заряда, так что этот аккумулятор будет подходящим тем, кто вынужден часто глушить и заводить двигатель.

Режимы эксплуатации аккумуляторов AGM

Для правильной эксплуатации необходимо понимать, как заряжать аккумулятор. Аккумуляторная батарея может находиться в одном из трех состояний:

хранение;
заряд;
разряд.

Состояние заряда тоже подразделяется на несколько этапов, что вызвано химическими особенностями процесса заряда:

заряд повышенным током;
заряд нормальным током;
подзаряд;
хранение (при подключенном ЗРУ).

При разряде AGM элементы способны отдавать заметно больше ампер-часов чем обычные аккумуляторы.

Важно! Заряд AGM-аккумуляторов должен производиться постоянным напряжением, верхний предел которого ограничен. Иначе, как минимум, сильно понизится срок службы батареи. Напряжение зарядного устройства должно быть стабилизировано. При длительном хранении полезно постоянно подзаряжать АГМ аккумулятор специальным зарядным устройством.

Причина таких предосторожностей заключается в том, что в электрохимическом ряду напряжений свинец стоит рядом с водородом, и достаточно +0.12 В превышения напряжения над указанным, и начнет выделяться водород. Особенно это проявляется к концу заряда. Если же просто “ввалить ему напругу” как делают мужики в гаражах, то избыток водорода просто разорвет микропористую набивку. И качество аккумулятора резко упадет. Жидкостному аккумулятору “кипение” электролита ничем не угрожает, но AGM – совсем другое дело.

Обычное зарядное устройство заряжает батарею примерно на 70%. Для полного заряда, близкого к 90% от номинальной емкости, применяют 3-ступенчатый режим заряда с помощью специализированных ЗРУ (float charger).

График тока и напряжения при зарядке AGM

На рисунке показаны процессы заряда (красная линия графика) и разряда (синяя линия). Символ С20 означает режим разряда батареи в часах: 20 часов. Соответствующий ток мы можем получить, зная емкость батареи. Пусть для примера, емкость аккумулятора, написанная на этикетке: 80 A/ч. При С20 ток будет равен 80/20 = 4 А.

Заряд в 3 стадии начинается стабилизированным током, величиной в четверть от номинальной емкости. Для батареи 80 А/ч это 20 А (не более 28 А). Температура не должна превышать 35°C, иначе срок службы батареи сокращается. Устройство следит за напряжением, и когда оно достигнет 2,45 В на банку, переключается в режим стабилизации напряжения. Ток заряда постепенно уменьшается. Когда он установится около 0,5 А, устройство переключается в режим хранения (компенсации саморазряда, float) и стабилизирует напряжение на уровне 2,3 В на банку.

Обычно автомобилисты пренебрегают “тонкостями”, и теряют на этом деньги, часто покупая новые аккумуляторы.

Уход за батареей AGM

Это не совсем верно, что такие аккумуляторы не требуют ухода, потому что они необслуживаемые. Периодически нужно снимать аккумулятор, при необходимости подзаряжать его, и тщательно протирать корпус, особенно в тех местах, где выходят клеммы. Грязь, и обязательное присутствие там влаги и соли приводит к значительному саморазряду аккумулятора. Кроме того, при очистке корпуса можно вовремя заметить трещину в корпусе и избежать попадания кислоты на кузовные части автомобиля.

technosova.ru

Что такое аккумулятор — гелевые батареи, AGM и EFB

В настоящее время помимо аккумуляторов «классической» конструкции (с жидким электролитом), так называемые SLI батареи, существуют также гелевые аккумуляторы и батареи, созданные по технологии AGM, а также по технологии EFB.

Гелевые батареи — это модификация стандартных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, в которых вместо жидкого электролита используется так называемый «загущенный»: в электролит добавляется загуститель, в результате чего он переходит из жидкого состояния в гелеобразное. «Гелеобразность» электролита предотвращает возможность его выливания и исключает газовыделение в процессе эксплуатации батареи. Основной же недостаток, присущий гелевым батареям, — повышенное внутреннее сопротивление (следствие того, что электролит менее текучий). Это препятствует получению высоких токов, и именно поэтому гелевые батареи мало применяются в качестве стартерных автомобильных батарей и используются, в основном, в качестве резервных источников питания.

Батареи, созданные по EFB-технологии, являются промежуточным звеном между батареями «классической» конструкции (SLI) и AGM-батареями и характеризуются следующими свойствами:

В 2 раза выше устойчивость к циклированию по сравнению с SLI батареями благодаря пленкам из полиэстера, нанесенным на положительные пластины.

Улучшенный прием заряда.

