Гелевые аккумуляторы.

Традиционные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи положительно зарекомендовали себя за десятки лет использования в автомобильном электрооборудовании. Однако разработчики и производители постоянно стремятся улучшить эксплуатационные свойства и технические характеристики АКБ.

В результате аккумуляторы серьезно эволюционировали – снижение доли сурьмы, использование кальция в активной массе электродов позволило практически полностью отказаться от долива, сделать устройства необслуживаемыми. Увеличению срока службы способствовало применение легирующих добавок, например, серебра. Революционными такие изменения назвать сложно.

Более серьезным сдвигом стало появление на автомобильном рынке батарей, использующих последние технологические достижения в области химических источников электроэнергии. Разработки велись для космической отрасли, где эксплуатация традиционных аккумуляторов ввиду невесомости, параметров окружающей среды затруднена или невозможна. Результатом стало появление АКБ, получивших название гелевых. Первоначально технологии нашли место в электроэнергетике, установках бесперебойного питания, компьютерном оборудовании, в начале столетия появились построенные на этих принципах автомобильные аккумуляторы.

Что такое гелевый аккумулятор?

Потребители считают гелевыми АКБ, использующие технологии с иммобилизованным (с пониженными характеристиками текучести) электролитом.

В действительности, при изготовлении безуходных (не нуждающихся в обслуживании) батарей применяются 2 принципа (между производителями, делающими ставку на эти технологии, развернулась жесткая конкурентная борьба)

  1. GEL (Gelled ELectrolite).
  2. AGM (Absorptive Glass Mat).

В обоих случаях в системе протекают химические процессы, аналогичные традиционным свинцово-кислотным аккумуляторам. Собственно, разработчики не решали задачу получить новый принцип накопителей или источников энергии. Важнее обеспечить долговечность существующих, предотвратить вытекание электролита, снизить (идеально – исключить полностью) выбросы образующихся в процессе эксплуатации газов, устранить необходимость доливки воды.

Технологии решают перечень приведенных вопросов, но используют различные подходы.

Аккумуляторы GEL.

Электролит представляет раствор кислоты с добавлением силиконов (диоксида кремния). В результате образуется густой гель, полностью занимающий межэлектродное пространство, обеспечивающий максимальную площадь контакта электролита с активной массой электродов. Именно поэтому батареи, изготовленные по технологии добавления силикона в кислоту, однозначно соответствуют названию «гелевые».

В процессе эксплуатации гель подсыхает, в массе образуются трещины (каналы), удерживающие выделяющиеся газы (кислорд, водород). Последние вступают в реакцию, образуя воду, увлажняющую электролит (таким образом решается вопрос рекомбинации газов, поддержания постоянной консистенции геля). Нерекомбинировавшие газы скапливаются в свободном пространстве, повышают давление под крышкой, инициируют срабатывание клапана, стравливающего избыток в атмосферу.

Достоинства и недостатки гелевых АКБ.

Подобная реализация имеет множество достоинств:

  • Максимально плотный контакт электролита и активной массы обеспечивает высокую эффективность, низкое внутреннее сопротивление при разряде и заряде АКБ, позволяет работать с повышенными значениями пусковых токов .
  • Практически исключен вынос активного вещества электродов (высыпание), что гарантирует увеличение ресурса устройств. Производители заявляют для гелевых батарей ресурс в 800-1000 циклов перезарядки, это практически соответствует десятилетнему сроку службы. Долговечности также способствует практически полное отсутствие окисления и коррозии материала электродов.
  • Низкая подвижность частиц при отсутствии внешнего напряжения ощутимо снижает величину саморазряда аккумулятора. В нормальных условиях заряженная батарея может храниться месяцами, теряя в течение года 15-20% заряда.
  • Безопасность для человека и окружающей среды. Большая часть газов рекомбинирует, а стравливаемые в атмосферу излишки не могут привести к накоплению в опасных концентрациях. Исключены протечки электролита даже при повреждениях корпуса устройства.
  • Конструкция и материал электродов обеспечивают более полное восстановление после сульфатации, поэтому АКБ легче переносит глубокий разряд.
  • Благодаря герметизированной конструкции (назвать ее полностью герметичной мешает наличие газоотводящего клапана) допускается эксплуатация в любом положении, установка на наклонных поверхностях.
  • Полностью исключено обслуживание – доливке воды или электролита в течение всего срока, требуется только периодическая подзарядка.

Особенности реализации определяют основные недостатки гелевых АКБ – чувствительность к величине зарядного тока, напряжения, перезаряду. Связано это с:

  • ростом интенсивности газообразования;
  • повышением температуры электролита.

