Как устроен гелевый аккумулятор

Гелевые аккумуляторы. Что у них внутри?

Один из образцов гелевой AGM-технологии, нашёлся у нас магазине. Продукт Deka AGM Series заявлен как изготовленный по технологии Absorber Glass Mat (что-то вроде «впитывающей стекловаты») и не боящийся вообще ничего, кроме физического насилия над корпусом. А всё благодаря его особой сотовой технологии.

/>На первый взгляд строение аккумулятора классическое: шесть банок, соединенных в единую цепь. Только что это там за белый войлок?

КУДА ДЕЛАСЬ ЖИЖА?

Вскрытие показало, что ни геля, ни жидкости внутри аккумулятора нет. В смысле – видимых. Всё спрятано в нетканом материале, расположенном между анодно-катодными пластинами. Как будто последние укутаны в своеобразный памперс, в который жидкость попадает как в ловушку.

/>Переворачивания при вскрытии показали, что внутри совсем нет жидкого электролита. Он весь прячется в белом материале

Так что в самом деле переворачивание никак не должно отразиться на работоспособности устройства. И пересыхание пластин от пониженного уровня электролита тоже исключается: до конца времён материал будет влажным. А поскольку контакт электролита с пластинами есть всегда, то и ток по идее должен нормально создаваться.

/>Если не считать электролит, распределённый по материалу (именуемому производителями Glass Mat), строение точно такое же, как и у традиционных моделей

Правда, один спорный момент во всём этом есть. Как известно, электрический ток вырабатывается, когда ионы из электролита оседают на свинцовых пластинах. Может ли нетканый материал мешать продвижению ионов к заветной цели и тем самым снижать эффективность работы аккумулятора? На этот вопрос ответа у нас нет, но исходя из практики можно уверенно утверждать, что без специальных приборов обнаружить ухудшение работы по сравнению с классическими моделями не получается. Технологичная модель от Deka выдает энергию и держит заряд не хуже батарей традиционной конструкции.

Как устроен гелевый аккумулятор, его преимущества и недостатки

Автономный источник питания современного автомобиля является важной его частью. Несмотря на высокую длительность работы современных АКБ, приходит время для их замены. Условно все автомобильные аккумуляторы можно разделить на две основные группы: с жидким электролитом и гелем. У гелевых АКБ больше особенностей, которые следует учитывать при выборе подходящей модели.

Определение гелевых аккумуляторов

Гелевая аккумуляторная батарея изготавливается при применении технологии Gel. В качестве основы применяются свинцовые пластины, между которыми электролит находится в гелевом состоянии. Отличительной чертой подобной батареи можно назвать полную герметизацию корпуса. При добавлении специальных присадок электролит превращается в гель.

Классические гелевые батареи представлены сочетанием следующих элементов:

1. Коррозионно-стойкие клеммы, которые предназначены для подключения нагрузки. Они изготавливаются при применении различных стандартов.
2. При изготовлении корпуса применяется ударопрочный полипропилен. Он обеспечивает длительную работу батареи в сложных условиях. Рассматриваемая конструкция не подлежит обслуживанию, поэтому нельзя допускать утечки электролита.
3. Конструкция имеет самоуплотняющиеся герметичные клапаны, которые требуются для отвода газов. Во время эксплуатации аккумулятора электролит может нагреваться, что приводит к образованию газов. Если не будет происходит их удаление, давление внутри корпуса возрастает.
4. Для повышения устойчивости конструкции к вибрации применяется конструкция из прочных скрученных в рулон элементов. При изготовлении применяется определенный сплав, который продолжает срок эксплуатации конструкции.
5. Повысить степень герметизации смогли за счет установки сепаратора из стекловолокна. Для повышения защиты устанавливается решетка из чистого свинца.

Современная Gel -технология предусматривает создание кислотного раствора в виде геля. Достигается подобное состояние путем добавления специального наполнителя, который изготавливается из силикона.

