Параўнанне акумулятараў: свінцова-кіслотныя, гелевыя і AGM

На бягучы момант на рынку прадстаўлены тры асноўныя віды акумулятарных батарэй: свінцова-кіслотныя з вадкім электралітам, гелевыя і AGM. Усе яны маюць аднолькавы прынцып працы, але ёсць істотныя адрозненні ў прыладзе. Гэтыя адрозненні даюць ім адмысловыя характарыстыкі, аднак, у кожнага тыпу ёсць свае недахопы, якія варта ўлічваць пры выбары АКБ.

Свінцова-кіслотныя АКБ з вадкім электралітам

Гэты тып акумулятарных батарэй мае самае шырокае распаўсюджванне. Іх прылада практычна не змянілася з моманту вынаходства ў 1859 годзе.

Прылада і прынцып працы

У корпусе батарэі размешчаны шэсць ізаляваных сябар ад сябра адсекаў або слоікаў. У кожным з адсекаў знаходзяцца свінцовыя пласціны і вадкі электраліт. Пласціны са станоўчым і адмоўным зарадам (катод і анод). У свінцовых пласцінах могуць утрымоўвацца прымешкі сурмы ці крэмнія. Электраліт уяўляе сабой сумесь сернай кіслаты (35%) і дыстыляванай вады (65%). Паміж свінцовымі пласцінамі знаходзяцца порыстыя пласціны-падзельнікі, якія называюцца сепаратарамі. Яны неабходны для прадухілення кароткага замыкання. Кожны слоік выпрацоўвае каля 2В, а ў суме атрымліваецца 12В (паслядоўнае злучэнне).

Ток у свінцова-кіслотных АКБ выпрацоўваецца ў выніку электрахімічнай рэакцыі паміж двухвокісам свінцу і сернай кіслаты. Пры гэтым расходуецца серная кіслата, якая распадаецца. Шчыльнасць электраліта змяншаецца. Пры зарадцы ад ЗП ці ад генератара аўтамабіля адбываецца зваротны працэс (зарадка).

Перавагі і недахопы

Шырокаму распаўсюджванню свінцова-кіслотных АКБ спрыяе іх простая і надзейная прылада. Яны выдаюць даволі высокія старцернае токі для запуску рухавіка (да 500А), стабільна працуюць да 3-5 гадоў пры правільнай эксплуатацыі. Зарадку АКБ можна праводзіць падвышанымі токамі. Гэта не нанясе шкоду ёмістасці батарэі. Галоўным плюсам з'яўляецца даступны кошт.

Асноўныя недахопы гэтага тыпу АКБ звязаны з абслугоўваннем і эксплуатацыяй. Электраліт знаходзіцца ў вадкім стане. Таму ёсць небяспека яго праходжання. Серная кіслата - вельмі агрэсіўная вадкасць. Таксама падчас эксплуатацый вылучаюцца з'едлівыя газы. Гэта значыць, што АКБ нельга ўсталёўваць у салоне аўтамабіля, толькі пад капотам.

Кіроўцу трэба перыядычна сачыць за ўзроўнем зарада батарэі і шчыльнасцю электраліта. Калі батарэю перазарадзіць, то яна закіпае. Вада выпараецца і яе трэба перыядычна даліваць у адсекі. Выкарыстоўваецца толькі дыстыляваная вада.

Нельга дапускаць падзення ўзроўню зарада ніжэй за 50%. Поўны разрад гарантавана загубіць прыладу, бо адбываецца глыбокая сульфатацыя пласцін (адукацыі сульфату свінцу).

Захоўваць і эксплуатаваць АКБ трэба ў строгім вертыкальным становішчы, каб электраліт не выцякаў, і пласціны не замкнулі паміж сабой. Замыканне таксама можа адбыцца і ў выніку абсыпання пласцін.

У халодную пару года акумулятар звычайна здымаюць з машыны, каб ён не змерз. Гэта можа здарыцца з вадкім электралітам. Халодная АКБ таксама горш працуе.

Гелевыя АКБ

Гелевыя АКБ працуюць па такіх жа прынцыпах, што і звычайныя свінцова-кіслотныя. Толькі электраліт усярэдзіне знаходзіцца не ў вадкім, а ў гелевым стане. Гэтага ўдалося дабіцца ў выніку дабаўлення сілікагеля са зместам крэмнію. Сілікагель утрымлівае электраліт усярэдзіне. Ён падзяляе дадатныя і адмоўныя пласціны, г.зн. выконвае функцыі сепаратара. Для выраба пласцін выкарыстоўваецца толькі высокаачышчаны свінец без якіх-небудзь прымешак. Шчыльнае размяшчэнне пласцін і силикагеля забяспечвае нізкі супраціў, а такім чынам, хуткі зарад і высокія токі аддачы (800-1000А на стартар пры запуску).

Наяўнасць силикагеля таксама дае адна вялікая перавага - батарэя не баіцца глыбокіх разрадаў.

Працэс сульфатацыі ў такіх АКБ працякае павольней. Газы, якія ўтварыліся, застаюцца ўнутры. Пры занадта інтэнсіўным газаўтварэнні лішкі газаў выходзяць праз спецыяльныя клапаны. Гэта дрэнна адбіваецца на ёмістасці батарэі, але не крытычна. Даліваць нічога не трэба. Гелевыя АКБ ставяцца да класа неабслугоўваных.

