Compararea bateriei: acid de plumb, gel și AGM
Conținut
În prezent, există trei tipuri principale de baterii de stocare pe piață: plumb-acid cu electrolit lichid, gel și AGM. Toate au același principiu de funcționare, dar există diferențe semnificative în dispozitiv. Aceste diferențe le conferă caracteristici speciale, cu toate acestea, fiecare tip are propriile sale dezavantaje care ar trebui luate în considerare la alegerea unei baterii.
Baterii plumb-acid cu electrolit lichid
Acest tip de baterie reîncărcabilă este cel mai utilizat. Designul lor a rămas în mare parte neschimbat de la invenția lor în 1859.
Dispozitiv și principiu de funcționare
Există șase compartimente sau cutii izolate unele de altele în carcasa bateriei. Fiecare compartiment conține plăci de plumb și un electrolit lichid. Plăci cu sarcini pozitive și negative (catod și anod). Plăcile de plumb pot conține impurități de antimoniu sau siliciu. Electrolitul este un amestec de acid sulfuric (35%) și apă distilată (65%). Între plăcile de plumb sunt plăci de distanțare poroase numite separatoare. Sunt necesare pentru a preveni scurtcircuitele. Fiecare bancă produce aproximativ 2V pentru un total de 12V (lanț de margarete).
Curentul din bateriile cu plumb acid este generat de o reacție electrochimică între dioxidul de plumb și acidul sulfuric. Acesta consumă acid sulfuric, care se descompune. Densitatea electrolitului scade. Când se încarcă de la un încărcător sau de la un generator de mașină, are loc procesul invers (încărcare).
Avantaje și dezavantaje
Utilizarea pe scară largă a bateriilor plumb-acid este facilitată de designul lor simplu și fiabil. Oferă curenți de pornire destul de mari pentru pornirea motorului (până la 500A), funcționează stabil până la 3-5 ani cu o funcționare adecvată. Bateria poate fi încărcată cu curenți crescuți. Acest lucru nu va afecta capacitatea bateriei. Principalul avantaj este prețul accesibil.
Principalele dezavantaje ale acestui tip de baterie sunt asociate cu întreținerea și funcționarea. Electrolitul este lichid. Prin urmare, există pericolul curgerii acestuia. Acidul sulfuric este un lichid foarte coroziv. De asemenea, gazele corozive sunt emise în timpul funcționării. Aceasta înseamnă că bateria nu poate fi instalată în interiorul vehiculului, doar sub capotă.
Conducătorul auto trebuie să monitorizeze periodic nivelul de încărcare a bateriei și densitatea electroliților. Dacă bateria este reîncărcată, fierbe. Apa se evaporă și trebuie umplută periodic în compartimente. Se utilizează numai apă distilată.
Nivelul de încărcare nu trebuie lăsat să scadă sub 50%. O descărcare completă este garantată pentru a distruge dispozitivul, deoarece are loc sulfarea profundă a plăcilor (formarea sulfatului de plumb).
Este necesar să depozitați și să utilizați bateria într-o poziție verticală strictă, astfel încât electrolitul să nu se scurgă și plăcile să nu se apropie. Scurtcircuitul poate apărea și ca urmare a destrămării plăcilor.
În sezonul rece, bateria este de obicei scoasă din mașină, astfel încât să nu înghețe. Acest lucru se poate întâmpla cu electroliții lichizi. O baterie rece funcționează și ea mai rău.
Baterii cu gel
Bateriile cu gel funcționează pe aceleași principii ca și bateriile convenționale cu plumb-acid. Numai electrolitul din interior nu se află într-un lichid, ci într-o stare de gel. Acest lucru a fost realizat prin adăugarea de silicagel care conține siliciu. Silica gel păstrează electrolitul în interior. Separa plăcile pozitive și negative, adică servește ca separator. Pentru fabricarea plăcilor, se utilizează numai plumb foarte purificat, fără impurități. Dispunerea densă a plăcilor și a silicagelului asigură rezistență redusă și, prin urmare, încărcare rapidă și curenți mari de retragere (800-1000A pe starter la pornire).
Prezența silicagelului oferă, de asemenea, un mare avantaj - bateria nu se teme de descărcări profunde.
Procesul de sulfatare în astfel de baterii este mai lent. Gazele rezultate rămân în interior. Dacă apare o formare prea intensă de gaze, excesul de gaze scapă prin supape speciale. Acest lucru este rău pentru capacitatea bateriei, dar nu este critic. Nu trebuie să completați nimic. Bateriile cu gel nu necesită întreținere.
Avantaje și dezavantaje
Există mai multe avantaje ale bateriilor cu gel decât minusuri. Datorită faptului că electrolitul din interior este într-o stare de gel, bateria poate fi acționată în siguranță în aproape orice poziție și loc. Nimic nu se varsă așa cum se poate cu electrolitul lichid. Chiar dacă carcasa este deteriorată, capacitatea bateriei nu este redusă.
Durata de viață a unei baterii cu gel cu îngrijire adecvată este de aproximativ 10-14 ani. Deoarece procesul de sulfatare este lent, plăcile nu se sfărâmă și o astfel de baterie poate fi stocată până la 3 ani fără reîncărcare și cu o pierdere mare de capacitate. De obicei, este nevoie de 15-20% din taxa anuală.
Bateria cu gel poate rezista până la 400 de descărcări complete. Acest lucru se realizează din nou datorită stării electrolitului. Nivelul de încărcare se recuperează rapid.
Rezistența scăzută permite livrarea curenților de intrare mari, asigurând o eficiență ridicată.
Dezavantajele includ sensibilitatea la supraîncărcare și scurtcircuite. Prin urmare, astfel de baterii indică parametrii de tensiune admisibili în timpul încărcării. De asemenea, trebuie să încărcați cu o tensiune de 10% din capacitatea bateriei. Chiar și o ușoară supratensiune poate duce la eșecul acesteia. Prin urmare, se recomandă utilizarea încărcătoarelor speciale cu astfel de baterii.
La frig extrem, silicagelul poate îngheța și pierde în recipient. Deși bateriile cu gel rezistă mai bine la îngheț decât bateriile convenționale.
Unul dintre principalele dezavantaje este și costul ridicat al bateriilor cu gel în comparație cu cele simple.
Baterii AGM
Principiul de funcționare a bateriilor AGM este același ca și pentru cele două tipuri anterioare. Principala diferență constă în proiectarea separatoarelor și starea electrolitului. Între plăcile de plumb se află fibra de sticlă, care este impregnată cu electrolit. AGM înseamnă Absorbed Glass Mat sau Absorbed Glass Fiber. Pentru plăci se folosește și plumb pur.
Fibra de sticlă și plăcile sunt presate strâns între ele. Electrolitul este reținut de porozitatea materialului. Se creează o rezistență scăzută care afectează viteza de încărcare și curentul mare de pornire.
Astfel de baterii sunt, de asemenea, clasificate ca baterii fără întreținere. Sulfatarea este lentă, plăcile nu se sfărâmă. Electrolitul nu curge și practic nu se evaporă. Gazele în exces scap prin supape speciale.
O altă caracteristică a bateriilor AGM este capacitatea de a răsuci plăcile în role sau spirale. Fiecare compartiment are forma unui cilindru. Aceasta crește zona de interacțiune și îmbunătățește rezistența la vibrații. Bateriile din acest design pot fi văzute de la binecunoscutul brand OPTIMA.
Avantaje și dezavantaje
Bateriile AGM pot fi operate și depozitate în orice locație. Corpul este sigilat. Trebuie doar să monitorizați nivelul de încărcare și starea terminalelor. Dispozitivul poate fi stocat timp de 3 ani, în timp ce pierde doar 15-20% din încărcare pe an.
Astfel de baterii dau curenți mari de pornire până la 1000A. Aceasta este de câteva ori mai mare decât de obicei.
Descărcările complete nu sunt înfricoșătoare. Bateria poate rezista la 200 de descărcări zero, până la 500 de descărcări pe jumătate și 1000 de descărcări la 30%.
Bateriile AGM funcționează cel mai bine la temperaturi scăzute. Chiar și în cazul înghețului sever, caracteristicile nu scad. De asemenea, tolerează temperaturi ridicate de până la 60-70 ° C.
La fel ca bateriile cu gel, AGM-urile sunt sensibile la încărcare. O ușoară supracurentă va deteriora bateria. Peste 15V este deja critic. De asemenea, nu trebuie permis un scurtcircuit. Prin urmare, ar trebui să utilizați întotdeauna un încărcător dedicat.
Bateriile AGM costă de câteva ori mai mult decât cele convenționale, chiar mai scumpe decât cele cu gel.
Constatări
Chiar și cu astfel de avantaje semnificative, bateriile cu gel și AGM nu puteau stoarce bateriile cu plumb-acid. Acestea din urmă sunt mai accesibile și își fac treaba bine într-o mașină. Chiar și în sezonul rece, 350-400A sunt suficiente pentru ca starterul să pornească motorul.
Pe o mașină, bateriile AGM sau gel vor fi relevante numai dacă există un număr mare de consumatori de energie. Prin urmare, au găsit o aplicație mai largă ca dispozitive de stocare a energiei din panourile solare, parcuri eoliene, în case sau ca sursă de energie și în diferite dispozitive portabile.