Основные характеристики

Устроен гелевый аккумулятор так же, как и свинцово-кислотные источники питания, что определяет похожие эксплуатационные характеристики. Выбор более подходящей батареи проводится по следующим критериям:

1. Максимальный ток заряда. Каждая аккумуляторная батарея характеризуется максимально допустимым значением тока при зарядке.
2. Емкость определяется в ампер/часах. Этот показатель применяется для определения времени, в течение которого источник питания может отдавать энергию с силой тока 1 ампер.
3. Рабочее напряжение на клеммах учитывается при выборе источника энергии для конкретного потребителя. В случае выбора аккумулятора для автомобиля отдается предпочтение моделям с напряжением 12 В.
4. Максимальный ток разряда или пусковой ток. Это значение применяется для определения максимальной силы тока, который вырабатывается в течение 30 секунд.
5. Вес источника питания может варьировать в большом диапазоне: от 8 до 50 кг. При увеличении показателя емкости повышается и вес, так как устанавливается большее количество пластин.

Принцип работы рассматриваемого источника энергии определяет то, что наиболее важными параметрами считаются емкость и максимальный пусковой ток. Показатель емкости выбирается в зависимости от объема двигателя по специальным таблицам.

Достоинства и недостатки

Применение геля определяет особые эксплуатационные характеристики источника питания. Преимущества гелевых автомобильных аккумуляторов заключаются в следующих моментах:

1. Конструкция может выдерживать до 400 полных разрядов. Применение геля в виде электролита определяет то, что даже при сильном разрядке показатель плотности остается неизменным.
2. Можно выполнять повторную зарядку батареи при ее частичном или полном разряде.
3. Продолжительность срока эксплуатации составляет около 10 лет. Варианты исполнения с обычным электролитом служат около 5 лет.
4. Нет необходимости срочно заряжать аккумулятор в случае его глубокой разрядки.
5. Показатель саморазряда составляет примерно 20% в год.
6. Малое внутреннее сопротивление определяет высокую эффективность батареи.
7. Конструкция не требует вложений.
8. Высокая безопасность, которая достигается за счет применения современных технологий производства.

Есть и некоторые недостатки применения гелевого состава. Технология GEL приводит к следующему:

1. Конструкция восприимчива к показателю подаваемого напряжения. Если подавать слишком высокий ток, то начнется процесс разрушения основных компонентов.
2. Высокий показатель плотности приводит к тому, что в зимний период возникают трудности с эксплуатацией подобных аккумуляторов. Как правило, при минусовой температуре жидкость начинает кристаллизоваться и он застывает.
3. Конструкция характеризуется высокой чувствительностью к коротким замыканиям. Именно поэтому нужно уделять много внимания правилам эксплуатации аккумуляторов с гелем.
4. Свинцово-кислотные варианты исполнения с жидким электролитом обходятся намного дешевле.

Технология GEL характеризуется довольно большим количеством различных особенностей. При этом зарядка и эксплуатация должны проводится с учетом особенностей гелевых конструкций.

При сравнении АКБ Са-Са и Gel типа отметим, что первый вариант исполнения обходится намного дешевле и встречается практически на всех автомобилях. Однако существенное увеличение количества потребителей приводит к тому, что свинцово-кислотные варианты исполнения служат недолго при постоянной и высокой периодической нагрузке. Поэтому для автомобилей средней и высокой ценовой категории рекомендуется приобретать АКБ Gel -типа.

Рекомендации по зарядке

Гелевые аккумуляторы характеризуются высокой восприимчивостью к силе тока и напряжению. Именно поэтому на момент зарядки следует контролировать параметры подаваемого того с высокой точностью. Стоит учитывать, что зарядные устройства, которые применяются для работы с традиционными свинцово-кислотными АКБ, не подойдут для работы с Gel -батареями. К особенностям процесса зарядки можно отнести:

1. Выбирается правильное зарядное устройство, которое рекомендуется производителем АКБ.
2. Для того чтобы исключить вероятность повреждения источника энергии, рекомендуется использовать силу тока, которая не превышает 10% значения емкости. К примеру, если емкость составляет 60 Ач, то следует подавать ток 6 ампер.
3. При срочной зарядке рекомендуется подавать силу тока, которая равна 30% значения полной емкости. На корпусе АКБ часто наносится наклейка с рекомендуемым максимальным током при зарядке.
4. Важно учитывать тот момент, что подаваемое напряжение не должно превышать 14,5 В. Если подается подобный ток, то происходит разрушение внутренней конструкции. Высокое напряжение приводит к нагреву геля, после чего он становится жидкостью.
5. Гелевые АКБ изготавливаются с возможностью использования режима зарядки для сохранения требуемого уровня энергии на момент обслуживания. Рекомендуется использовать подобный режим для периодической зарядки.