Повышенная плотность активной массы по сравнению с SLI батареями.

Повышенный пусковой ток.

Пример применения технологии EFB — VARTA Blue Dynamic EFB (прежнее название — Start-Stop EFB).

Батареи конструкции AGM, к которым относятся, в частности, аккумуляторы OPTIMA, VARTA Silver Dynamic AGM (прежние названия — Start-Stop Plus и ULTRA Dynamic), BOSCH S5 AGM (прежнее название S6 HighTech), ENERGIZER Premium AGM, ATLAS ABX AGM, а также мотоциклетные аккумуляторные батареи VARTA Powersports AGM (FUNSTART AGM) и BOSCH M6 AGM, — это другой тип батарей, которые, с одной стороны, имеют положительные свойства гелевых батарей — способность работать в любом положении и отсутствие газовыделения при нормальном режиме эксплуатации — и одновременно с этим лишены присущих гелевым батареям недостатков.

Технология AGM (Absorbed Glass Mat) предполагает, что электролит в корпусе батареи находится не в свободном жидком или гелеобразном виде, а абсорбирован в высокопористой волокнистой стеклоткани-сепараторе, плотно прижатой к пластинам (при этом сам электролит – жидкий). В результате достигается высокая степень контакта электролита с активной массой пластин и, как следствие, снижается собственное сопротивление батареи.

AGM-батареи имеют совершенно уникальные эксплуатационные свойства:

Существенно более высокие пусковые характеристики по сравнению с батареями SLI и более высокие по сравнению с EFB-аккумуляторами.

AGM-батареи выдерживают в 3-4 раза больше циклов разряда-заряда, чем обычные свинцово-кислотные стартерные батареи.

AGM-батареи способны выдерживать более глубокие разряды: если обычные свинцово-кислотные стартерные батареи можно разряжать на 10-15 % без возникновения необратимых повреждений, то AGM-батареи – на 25-30 %. Это означает, что AGM-батареи без участия генератора способны снабжать электропитанием более энергоемкие системы автомобиля.

AGM-батареи принимают заряд в два-три раза быстрее, т.е. после разряда быстрее заряжаются до 100 %. Вследствие этого удается избежать длительно нахождения батареи в недозаряженном состоянии, что крайне губительно для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.

Аккумуляторные батареи OPTIMA, обладая всеми преимуществами технологии AGM, отличаются еще и тем, что пластины в них не прямоугольные и плоские (как в батареях «классической» конструкции), а представляют собой длинные ленты, плотно скрученные в рулон (инновационная система SPIRALCEL®-TECHNOLOGY).

Вследствие использования такой конструкции батареи OPTIMA могут не только безопасно работать в любом положении и выдерживать вибрации, которые не может выдержать ни одна батарея «классической» конструкции, но и способны работать с поврежденным корпусом, например, с пробоинами. Конструкция SPIRALCEL®-TECHNOLOGY дает возможность использовать такие батареи не только в качестве стартерных и не только в автомобилях, но и для питания электроприборов, а также в качестве бортовых источников тока на катерах и яхтах. Кроме перечисленных преимуществ батареи OPTIMA имеют еще более высокие пусковые характеристики (ток холодной прокрутки) и более продолжительный срок службы.

Чтобы купить авто аккумулятор, воспользуйтесь формой подбора.

Узнать больше о различиях AGM, EFB и «классической» SLI технологии изготовления аккумуляторов (скачать презентацию Johnson Controls, 1Mb)

katod.ru

Технология AGM в аккумуляторных батареях

Аккумуляторные батареи применяются во многих отраслях, но массовому потребителю ближе всего транспортная техника. И в этой же сфере наиболее ярко проявляются слабые места таких элементов питания. Проблемы в процессе эксплуатации аккумуляторов обуславливаются нюансами эргономики, технического обслуживания и поддержания оптимальной надежности в разных условиях применения. При этом часть недостатков удалось минимизировать с помощью технологии Absorbent Glass Mat (AGM) еще в 1970 годах. Новый подход к организации внутреннего пространства, связанный также с изменением характеристик электролита, актуален и в наши дни. Более того, технология AGM за все время своего существования претерпела немало корректировок и сегодня позволяет разрабатывать аккумуляторы с принципиально улучшенными качествами. Впрочем, не избавлены такие батареи и от недостатков.

