Porovnanie batérií: kyselina olovená, gélová a AGM

V súčasnosti sú na trhu k dispozícii tri hlavné typy akumulátorov: olovené kyseliny s tekutým elektrolytom, gélové a AGM. Všetky majú rovnaký princíp činnosti, ale v prístroji sú značné rozdiely. Tieto rozdiely im dávajú zvláštne vlastnosti, každý typ má však svoje vlastné nevýhody, ktoré by sa mali brať do úvahy pri výbere batérie.

Olovené batérie s tekutým elektrolytom

Tento typ nabíjateľných batérií je najbežnejšie používaný. Dizajn sa od ich vynálezu v roku 1859 do veľkej miery nezmenil.

Zariadenie a princíp činnosti

Kryt batérie obsahuje šesť oddelených oddelení alebo plechoviek. Každá priehradka obsahuje olovené platne a tekutý elektrolyt. Dosky s kladnými a zápornými nábojmi (katóda a anóda). Olovené platne môžu obsahovať nečistoty antimónu alebo kremíka. Elektrolyt je zmesou kyseliny sírovej (35%) a destilovanej vody (65%). Medzi olovenými doskami sú pórovité rozperné dosky, ktoré sa nazývajú separátory. Sú nevyhnutné na zabránenie skratu. Každá banka generuje približne 2 V pre celkom 12 V (reťazový reťazec).

Prúd v olovených batériách je generovaný elektrochemickou reakciou medzi oxidom olovnatým a kyselinou sírovou. Toto spotrebováva kyselinu sírovú, ktorá sa rozkladá. Hustota elektrolytu klesá. Pri nabíjaní z nabíjačky alebo z generátora automobilu dochádza k opačnému procesu (nabíjaniu).

Výhody a nevýhody

Široké použitie olovených batérií uľahčuje ich jednoduchá a spoľahlivá konštrukcia. Vydávajú pomerne vysoké štartovacie prúdy na naštartovanie motora (do 500 A), pri správnej prevádzke fungujú stabilne až 3 - 5 rokov. Batériu je možné nabíjať zvýšeným prúdom. To nepoškodí kapacitu batérie. Hlavnou výhodou je prijateľná cena.

Hlavné nevýhody tohto typu batérií sú spojené s údržbou a prevádzkou. Elektrolyt je tekutý. Preto existuje nebezpečenstvo jeho toku. Kyselina sírová je veľmi korozívna kvapalina. Počas prevádzky tiež unikajú korozívne plyny. To znamená, že batériu nie je možné inštalovať do vozidla, iba pod kapotu.

Vodič by mal pravidelne monitorovať úroveň nabitia batérie a hustotu elektrolytu. Ak je batéria nabitá, nabije sa. Voda sa odparuje a je potrebné ju pravidelne dopĺňať do priehradiek. Používa sa iba destilovaná voda.

Úroveň nabitia nesmie klesnúť pod 50%. Je zaručené úplné vybitie prístroja, pretože dôjde k hlbokej sulfatácii platní (tvorba síranu olovnatého).

Batériu je potrebné skladovať a prevádzkovať v prísne zvislej polohe, aby neunikal elektrolyt a platne sa neuzatvárali k sebe. K skratu môže dôjsť aj v dôsledku rozpadnutia tanierov.

V chladnej sezóne sa batéria z auta zvyčajne vyberie, aby nezamrzla. To sa môže stať pri tekutom elektrolyte. Horšie funguje aj studená batéria.

Gélové batérie

Gélové batérie fungujú na rovnakých princípoch ako bežné olovené batérie. Iba elektrolyt vo vnútri nie je v kvapaline, ale v gélovom stave. To sa dosiahlo pridaním silikagélu obsahujúceho kremík. Silikagél udržuje elektrolyt vo vnútri. Oddeľuje pozitívne a negatívne platne, t.j. slúži ako oddeľovač. Na výrobu platní sa používa iba vysoko očistené olovo bez akýchkoľvek nečistôt. Husté usporiadanie doštičiek a silikagélu poskytuje nízky odpor, a preto rýchle nabíjanie a vysoké spätné prúdy (800 - 1000 XNUMX A na štartér pri štarte).

Prítomnosť silikagélu tiež poskytuje jednu veľkú výhodu - batéria sa nebojí hlbokého vybitia.

Proces sulfatácie v takýchto batériách je pomalší. Výsledné plyny zostávajú vo vnútri. Ak dôjde k príliš intenzívnej tvorbe plynov, prebytočné plyny unikajú špeciálnymi ventilmi. To je zlé pre kapacitu batérie, ale nie kritické. Nemusíte nič dolievať. Gélové batérie nevyžadujú údržbu.