Перавагі і недахопы

Плюсаў гелевых АКБ больш, чым мінусаў. Дзякуючы таму, што электраліт усярэдзіне знаходзіцца ў стане геля, батарэю можна бяспечна эксплуатаваць практычна ў любым становішчы і месцы. Нічога не праліваецца, як гэта можа здарыцца з вадкім электралітам. Нават пры пашкоджанні корпуса ёмістасць батарэі не змяншаецца.

Тэрмін службы гелевай батарэі пры правільным доглядзе складае каля 10-14 гадоў. Бо працэс сульфатацыі адбываецца павольна, пласціны не абсыпаюцца, і захоўвацца такая батарэя можа да 3-х гадоў без падзарадкі і вялікай страты ёмістасці. У год звычайна сыходзіць 15-20% зарада.

Гелевая батарэя можа вытрымаць да 400 поўных разрадаў. Гэта зноў жа дасягаецца дзякуючы стану электраліта. Узровень зарада хутка аднаўляецца.

Нізкі супраціў дазваляе аддаваць высокія пускавыя токі, забяспечваючы высокую эфектыўнасць працы.

Да недахопаў ставіцца адчувальнасць да перазараду і кароткага замыкання. Таму на такіх батарэях паказваюць дапушчальныя параметры напругі пры зарадцы. Зараджаць таксама трэба напругай у 10% ад ёмістасці батарэі. Нават невялікая перанапружанне можа прывесці да яе выхаду з ладу. Таму з такімі АКБ рэкамендуецца выкарыстоўваць спецыяльныя зарадныя прылады.

На моцным марозе силикагель таксама можа змерзнуць і страціць у ёмістасці. Хоць мароз гелевыя АКБ вытрымліваюць лепш, чым звычайныя АКБ.

Адным з галоўных недахопаў таксама з'яўляецца высокі кошт гелевых батарэй у параўнанні з простымі.

AGM акумулятары

Прынцып працы AGM акумулятараў такі ж, як у двух папярэдніх тыпаў. Галоўнае адрозненне ў прыладзе сепаратараў і стане электраліта. Паміж свінцовымі пласцінамі знаходзіцца шкловалакно, якое прасякнута электралітам. AGM так і расшыфроўваецца Absorbed Glass Mat або Абсарбаванае шкловалакно. Для пласцін таксама выкарыстоўваецца толькі чысты свінец.

Шкловалакно і пласціны шчыльна прыціснутыя сябар да сябра. Электраліт утрымліваецца дзякуючы сітаватасці матэрыялу. Ствараецца нізкі супраціў, які ўплывае на хуткасць зарадкі і высокі ток пры аддачы.

Такія батарэі таксама ставяцца да неабслугоўваных акумулятараў. Сульфатацыя праходзіць павольна, пласціны не абсыпаюцца. Электраліт не цячэ і практычна не выпараецца. Лішкі газаў выходзяць праз спецыяльныя клапаны.

Яшчэ адной асаблівасцю AGM батарэй з'яўляецца магчымасць скручвання пласцін у рулоны ці спіралі. Кожны адсек мае форму цыліндру. Гэта дазваляе павялічыць плошчу ўзаемадзеяння і павысіць устойлівасць да вібрацыі. Батарэі ў такім выкананні можна ўбачыць у вядомай маркі OPTIMA.

Перавагі і недахопы

AGM акумулятары можна эксплуатаваць і захоўваць у любым становішчы. Корпус герметычны. Трэба сачыць толькі за ўзроўнем зарада і станам клем. Захоўвацца прылада можа 3 гады, пры гэтым губляючы толькі 15-20% зарада ў год.

Такія АКБ аддаюць высокія пускавыя токі да 1000А. Гэта ў некалькі разоў вышэй за звычайныя.

Поўныя разрады не страшныя. Батарэя вытрымлівае 200 разрадаў пад нуль, да 500 разрадаў на палову і 1000 разрадаў на 30%.

AGM батарэі лепш за ўсіх астатніх працуюць пры нізкіх тэмпературах. Нават пры моцным марозе характарыстыкі не змяншаюцца. Таксама добра пераносяць высокія тэмпературы да 60-70 ° C.

Як і гелевыя акумулятары, AGM адчувальныя да зарадкі. Невялікае перавышэнне току выводзіць батарэю са строю. Вышэй 15В ужо крытычна. Таксама нельга дапушчаць кароткага замыкання. Таму трэба заўсёды выкарыстоўваць адмысловую зарадную прыладу.

Каштуюць AGM батарэі ў некалькі разоў больш звычайных, нават даражэй гелевых.

Высновы

Нават пры такіх значных плюсах гелевыя і AGM акумулятары не змаглі пацясніць свінцова-кіслотныя АКБ. Апошнія больш даступныя па кошце і цалкам спраўляюцца са сваімі задачамі на аўтамабілі. Нават у халодную пару года стартару дастаткова 350-400А, каб запусціць рухавік.

На аўтамабілі AGM або гелевыя АКБ будуць актуальнымі толькі пры наяўнасці вялікай колькасці энергазатратных спажыўцоў. Таму шырэйшае ўжыванне яны знайшлі ў якасці назапашвальнікаў энергіі ад сонечных батарэй, ветравых станцый, у хатах ці як крыніца энергіі і ў розных пераносных прыладах.