Общие сведения о технологии

Особенность данной технологии обусловлена принципами содержания так называемого связанного электролита. Так, если в классических аккумуляторах в качестве активного вещества используется жидкое электрохимическое наполнение, то в системах AGM применяют плотный электролит. Соответственно, это дает как минимум повышенную защиту от вибраций. В плане бытового обращения с такими блоками многие отмечают удобство и надежность. Но и это не все особенности, которыми характеризуется технология AGM. Абсорбированный электролит, который чаще всего применяют в таких батареях, сам по себе обладает немалым количеством достоинств. На практике использования отмечается его стойкость к температуре и способность выдерживать большое количество зарядов. Реализация же концепции связанного электролита требует особого устройства корпуса и внутренней начинки.

Конструкция блока

Корпус изготавливается из высокопрочного пластика, в котором размещается набор пластин-электродов. Как правило, последние выполняются из свинца, что и роднит такие конструкции с классическими блоками. Главное же отличие заключается в свойствах электролита, который представлен водно-кислотным раствором. Это своего рода кислота, которая заполняет пространство корпуса для обеспечения последующих реакций между электродами. Собственно, отличие обусловлено тем, что наполнение имеет не жидкостное, а твердое состояние. Обычно производители используют для обеспечения этого условия микропористый материал на основе стекловолокна. Его пропитывают электролитом и формируют таким образом плотную связку между внутренними компонентами блока. Наполнитель выступает и сепаратором, не позволяя раствору растечься. Впрочем, технология AGM может предусматривать и другие способы плотной связки электрохимического вещества, но суть метода остается одной – обеспечить надежность содержания активного элемента без утраты базовой функции аккумулятора.

Разновидности аккумуляторов AGM

Модели аккумуляторов такого типа изготавливаются в плоской или спиральной формах. Имеется в виду устройство электродов. Спиральные компоненты характеризуются обширной поверхностного электрохимического контакта, что на практике способствует увеличению способности кратковременно обеспечивать большие токи. К тому же многие автомобилисты отмечают быстрое восполнение энергетического потенциала. Но, с другой стороны, модели с плоскими электродами выигрывают у спиральных за счет сбалансированной удельной емкости аккумулятора. Аналогичными качествами, к слову, отличаются и гелевые блоки, и традиционные свинцово-кислотные. Технологией AGM плоскостную конфигурацию лишь оптимизируют, позволяя в устоявшемся формате обеспечить наиболее высокие рабочие показатели элемента питания.

Сходства с технологией GEL

Это группа гелевых аккумуляторов, которые также разрабатываются в соответствии с концепцией связанного электролита. Только в данном случае используется другой принцип обеспечения вязкого наполнения. Для этого применяется силикагель, полностью охватывающий все пространство блока. Как и технология AGM, методика изготовления GEL-батарей обеспечивает стойкость к вибрациям и надежность работы электрохимической начинки в целом. В этом плане главным достоинством гелевых аккумуляторов является исключение риска замыкания. Плотное прилегание к электродам не позволяет им разрушаться со временем, а электролит также эффективно справляется со своей функцией, взаимодействуя через поры наполнителя.

По расчетам специалистов, модели такого типа способны выдерживать порядка 1200 циклов заряда. Бюджетные устройства позволяют восполнять заряд 500-600 раз. Схожих показателей достигает и технология AGM. Преимущества и недостатки обеих конструкций в целом схожи и заключаются в особенностях взаимодействия электродов и электролита. Но есть также разница в эксплуатационных нюансах, которые заметны лишь на практике применения.

Что лучше – AGM или GEL?

Для начала стоит подчеркнуть, что гелевые устройства стоят дороже моделей AGM, хотя это не говорит об их очевидном преимуществе. Так, отдавать предпочтение конструкциям с абсорбированным электролитом стоит тем, кто хочет быть уверенным в стойкости начинки к разрядам высокой мощности. Кроме того, такие блоки выигрывают за счет быстрого восполнения энергетического запаса. При этом технологии AGM и GEL примерно одинаково стабильно удерживают заряд – во всяком случае, если сравнивать модели из общей ценовой группы. Что же касается преимуществ гелевых элементов, то они лучше себя проявляют в условиях высоких нагрузок – например, после глубокого разряда или при наличии внешних электротехнических помех. К этому можно добавить и жесткость наполнителя, который не позволяет физически разрушить начинку, сохраняя целостность того же электрода. Гелевые модели в последних версиях разрабатываются на укрепление именно прочностного качества, но продвижению в данном направлении мешает неизбежное понижение электротехнических свойств блока.

Достоинства технологии

Если сравнивать преимущества технологии на общем фоне аккумуляторных батарей, то на первый план выйдет отсутствие потребности в обслуживании. Далее можно подчеркнуть уже достоинство, которое распространяется на все устройства, выполненные по принципу связанного электролита. Это герметичная конструкция с клапанной регулировкой, в которой минимизирован риск утечки кислоты. То есть это говорит и о надежности блока с точки зрения физического обращения, и о его экологической безопасности. Этим свойством, к слову, характеризуются и дорогостоящие фирменные аккумуляторы, и бюджетные модели, некачественно изготовленные. AGM технологии максимально оберегают внутреннюю начинку, что также способствует и повышению эффективности электрохимических процессов. Здесь вновь можно вернуться к большому количеству циклов заряда, быстрому восполнению энергии и стабильной работе электродов.

