SigaDoma.ru

Гелевые аккумуляторы

Привычные всем свинцово — кислотные аккумуляторы хоть и имеют широчайшее распространение в различных областях техники, но в то же время им присуще немалое количество существенных недостатков. Основными из этих недостатков принято считать достаточно большую величину саморазряда, которая составляет около 2 процентов в сутки, относительно невысокое количество циклов разряда — зарядки, составляющее в среднем не более 200 циклов, а так же ограниченность срока хранения таких батарей в снаряжённом состоянии, составляющий не более 9 месяцев. Не лишним будет отметить и то, что кислотные аккумуляторы не могут храниться в разряженном состоянии, поскольку полный разряд вызывает необратимые последствия для неё, а так же большое время приёма заряда подобных АКБ, которое составляет примерно 10 — 15 часов. В силу этих недостатков в настоящее время привычные кислотные батареи в массовом порядке вытесняются новым типом АКБ, которые получили название гелевые аккумуляторы.

Особенности конструкции гелевых аккумуляторных батарей.

Гелевые аккумуляторы имеют много общего с обычными кислотными батареями и работают они по одному и тому же принципу, в основе которого лежит окислительно — восстановительная реакция свинца в растворе серной кислоты. Проще говоря два электрода в виде свинцовых пластин помещены в раствор электролита и эта конструкция получила название аккумуляторной батареи, поскольку она имеет способность запасать электрическую энергию. Основным же отличием гелевых аккумуляторов от кислотных является то что, электролит содержащихся в них находится в состоянии очень вязкого геля, который имеет желеобразную консистенцию благодаря тому, что в его составе присутствуют специальные загустители на основе кремния. Следует отметить, что в процессе эксплуатации аккумулятора подобного типа гель имеет тенденцию к дальнейшему отвердеванию.

В условиях производства для заполнения отдельных банок гелевых аккумуляторов используются специальные вакуумные насосы — дозаторы, а после заполнения готовая батарея подвергается процессу принудительной сушки. В результате сушки в структуре подсушенного геля образуется множество микротрещин, благодаря которым в значительной степени уменьшается улетучивание его испарений. Говоря физико — химическим языком молекулы водорода и кислорода удерживаются микротрещинами, вступают в реакцию друг с другом и в результате её превращаются в воду, которая впоследствии впитывается гелем. Благодаря такому механизму, который получил название рекомбинация газа, практически все испарения возвращаются обратно в аккумуляторную батарею, однако не всегда удаётся рекомбинировать все молекулы, и при больших токах зарядки часть избыточного газа стравливается через специальный клапан.

Ещё одним отличием гелевых аккумуляторных батарей от кислотных следует считать сепаратор особой конструкции. Как в кислотных так и в гелевых АКБ сепаратор разделяет свинцовые пластины контактов, чтобы они не замкнулись между собой от вибраций в процессе эксплуатации. В гелевых батареях сепаратор выполнен из особого материала, который получил название микропористый дюропластик и особенность заключается его в том, что благодаря присадкам на основе алюминия он имеет повышенную стойкость к агрессивным средам, обладает высокой механической прочностью, а так же стабильностью при воздействии высоких температур и в целом способствует снижению внутреннего сопротивления батареи. Именно благодаря гелеобразному электролиту и особому материалу сепараторов гелевые АКБ и обладают целым рядом преимуществ.

Преимущества гелевых аккумуляторов.

Преимущества гелевых аккумуляторовГелевые аккумуляторные батареи во многом лишены недостатков кислотных батарей и помимо этого обладают целым рядом неоспоримых преимуществ. Одним из главных преимуществ гелевых АКБ является то, что они гарантированно исключают возможность вытекания электролита. Желеобразный гель позволяет использовать аккумуляторы подобного типа практически в любом положении и позволяет не опасаться того, что кислота может просочиться сквозь неплотности банок и обжечь кожу либо повредить окружающие предметы. Следующим преимуществом необходимо отметить то, что гелевый электролит препятствует сульфатации и коррозии свинцовых пластин. В результате этого гелевые аккумуляторы служат значительно дольше кислотных. Так же следует отметить, что гелевые АКБ нечувствительны к глубокому разряду, поскольку желеобразный гель находится в относительно устойчивом состоянии, в результате чего при глубоких разрядах не происходит его выпаривание и, как следствие, коррозия свинцовых контактов. Не лишним будет заметить, что в процессе работы гелевого аккумулятора практически отсутствует выделение газов, что способствует снижению потери объёма и массы электролита. Гелевые АКБ гораздо лучше переносят длительное хранение, чем их кислотные аналоги, в силу того, что они имеют крайне низкую величину саморазрядки.