Особое внимание следует уделить выбору подходящего зарядного устройства. Обычный прибор может привести к уменьшению срока эксплуатации источника питания. Требуемое зарядное устройство должно обладать следующими свойствами:

1. При сильном нагреве или по завершении зарядки устройство должно прекратить подачу тока. В противном случае гель может сильно нагреться и превратиться в жидкость.
2. Напряжение должно быть постоянным. Даже небольшие перепады показателя приведут к уменьшению срока службы конструкции.
3. Температурная компенсация определяет изменение режима зарядки в зависимости от температуры аккумулятора.
4. Точный контроль показателя силы тока.

Приобретенное зарядное устройство для гелевых аккумуляторов может использоваться для восполнения заряда обычного АКБ с жидким электролитом. Поэтому можно приобрести его для обслуживания гелевого и обычного источника питания.

Восстановление гелевого электролита

Несмотря на то что рассматриваемые АКБ изготавливаются в не обслуживающем корпусе, в некоторых случаях есть возможность восстановить уровень электролита. Качественное изделие может прослужить отведенный срок даже без обслуживания.

При вздутии или разрушении пластин восстановить конструкцию не получится, источник питания нужно заменить полностью. Потеря емкости указывает на то, что используемый гель начал высыхать. При необходимости можно восстановить водный баланс путем добавления дистиллированной воды. Рекомендации по проведению этой работы следующие:

1. АКБ снимается с автомобиля.
2. Демонтируется верхняя крышка и с отверстий удаляются заглушки.
3. Внести воду внутрь конструкции можно при помощи обычного шприца. В большинстве случаев требуется около 1−2 кубика.
4. Вода вливается в каждую банку.
5. Аккумулятор нужно оставить на несколько часов. Они требуются для того, чтобы гель равномерно пропитался.
6. Проводится сборка конструкции и проверяется уровень напряжения на клеммах.
7. Если показатель напряжения правильный, заглушки устанавливаются на свои места.

После восполнения водного баланса АКБ ставят на зарядку. При соблюдении рекомендаций по проведению зарядки показатель емкости восполняется до рекомендуемого значения.

Слишком сильный износ конструкции становится причиной сильной сульфации пластин. Провести десульфацию можно двумя методами:

1. Добавление химического состава Трилона В. Подобное вещество можно приобрести в специализированном магазине и развести согласно рекомендациям. Перед добавлением созданного состава рекомендуется осушить аккумулятор, после чего провести его промывку дистиллированной водой. Провести подобную работу можно только при наличии определенных навыков, допущение незначительной ошибки приведет к быстрому износу пластин.
2. Использование импульсных токов с различной амплитудой. Для разрушения сульфата свинца применяется метод подачи импульсных токов. Аккумуляторы гелевого типа крайне отрицательно воспринимают резкие перепады. Поэтому рассматриваемый метод не всегда позволяет достигнуть требуемого результата.

Восстановлением рассматриваемого типа АКБ занимаются в специальных сервисах. Однако, в большинстве случаев дешевле приобрести новый источник энергии, нежели восстановить поврежденный.

При соблюдении рекомендаций по эксплуатации гелевые источники энергии могут прослужить в течение длительного периода. Их эксплуатация достаточно проста, необходимость в обслуживании возникает крайне редко. Основным недостатком является высокая стоимость, которая и отпугивает многих автовладельцев.

Гелевый аккумулятор

Жидкий кислотно-свинцовый аккумулятор самый распространенный вид накопителей энергии. Его достоинства и недостатки хорошо изучены. Но недавно появились гелевые АКБ, имеющие тот же принцип работы, основанной на окислительно-восстановительной реакции с использованием электролита – H2SO4. С помощью специальных добавок на основе силикатов жидкий электролит превращают в студенистую массу, получается новый тип элементов, соединенных в батарею, с особыми свойствами.

Устройство гелевого аккумулятора

Каждый отдельный аккумулятор в гелевой батарее упакован в прочный корпус из полимера. Устройство гелевого автомобильного АКБ включает:

• Закрученные в спираль пластины, представляющие катоды и аноды, перемежающиеся пористыми сепараторами.
• Внутреннее пространство залито гелевым электролитом.
• Корпусы элементов оборудованы выводными клеммами, обеспечивающими последовательное соединение банок в батарею.
• В крышку корпуса вмонтирован клапан для сброса избыточного давления.

