Porównanie akumulatorów: kwas ołowiowy, żel i AGM
Zawartość
W chwili obecnej na rynku dostępne są trzy główne typy akumulatorów: kwasowo-ołowiowe z ciekłym elektrolitem, żelowe i AGM. Wszystkie mają tę samą zasadę działania, ale istnieją znaczne różnice w urządzeniu. Różnice te nadają im szczególne właściwości, jednak każdy typ ma swoje wady, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze baterii.
Akumulatory kwasowo-ołowiowe z ciekłym elektrolitem
Ten typ akumulatora jest najczęściej używany. Ich konstrukcja pozostała w dużej mierze niezmieniona od czasu ich wynalezienia w 1859 roku.
Urządzenie i zasada działania
Obudowa baterii zawiera sześć przedziałów lub puszek odizolowanych od siebie. Każda komora zawiera płytki ołowiowe i ciekły elektrolit. Płyty z ładunkiem dodatnim i ujemnym (katoda i anoda). Płyty ołowiane mogą zawierać zanieczyszczenia antymonem lub krzemem. Elektrolit to mieszanina kwasu siarkowego (35%) i wody destylowanej (65%). Pomiędzy płytami ołowianymi znajdują się porowate płytki dystansowe zwane separatorami. Są niezbędne, aby zapobiec zwarciom. Każdy bank wytwarza około 2 V, co daje łącznie 12 V (połączenie łańcuchowe).
Prąd w akumulatorach kwasowo-ołowiowych jest generowany w wyniku reakcji elektrochemicznej między dwutlenkiem ołowiu a kwasem siarkowym. To zużywa kwas siarkowy, który ulega rozkładowi. Gęstość elektrolitu spada. Podczas ładowania z ładowarki lub z generatora samochodowego następuje proces odwrotny (ładowanie).
Zalety i wady
Szerokie zastosowanie akumulatorów kwasowo-ołowiowych ułatwia ich prosta i niezawodna konstrukcja. Dają dość wysokie prądy rozruchowe do rozruchu silnika (do 500A), działają stabilnie do 3-5 lat przy prawidłowej pracy. Akumulator można ładować zwiększonymi prądami. Nie wpłynie to negatywnie na pojemność baterii. Główną zaletą jest przystępna cena.
Główne wady tego typu baterii są związane z konserwacją i eksploatacją. Elektrolit jest płynny. Dlatego istnieje niebezpieczeństwo jego przepływu. Kwas siarkowy jest bardzo korozyjną cieczą. Podczas pracy emitowane są również żrące gazy. Oznacza to, że akumulatora nie można zamontować wewnątrz pojazdu, a jedynie pod maską.
Kierowca powinien okresowo monitorować poziom akumulatora i gęstość elektrolitu. Jeśli bateria jest ładowana, wrze. Woda wyparowuje i należy ją okresowo uzupełniać do przegródek. Używana jest tylko woda destylowana.
Poziom naładowania nie może spaść poniżej 50%. Pełne rozładowanie gwarantuje zniszczenie urządzenia, ponieważ następuje głębokie zasiarczenie płyt (tworzenie się siarczanu ołowiu).
Konieczne jest przechowywanie i eksploatacja akumulatora w ściśle pionowej pozycji, aby elektrolit nie wyciekał, a płytki nie przylegały do siebie. Zwarcie może również wystąpić w wyniku kruszenia się płyt.
W zimnych porach roku akumulator jest zwykle wyjmowany z samochodu, aby nie zamarzł. Może się to zdarzyć w przypadku ciekłego elektrolitu. Zimna bateria też działa gorzej.
Baterie żelowe
Akumulatory żelowe działają na tych samych zasadach, co konwencjonalne akumulatory kwasowo-ołowiowe. Tylko elektrolit w środku nie jest w stanie ciekłym, ale w stanie żelu. Osiągnięto to poprzez dodanie żelu krzemionkowego zawierającego krzem. Żel krzemionkowy zatrzymuje elektrolit w środku. Oddziela płyty dodatnie i ujemne, tj. służy jako separator. Do produkcji płyt używa się wyłącznie wysoko oczyszczonego ołowiu bez żadnych zanieczyszczeń. Gęsty układ płytek i żelu krzemionkowego zapewnia niską rezystancję, a tym samym szybkie ładowanie i wysokie prądy powrotne (800-1000 A na rozrusznik przy rozruchu).
Obecność żelu krzemionkowego daje też jedną dużą zaletę - akumulator nie boi się głębokich rozładowań.
Proces siarczanowania w takich akumulatorach przebiega wolniej. Powstałe gazy pozostają w środku. W przypadku zbyt intensywnego tworzenia się gazu, nadmiar gazów ulatnia się przez specjalne zawory. To źle wpływa na pojemność baterii, ale nie jest krytyczne. Nie musisz niczego doładowywać. Akumulatory żelowe nie wymagają konserwacji.