Výhody a nevýhody

Gélových batérií je viac plusov ako mínusov. Vzhľadom na to, že elektrolyt vo vnútri je v gélovom stave, je možné batériu bezpečne prevádzkovať takmer v akejkoľvek polohe a na akomkoľvek mieste. Tekutým elektrolytom sa nič nevyleje tak, ako to môže. Aj keď je puzdro poškodené, kapacita batérie sa nezníži.

Životnosť gélovej batérie pri správnej starostlivosti je asi 10 - 14 rokov. Pretože proces sulfatácie je pomalý, platne sa nedrobia a takáto batéria sa môže skladovať až 3 roky bez dobíjania a s veľkou stratou kapacity. Zvyčajne to trvá 15 - 20% z poplatku ročne.

Gélová batéria vydrží až 400 úplných vybití. To sa opäť dosahuje stavom elektrolytu. Úroveň nabitia sa rýchlo obnoví.

Nízky odpor umožňuje dodávať vysoké spínacie prúdy, čo zaisťuje vysokú účinnosť.

Medzi nevýhody patrí citlivosť na prebíjanie a skraty. Takéto batérie preto indikujú prípustné parametre napätia počas nabíjania. Ďalej je potrebné nabíjať napätím 10% z kapacity batérie. Aj mierne prepätie môže viesť k jeho poruche. Preto sa s takýmito batériami odporúča používať špeciálne nabíjačky.

Za extrémneho chladu môže silikagél tiež v nádobe zamrznúť a stratiť sa. Aj keď gélové batérie odolávajú mrazu lepšie ako bežné batérie.

Jednou z hlavných nevýhod sú tiež vysoké náklady na gélové batérie v porovnaní s jednoduchými.

AGM batérie

Princíp fungovania batérií AGM je rovnaký ako u dvoch predchádzajúcich typov. Hlavný rozdiel je v konštrukcii odlučovačov a stave elektrolytu. Medzi olovenými doskami je sklenené vlákno, ktoré je impregnované elektrolytom. AGM je skratka pre Absorbed Glass Mat alebo Absorbed Glass Fibre. Na platne sa používa iba čisté olovo.

Sklolaminát a dosky sú pevne stlačené. Elektrolyt je zadržiavaný pórovitosťou materiálu. Vytvorí sa nízky odpor, ktorý ovplyvňuje rýchlosť nabíjania a vysoký spúšťací prúd.

Takéto batérie sa tiež klasifikujú ako bezúdržbové batérie. Sulfatácia je pomalá, platne sa nedrobia. Elektrolyt netečie a prakticky sa neodparuje. Prebytočné plyny unikajú špeciálnymi ventilmi.

Ďalšou vlastnosťou batérií AGM je schopnosť krútiť platne do roliek alebo špirál. Každá priehradka má tvar valca. To zvyšuje interakčnú plochu a zlepšuje odolnosť proti vibráciám. Batérie v tomto prevedení je možné vidieť u známej značky OPTIMA.

Výhody a nevýhody

Batérie AGM je možné prevádzkovať a skladovať na akomkoľvek mieste. Telo je zapečatené. Musíte len sledovať úroveň nabitia a stav terminálov. Zariadenie je možné skladovať 3 roky, pričom ročne stratíte iba 15 - 20% poplatku.

Takéto batérie poskytujú vysoké štartovacie prúdy až 1000 XNUMX A. To je niekoľkonásobne viac ako zvyčajne.

Plné vybitia nie sú strašidelné. Batéria vydrží 200 nulových výbojov, až 500 polovičných a 1000 výbojov pri 30%.

Batérie AGM fungujú najlepšie pri nízkych teplotách. Ani pri silnom mraze sa vlastnosti neznižujú. Znášajú aj vysoké teploty do 60 - 70 ° C.

Rovnako ako gélové batérie, aj AGM sú citlivé na nabíjanie. Mierny nadprúd poškodí batériu. Nad 15 V je už kritických. Tiež nesmie byť povolený skrat. Preto by ste mali vždy používať vyhradenú nabíjačku.

Batérie AGM stoja niekoľkonásobne viac ako bežné, dokonca drahšie ako gélové.

Závery

Ani s takými významnými výhodami nedokázali gélové a AGM batérie stlačiť olovené batérie. Posledné menované sú cenovo dostupnejšie a svoju prácu robia dobre v automobile. Aj v chladnom období stačí na štartovanie motora 350-400A.

Na automobile budú AGM alebo gélové batérie relevantné iba vtedy, ak existuje veľký počet spotrebiteľov energie. Preto našli širšie uplatnenie ako zariadenia na akumuláciu energie zo solárnych panelov, veterných fariem, v domácnostiach alebo ako zdroj energie a v rôznych prenosných zariadeniach.