На общую крышку батареи выведены клеммы для подключения к потребителю. Принцип действия аккумулятора идентичен жидкому – заряженный источник отдает энергию, напряжение падает, плотность электролита уменьшается.

Гелевую батарею можно устанавливать в различных положениях, электролит не вытекает даже при повреждении корпуса. Для скутера, лодочного мотора устройство аккумулятора, без обязательной фиксации в вертикальном положении предпочтительно. Здесь он применяется как источник бесперебойного питания.

В автомобиле гелевый аккумулятор эксплуатируют, если параметры в бортовой сети стабильные и напряжение не превышает 14,4 В. Устройства следует выбирать от известных компаний производителей. Так, бренд “Оптима” предлагает модели аккумуляторов с желтой, красной и синей крышкой. Для тяжелых условий запуска зимой лучше выбрать модель с красной крышкой. Если в салоне используется мощная музыка, другие потребители, нужно покупать АКБ с желтой крышкой. Для эксплуатации автомаобиля в стандартных условиях выбирают синий девайс.

Гелевые аккумуляторы – технические характеристики

Кислотные жидкие и гелевые аккумуляторы имеют сходные технические характеристики. Это позволяет использовать их на одних транспортных средствах. Те же 6 элементов аккумулятора легкового автомобиля дают напряжение 12 вольт. Емкость их 55 -150 ампер-часов. Но пусковой ток у стартовых автомобильных гелевых батарей может достигать 550-950 А.

Чаще гелевые аккумуляторы используются в скутере или лодке. Независимо от положения корпуса батареи относительно горизонта, электролит не вытекает, емкость накопителя энергии достаточная для легкой техники.

Предлагаем видео, с изображением гелевого аккумулятора Exide 6-ст-18, сухозаряженного, предназначенного для скутера. По характеристикам прибор подходит для использование в теплое время года.

Особенности гелевых аккумуляторов

Над созданием накопителей энергии, способных преобразовывать энергию с максимальным КПД, подходящих для работы в любых климатических условиях, в нестабильных сетях и быть безопасными работают ученые всех стран. Изначально гелевые аккумуляторы были разработаны для космических аппаратов, но пригодились на Земле. Плюсы и минусы изделий учитываются при выборе батареи. При всех достоинствах новых АКБ, автомобилисты предпочитают классический, жидкий по нескольким причинам.

Гелевый аккумулятор на морозе -30 0 и в жаре выше +50 0 теряет структуру электролита. Восстановить гель после разрушения невозможно. Главным препятствием к широкому использованию новых типов батарей является высокая стоимость.

Заряжать ПКБ этого типа нужно зарядным током не больше 0,1 от цифрового значения емкости. Важно остановить зарядку до напряжения на клеммах 14,4 В. Лучше использовать импульсные зарядники с регулируемыми параметрами и автоматическим отключением, при достижении полного заряда.

Восстановить батарею после глубокой разрядки проще, чем жидкие свинцовые аккумуляторы. Если масса загрубела и отстает от контактных пластин, электролит приходится разбавлять дистиллированной водой.

Вывод

Гелевые аккумуляторы можно устанавливать на автомобили, если их бортовая система рассчитана на 14, 4 вольта. Это класс современных авто средней мощности. В условиях морозных зим и тропической жары срок эксплуатации GEL батарей будет сильно укорочен. В мотоциклах и легком водном транспорте гелевые аккумуляторы предпочтительнее жидких свинцовых.

Устройство гелевого аккумулятора — все о них

Гелевые аккумуляторы

Устройство гелевого аккумулятора

Для успешной эксплуатации изучать устройство гелевого аккумулятора обычному пользователю совсем необязательно. Конструкция продумана так, что даже в неосторожных и неумелых руках АКБ будет продолжать безотказно работать. Однако, только зная устройство, можно понять, откуда взяты те самые преимущества и особенности технологий GEL и AGM, о которых говорят производители и продавцы.

Как определить гелевый аккумулятор

Распознать гелевый аккумулятор можно достаточно просто несколькими способами. Самые простые и «безболезненные» — по форме корпуса и по маркировке. Разобрав аккумуляторную батарею, тоже можно узнать, гелевым он был, или нет. Но именно «был», так как разборка в данном случае не предусмотрена производителем.

Однако начать стоит, все же, с разборки, пусть и воображаемой. Это поможет быстрее понять, чем отличается гелевый аккумулятор от не гелевого. Освободив батарею от пластикового корпуса, можно увидеть традиционные для свинцово-кислотных АКБ пластины и сепараторы. Однако классического кислотного электролита в жидком виде здесь нет. Его заменяет гелеобразная субстанция, не обладающая текучестью.

Способы определения гелевого аккумулятора

Гораздо разумнее, и без вреда для самого аккумулятора, распознавать его по маркировке на корпусе. Как узнать гелевый аккумулятор по надписям? Очень просто. На корпусах таких АКБ обязательно красуются три большие буквы – либо AGM, либо GEL. Не заметить их невозможно, так как производитель намеренно пытается донести до пользователя информацию о том, что аккумулятор именно гелевый, а значит – может стоить так дорого.

Узнать по форме корпуса

Следующий способ определения гелевого аккумулятора – по форме корпуса. Большинство автомобильных батарей имеют совсем не традиционную прямоугольную форму. Корпус сделан в виде бочкообразных отсеков. Каждая такая «бочка» – это привычная всем банка, или отсек аккумулятора, который способен выдавать номинальные 2,1 вольта.

Мотоциклетные и скутерные гелевые аккумуляторы тоже определить достаточно просто. Они, как правило, непрозрачные, и не имеют пробок для контроля уровня и плотности электролита. Конструкция именно такая потому, что жидкого электролита, за которым надо следить, в гелевых аккумуляторах нет. Там необслуживаемый гель.

Устройство разных гелевых аккумуляторов

Гелевые аккумуляторы имеют разную конструкцию, хотя базовые принципы взяты из традиционной и всем привычной технологии. Это все те же свинцовые пластины и разделяющие их сепараторы. Это и тот же пластиковый корпус с клеммами «+» и «-». Однако отличия, все же, есть. Причем, разными бывают и сами гелевые аккумуляторы.

Для автомобилей и прочей крупной техники более распространенными являются гелевые аккумуляторы, изготовленные по технологии AGM. В них между пластинами из свинца расположен пористый стекловолоконный материал, пропитанный гелеобразным электролитом. Пакеты с пластинами и стекловолокном плотно сжаты, за счет чего обеспечивается надежный контакт свинца и электролита, что и позволяет проходить электрохимическим реакциям заряда и разряда.

Автомобильные аккумуляторы AGM бывают двух основных конструкций. Первая – классическая, выполненная в прямоугольном корпусе. Пластины в них имеют привычную квадратную форму, и сложены с сепараторами в виде бутерброда.

Вторая разновидность, о которой упоминалось выше, это АКБ, заключенные в корпусе в виде бочкообразных отсеков. Такую форму они имеют потому, что свинцовые пластины в них завернуты рулоном. Производители заявляют, что в таких аккумуляторах они уместили больше свинца и электролита, за счет чего существенно повышена емкость и пусковой ток. Однако на практике повысилась только цена. Принципиально какого-либо ощутимого для пользователя преимущества такая компоновка не дает. Пластины хоть в бутерброде, хоть в рулоне – занимают одно и то же пространство в корпусе. Больше, чем позволяет внутренний объем корпуса, туда не поместишь даже с помощью нанотехнологий.

По поводу бочкообразных аккумуляторов AGM есть ряд и других якобы преимуществ, которые были получены за счет такой формы. Однако все они, по большому счету, просто маркетинговый ход, позволяющий еще больше повысить ценник.

Есть также третья разновидность гелевых аккумуляторов, которые немного отличаются от АКБ AGM. Речь о технологии GEL. В данном случае уже нет никакого стекловолокна, пропитанного гелеобразной субстанцией. Гелеобразный электролит в таких аккумуляторах заполняет все пространство в корпусе, не занятое свинцовыми пластинами. Он и заливается туда изначально в жидком виде, но за счет модификатора превращается в гель. Такие аккумуляторы можно увидеть на мотоциклах, скутерах, мотоблоках, мини-тракторах и даже в китайских фонариках.

Вывод

В целом, гелевые аккумуляторы отличаются от классических только консистенцией электролита. Это все та же кислота, только со специальным модификатором. Принцип выработки и накопления электроэнергии гелевыми аккумуляторами абсолютно такой же, как и у тех, которые заполнены жидким электролитом.