Zalety i wady
Plusów akumulatorów żelowych jest więcej niż minusów. Dzięki temu, że elektrolit znajdujący się wewnątrz jest żelowy, akumulator można bezpiecznie eksploatować w niemal każdym położeniu i miejscu. Nic nie rozlewa się tak, jak może z płynnym elektrolitem. Nawet jeśli obudowa jest uszkodzona, pojemność baterii nie zmniejsza się.
Żywotność akumulatora żelowego przy odpowiedniej pielęgnacji to około 10-14 lat. Ponieważ proces zasiarczania jest powolny, płytki nie kruszą się, a taki akumulator można przechowywać do 3 lat bez doładowywania iz dużą utratą pojemności. Zwykle kosztuje 15-20% opłaty rocznie.
Akumulator żelowy może wytrzymać do 400 pełnych rozładowań. Osiąga się to ponownie ze względu na stan elektrolitu. Poziom naładowania szybko się przywraca.
Niska rezystancja umożliwia dostarczanie dużych prądów rozruchowych, zapewniając wysoką wydajność.
Wady obejmują wrażliwość na przeładowanie i zwarcia. Dlatego takie akumulatory wskazują dopuszczalne parametry napięciowe podczas ładowania. Musisz również ładować napięciem 10% pojemności akumulatora. Nawet niewielkie przepięcie może doprowadzić do jego awarii. Dlatego do takich akumulatorów zaleca się używanie specjalnych ładowarek.
W ekstremalnie niskich temperaturach żel krzemionkowy może również zamarznąć i zgubić się w pojemniku. Chociaż akumulatory żelowe są odporniejsze na mróz lepiej niż akumulatory konwencjonalne.
Jedną z głównych wad jest również wysoki koszt akumulatorów żelowych w porównaniu z prostymi.
Akumulatory AGM
Zasada działania akumulatorów AGM jest taka sama jak w przypadku dwóch poprzednich typów. Główna różnica polega na konstrukcji separatorów i stanie elektrolitu. Pomiędzy płytami ołowianymi znajduje się włókno szklane, które jest impregnowane elektrolitem. AGM oznacza absorbowaną matę szklaną lub absorbowane włókno szklane. Do płyt używany jest również czysty ołów.
Włókno szklane i płyty są ściśle ze sobą ściśnięte. Elektrolit jest zatrzymywany przez porowatość materiału. Tworzy się niski opór, który wpływa na prędkość ładowania i wysoki prąd rozruchowy.
Takie akumulatory są również klasyfikowane jako bezobsługowe. Siarczanie jest powolne, płytki nie kruszą się. Elektrolit nie płynie i praktycznie nie wyparowuje. Nadmiar gazów wydostaje się przez specjalne zawory.
Kolejną cechą akumulatorów AGM jest możliwość skręcania płyt w rolki lub spirale. Każda komora ma kształt walca. Zwiększa to obszar interakcji i poprawia odporność na wibracje. Baterie w tym projekcie można zobaczyć od znanej marki OPTIMA.
Zalety i wady
Akumulatory AGM można obsługiwać i przechowywać w dowolnym miejscu. Ciało jest zapieczętowane. Wystarczy monitorować poziom naładowania i stan terminali. Urządzenie można przechowywać przez 3 lata, tracąc tylko 15-20% ładunku rocznie.
Takie akumulatory dają wysokie prądy rozruchowe do 1000A. To kilka razy więcej niż zwykle.
Pełne wyładowania nie są przerażające. Akumulator może wytrzymać 200 zerowych wyładowań, do 500 półrozładowań i 1000 wyładowań przy 30%.
Akumulatory AGM działają najlepiej w niskich temperaturach. Nawet przy silnym mrozie właściwości nie ulegają pogorszeniu. Tolerują również wysokie temperatury do 60-70 ° C.
Podobnie jak akumulatory żelowe, AGM są wrażliwe na ładowanie. Niewielkie przetężenie spowoduje uszkodzenie akumulatora. Powyżej 15V już jest krytyczne. Nie można również dopuścić do zwarcia. Dlatego zawsze należy używać dedykowanej ładowarki.
Akumulatory AGM kosztują kilka razy więcej niż konwencjonalne, nawet droższe niż żelowe.
odkrycia
Nawet przy tak znaczących zaletach akumulatory żelowe i AGM nie mogły wycisnąć akumulatorów kwasowo-ołowiowych. Te ostatnie są tańsze i dobrze wykonują swoją pracę w samochodzie. Nawet w zimnych porach roku wystarczy 350-400A, aby rozrusznik uruchomił silnik.
W samochodzie akumulatory AGM lub żelowe będą miały znaczenie tylko wtedy, gdy istnieje duża liczba konsumentów zużywających energię. Dlatego znalazły szersze zastosowanie jako urządzenia magazynujące energię z paneli słonecznych, farm wiatrowych, w domach lub jako źródło energii oraz w różnych urządzeniach przenośnych.