Недостатки

Большинство минусов, которыми обладают аккумуляторы этого типа, распространяются на все свинцово-кислотные устройства. Например, это относится к большому весу, к токсичности свинцовой окиси, а также к ограничениям в отношении организации условий хранения. В частности, производители не рекомендуют хранить блоки в разряженном состоянии. К тому же вопреки распространенному мнению, опытные автолюбители отмечают, что в условиях мороза проявляется понижение рабочих характеристик. Это относится к колебанию напряжения, которое обычно снижается. Также многие указывают на невозможность восстановления элемента после глубокого разряда. Это еще один пункт, по которому технология AGM уступает в надежности разработкам GEL. Впрочем, при условии соблюдения даже общих правил использования таких батарей, подобных неприятностей вполне можно избежать.

Правила эксплуатации батарей

Для предотвращения сульфатизации аккумуляторов рекомендуется всегда поддерживать их оптимальный заряд. По мере утраты емкости сокращается и рабочий ресурс активных элементов. Также нельзя допускать коротких замыканий в клеммах. Хотя разработчики AGM-батарей усиленно работают над повышением надежности и функциональных деталей корпуса, важно соблюдать корректность внешнего подключения. К слову, это особенно относится к операциям, в ходе которых ремонтируются аккумуляторы AGM. Технологии изготовления элементов питания нового поколения повышают и механическую прочность корпуса, но и с учетом этого аспекта не стоит излишне надеяться на стойкость применяемого для оболочки пластика. Вскрытый аккумулятор AGM не менее опасен, чем традиционные свинцово-кислотные блоки.

Области применения технологии

Конечно, современные аккумуляторы с улучшенными эксплуатационными свойствами находят применение не только в автомобилях. Продукты, созданные на базе технологий AGM, задействуются в системах энергоснабжения, в станциях коммунального обслуживания, в сферах телекоммуникации и т. д. Возможность автономного энергообеспечения также востребована в медицине – для поддержания работоспособности оборудования в аварийных ситуациях. Но, поскольку технология AGM в аккумуляторных батареях не исключает применение тяжелых и токсически опасных металлов, производители накладывают также и ограничения на их эксплуатацию.

Производители

Отечественный рынок аккумуляторов насыщен моделями разного типа, среди которых и элементы AGM. В частности, начальный сегмент представляет продукцию от фирм «Вентура», «Оптима», а также некоторые модификации из линейки «Стингер». Однако, наиболее качественные батареи с технологией AGM, по словам многих автолюбителей, предлагают производители «Дельта» и «Варта». К тому же в семействах этих компаний можно найти разные модификации блоков под любые запросы.

Сколько стоит аккумулятор AGM?

Многое зависит от технических характеристик, качества применяемых материалов и емкости, но в среднем цены варьируются от 10 до 20 тыс. р. Самые дешевые батареи этого типа стоят примерно 5-6 тыс. Если же приобретается модель для требовательного к электротехнике автомобиля, то можно сразу обращаться к сегменту от 20 тыс. Именно столько стоят качественные и надежные аккумуляторы AGM. Технологии организации содержания абсорбирующего электролита в этом ценовом уровне проявляются наиболее выгодно, хотя и тоже не исключают недостатков, характерных для общего класса.

Заключение

Появление прорывных технологий в разных сферах часто вызывает ажиотаж на рынке, но со временем все возвращается в свое русло и потребитель по-прежнему отдает предпочтение традиционным продуктам. Это происходит по той причине, что разработчики новых решений в рекламе делают акцент на достоинствах, не всегда в полной мере раскрывая сведения о недостатках. Так и в данном случае, но опытные автолюбители и просто специалисты хорошо знакомы и с плюсами, и с минусами, которые дает технология AGM. Свинцовые аккумуляторы даже с плотным электролитом не перестают быть чувствительными к перепадам напряжения, требуют соблюдения тех же мер безопасности и при этом недешево стоят. Тем не менее в ряде случаев этот вариант себя полностью оправдает. Батареи AGM соответствуют запросам тех автолюбителей, которые ориентируются на механическую прочность элемента питания, его долговечность и производительность. Но сохранить эти качества на долгие годы можно только при условии соблюдения правил эксплуатации аккумулятора.

fb.ru