Отдельно следует упомянуть о том, что в гелевых батареях применяются материалы способствующие увеличению его ёмкости. В противовес кислотным батареям, потенциал которых резко снижается с течением времени, гелевые аккумуляторы сохраняют свою ёмкость на значительно более стабильном уровне. Благодаря этому значительно увеличивается срок их полноценной работы, что наиболее хорошо проявляется в ходе длительной эксплуатации. Для сравнения можно привести пример того, что срок службы обычных кислотных батарей в среднем составляет от одного до полутора лет, в то же время как гелевые АКБ служат минимум в два раза дольше. Так же необходимо заметить, что благодаря высокой стабильности гелевого электролита данный тип аккумуляторов не снижают своих характеристик при очень широком диапазоне температур, в силу чего их можно применять при температурах от +50 до -40 градусов по Цельсию. Ещё одной отличительной особенностью гелевых батарей является то, что они практически очень мало чувствительны к повышенной влажности окружающей среды.

Область применения гелевых аккумуляторов.

Область применения гелевых аккумуляторовДо недавнего времени гелевые аккумуляторы применялись сравнительно ограничено, в силу достаточно высокой стоимости. Однако за последние годы производство их было значительно удешевлено, что и привело к резкому расширению области их применения, и можно смело говорить о том, что они сильно потеснили традиционные кислотные батареи по всем позициям. В частности можно отметить, что гелевые батареи с успехом применяются в качестве пусковых автомобильных аккумуляторов и успели заслужить довольно высокую популярность благодаря длительному сроку службы, а так же стабильно высокому пусковому току в условиях низких температур. Так же достаточно широко данные типы АКБ применяются в качестве стартерных батарей для мотоциклов и скутеров, в силу их высокой виброустойчивости, а так же герметичности, благодаря которой электролит не вытекает из батареи даже в перевёрнутом состоянии.

Отдельно можно упомянуть о широком применении гелевых АКБ в качестве пусковых батарей для лодочных моторов, а так же двигателей яхт и катеров. Гелевые батареи особенно хорошо зарекомендовали себя в условиях повышенной влажности среды, поскольку саморазряд их сведён до минимума, а так же благодаря тому, что они способны выдавать стабильно высокий пусковой ток даже в условиях потери уровня своего заряда свыше 60 процентов.

Так же гелевые аккумуляторы с успехом применяются в качестве тяговых батарей в электромобилях и инвалидных колясках, в различных автономных бытовых приборах, в портативном медицинском оборудовании, фотоэлектрических приборах, а так же в качестве накопителей энергии в солнечных и ветровых электростанциях. Помимо этого можно упомянуть, что гелевые АКБ всё чаще используются в различных системах бесперебойного электроснабжения благодаря их сравнительной неприхотливости, безопасности, а так же относительно большой ёмкости и сроку службы. Можно без преувеличения констатировать, что область применения гелевых батарей неуклонно расширяется и это, в первую очередь, происходит за счёт вытеснения из обращения традиционных кислотных батарей.

Подводя итоги всему вышесказанному можно сделать следующий нехитрый вывод: кислотные батареи уходят в прошлое и на смену им в массовом порядке приходят новые типы АКБ, одним из которых и является гелевый аккумулятор. Снижение цен на гелевые батареи привело к всплеску интереса к ним со стороны потребителей, а наличие целого ряда преимуществ в значительной степени способствует стабильности этого интереса. В силу этого в ближайшем будущем вполне можно ожидать того, что термин «аккумуляторная батарея» будет автоматически подразумевать именно гелевый аккумулятор.

Автор: Каверзин Дмитрий

3 комментария

Слава  on Февраль 25th, 2014

«срок службы обычных кислотных батарей в среднем составляет от одного до полутора лет, в то же время как гелевые АКБ служат минимум в два раза дольше» Явная дезинформация 🙂 Качественные автомобильные (и не только автомобильные) аккумуляторы известных производителей обычно хорошо работают не менее 3...5 лет. Не нужно дезинформировать читателей. Выходит, по мнению автора, гелевые аккумуляторы работают от 2 до 3 лет, ведь это вдвое больше кислотных со сроком службы 1-1,5 года, как он написал.

Гелевые аккумуляторы  on Сентябрь 10th, 2014

Не мог не вмешаться, т.к. много лет работаю с гелевыми аккумуляторами.

В хороших гелевых аккумуляторах свинцовые пластины легируются. По-этому они и стоят дороже. Срок эксплуатации до 12 лет! Мне попадались аккумуляторы после 6 лет эксплуатации в идеальном состоянии. Заряд до 80% хранят в течении 3-4 лет, ни один обычный автомобильный аккумулятор на такое не способен. Еще скажу что они отлично реанимируются высоким напряжением, простые автомобильные также на такое не способны

Константин  on Ноябрь 20th, 2014

Мне приходилось реанимировать аккумуляторы от бесперебойников для компьютеров. Всё начиналось с доливки дистилированной воды в банки аккумулятора, а затем зарядкой малым током. Некоторые восстанавливались и то, только если эти аккумуляторы сразу попадали ко мне. После длительного простоя, после его извлечения из бесперебойки, аккумулятор реанимировать уже не удаётся. Это говорит о том, что выделение газов у них всё-таки есть, а вместе с ним уходит и влага, содержащяяся в электролите и всё это приводит к обнажению пластин и окислительным процессам, после чего поверхность пластин уже не проводит ток (сульфатация). Возможной причиной является завышенное или не регулируемое напряжение зарядного тока.

Оставить комментарий: