Сравнение на батериите: оловна киселина, гел и AGM

В момента на пазара има три основни типа акумулаторни батерии: оловно-кисели с течен електролит, гел и AGM. Всички те имат един и същ принцип на работа, но има значителни разлики в устройството. Тези разлики им придават специални характеристики, но всеки тип има своите недостатъци, които трябва да се имат предвид при избора на батерия.

Оловно-киселинни батерии с течен електролит

Този тип акумулаторна батерия е най-широко използваната. Дизайнът им остава до голяма степен непроменен от изобретението им през 1859 година.

Устройство и принцип на работа

В кутията на батерията има шест отделения или кутии, изолирани едно от друго. Всяко отделение съдържа оловни пластини и течен електролит. Плочи с положителни и отрицателни заряди (катод и анод). Оловните плочи могат да съдържат примеси на антимон или силиций. Електролитът е смес от сярна киселина (35%) и дестилирана вода (65%). Между оловните плочи има порести дистанционни пластини, наречени сепаратори. Те са необходими за предотвратяване на късо съединение. Всяка банка генерира около 2V за общо 12V (маргаритка верига).

Токът в оловните акумулатори се генерира от електрохимична реакция между оловен диоксид и сярна киселина. Това консумира сярна киселина, която се разлага. Плътността на електролита намалява. При зареждане от зарядно устройство или от автомобилен генератор се получава обратен процес (зареждане).

Предимства и недостатъци

Широкото използване на оловно-киселинни батерии се улеснява от техния опростен и надежден дизайн. Издават доста високи пускови токове за стартиране на двигателя (до 500А), работят стабилно до 3-5 години при правилна експлоатация. Батерията може да се зарежда с повишен ток. Това няма да навреди на капацитета на батерията. Основното предимство е достъпната цена.

Основните недостатъци на този тип батерии са свързани с поддръжката и експлоатацията. Електролитът е течен. Следователно съществува опасност от нейното протичане. Сярната киселина е много корозивна течност. Също така по време на работа се отделят корозивни газове. Това означава, че батерията не може да се монтира вътре в автомобила, само под капака.

Водачът трябва периодично да следи нивото на зареждане на батерията и плътността на електролитите. Ако батерията е презаредена, тя кипва. Водата се изпарява и трябва периодично да се пълни отново в отделенията. Използва се само дестилирана вода.

Нивото на зареждане не трябва да се допуска да падне под 50%. Гарантирано е пълно изхвърляне, което да унищожи устройството, тъй като се получава дълбоко сулфатиране на плочите (образуване на оловен сулфат).

Необходимо е акумулаторът да се съхранява и експлоатира в строго вертикално положение, така че електролитът да не изтече навън и плочите да не се затварят. Съкращаването може да възникне и в резултат от разпадането на плочите.

В студения сезон батерията обикновено се изважда от колата, за да не замръзне. Това може да се случи с течен електролит. Студената батерия също работи по-зле.

Гел батерии

Гел батериите работят на същите принципи като конвенционалните оловни батерии. Само електролитът вътре не е в течност, а в състояние на гел. Това беше постигнато чрез добавяне на силикагел, съдържащ силиций. Силикагел задържа електролита вътре. Той разделя положителните и отрицателните плочи, т.е. служи като разделител. За производството на плочи се използва само силно пречистен олово без примеси. Плътното разположение на плочите и силикагел осигурява ниско съпротивление и следователно бързо зареждане и високи токове на откат (800-1000A на стартер при стартиране).

Наличието на силикагел също дава едно голямо предимство - батерията не се страхува от дълбоки разреждания.

Процесът на сулфатиране в такива батерии е по-бавен. Получените газове остават вътре. Ако се получи твърде интензивно образуване на газ, излишните газове излизат през специални клапани. Това е лошо за капацитета на батерията, но не е критично. Не е необходимо да допълвате нищо. Гел батериите не изискват поддръжка.

Предимства и недостатъци

Има повече плюсове на гел батерии, отколкото минуси. Поради факта, че електролитът вътре е в състояние на гел, батерията може безопасно да се използва в почти всяка позиция и място. Нищо не се разлива така, както може с течен електролит. Дори ако корпусът е повреден, капацитетът на батерията не се намалява.

Срокът на експлоатация на гел батерията с подходяща грижа е около 10-14 години. Тъй като процесът на сулфатиране е бавен, плочите не се ронят и такава батерия може да се съхранява до 3 години без презареждане и с голяма загуба на капацитет. Обикновено отнема 15-20% от таксата годишно.

Геловата батерия може да издържи до 400 пълни разреждания. Това отново се постига поради състоянието на електролита. Нивото на зареждане се възстановява бързо.

Ниското съпротивление позволява да се доставят високи пускови токове, което гарантира висока ефективност.

Недостатъците включват чувствителност към презареждане и късо съединение. Следователно такива батерии показват допустимите параметри на напрежението по време на зареждане. Също така трябва да зареждате с напрежение 10% от капацитета на батерията. Дори леко пренапрежение може да доведе до неговия отказ. Затова се препоръчва да се използват специални зарядни устройства с такива батерии.

При екстремни замръзвания силикагелът може също да замръзне и да загуби в контейнера. Въпреки че геловите батерии издържат на замръзване по-добре от конвенционалните батерии.

Един от основните недостатъци е и високата цена на геловите батерии в сравнение с обикновените.

AGM батерии

Принципът на работа на AGM батериите е същият като при двата предишни типа. Основната разлика е в конструкцията на сепараторите и състоянието на електролита. Между оловните плочи е фибростъкло, което е импрегнирано с електролит. AGM означава абсорбирана стъклена подложка или абсорбирано стъклено влакно. За плочите също се използва само чисто олово.

Фибростъклото и плочите се притискат плътно една към друга. Електролитът се задържа поради порьозността на материала. Създава се ниско съпротивление, което влияе върху скоростта на зареждане и високия стартиращ ток.

Такива батерии също се класифицират като батерии, които не изискват поддръжка. Сулфатирането е бавно, плочите не се ронят. Електролитът не тече и практически не се изпарява. Излишните газове излизат през специални клапани.

Друга характеристика на AGM батериите е способността да се усукват плочите на ролки или спирали. Всяко отделение е във формата на цилиндър. Това позволява по-голяма площ на взаимодействие и подобрена устойчивост на вибрации. Батериите в този дизайн могат да се видят от добре познатата марка OPTIMA.

Предимства и недостатъци

AGM батериите могат да се експлоатират и съхраняват на всяко място. Тялото е запечатано. Трябва само да следите нивото на зареждане и състоянието на терминалите. Устройството може да се съхранява 3 години, като същевременно губи само 15-20% от зареждането годишно.

Такива батерии дават високи пускови токове до 1000А. Това е няколко пъти по-високо от обикновено.

Пълните изхвърляния не са страшни. Батерията може да издържи 200 нулеви разреждания, до 500 наполовина разреждания и 1000 разреждания при 30%.

AGM батериите се представят най-добре при ниски температури. Дори при силен студ характеристиките не намаляват. Понасят и високи температури до 60-70 ° C.

Подобно на гел батериите, AGM са чувствителни към зареждане. Лекият свръхток ще повреди батерията. Над 15V вече е критично. Също така не трябва да се допуска късо съединение. Затова винаги трябва да използвате специално зарядно устройство.

AGM батериите струват няколко пъти повече от конвенционалните, дори по-скъпи от геловите.

Данни

Дори и при такива значителни предимства, гел и AGM батериите не можеха да изстискат оловни батерии. Последните са по-достъпни и вършат добре работата си в кола. Дори в студения сезон 350-400А са достатъчни за стартера да стартира двигателя.

В автомобила AGM или гел батериите ще бъдат от значение само ако има голям брой консуматори на енергия. Поради това те са намерили по-широко приложение като устройства за съхранение на енергия от слънчеви панели, вятърни паркове, в домове или като източник на енергия и в различни преносими устройства.