Первое вызывает неконтролируемое повышение давления, причем не только в пространстве под крышкой, но и в объеме геля. Возможный результат — взрыв АКБ.

Второе приводит к разжижению геля, потере свойств. Консистенция электролита не восстанавливается даже после охлаждения, батарея выходит из строя.

Особенности эксплуатации GEL АКБ.

Среди требований эксплуатации важными являются исключение ситуаций, приводящих к выходу аккумулятора из строя. Необходимо выполнение следующих требований:

  • Ограничение тока заряда на уровне не более 0.1 емкости (рекомендуется использование режима ступенчатого заряда, с автоматическим или ручным регулированием зарядного тока по величине эквивалентной емкости).
  • Ограничение напряжения на клеммах АКБ. Граничной величиной для большинства автомобильных гелевых батарей является 14.2В, соответственно, при ее достижении необходим переход в режим стабилизации напряжения.
  • Исключение КЗ, поскольку даже кратковременное замыкание вызовет неконтролируемые рост тока выше допустимых значений (ввиду низкого внутреннего сопротивления) с дальнейшим выходом устройства из строя.

Эти условия являются определяющими при выборе зарядного устройства.

Кроме того, их выполнение диктует необходимость доработки электрооборудования автомобиля. Напряжение на выходе генератора (даже при нормально настроенном и работающем реле регулятора) может превышать 16В, что представляет опасность для гелевой батареи. Соответственно, требуется монтаж дополнительного блока стабилизации.

Вопрос стоимости.

Среди причин, сдерживающих широкое внедрение гелевых автомобильных АБ является неоправданно завышенная цена. Производители и продавцы, оценив преимущества устройств и постоянно растущий спрос, устанавливают цены, которые сложно назвать обоснованными. К примеру, цена на Аб емкостью 35 Ач стартует от 12-15 тыс.руб. Батареи 60-75 Ач продаются по 27-30 тысяч рублей. Конечно, гарантия на такие изделия нередко превышает 5 лет. Но стоимость зарядного устройства, соответствующего требованиям и доработка электрооборудования для большинства автомобилистов превращает цену покупки в неподъемную.

Аккумуляторы AGM.

Название технологии Absorptive Glass Mat переводится с английского как Абсорбционный Стеклянный Мат, полностью отражает особенности конструкции устройства.

Межэлектродное пространство аккумулятора заполняется пористым матом из стекловолокна, пропитанным раствором кислоты. Электролит удерживается в порах материала, что препятствует выплескиванию кислоты даже при повреждениях корпуса.

В порах задерживаются и образующиеся в процессе эксплуатации газы, которые, благодаря развитому объему, рекомбинируют практически полностью.

В остальном процессы в АКБ ничем не отличаются от протекающих в традиционных свинцово-кислотных аккумуляторах.

ВАЖНО! Выполненные по технологии AGM АБ к гелевым не относятся, более правильным является пока редко встречающийся термин «стекломатовые».

Сравнение аккумуляторных батарей различных типов.

При выборе аккумулятора для автомобиля скрупулезного учета требуют все значимые факторы. Автовладельцам необходимо сравнивать батареи.

GEL и традиционные АКБ.

Гелевые аккумуляторы безусловно превосходят привычные свинцово-кислотные по ряду показателей:

  • Удобству и безопасности использования;
  • Возможности работы в режимах высоких пиковых значений пусковых токов (кстати, завести машину с GEL получится даже при значительном разряде батареи);
  • Характеристикам саморазряда (у гелевых значительно ниже);
  • Работе при низких температурах (до -25..-40 градусов, в зависимости от используемых материалов гелевые демонстрируют менее выраженную потерю емкости);
  • Устойчивости к глубокому разряду и сульфатации;
  • Долговечности.

По стоимости покупки GEL явно проигрывает – батареи дороже традиционных в 3-4 раза. Даже повышенное значение пусковых токов и длительный срок службы (7-10 лет гарантии против 3-5 для свинцово-кислотных) не способны компенсировать разницу.

GEL и AGM.

Более совершенные гелевые батареи по техническим характеристикам превосходят стекломатовые. В частности, для них характерны бОльший ресурс (800-1000 циклов против 350-400), повышенные кратности пусковых токов (практически вдвое), более стабильная работа в широком диапазоне температур, меньшие значения утечек и саморазряда..

Изготовленные по технологии AGM устройства способны компенсировать проигрыш за счет цены – они более чем в 2 раза дешевле. К примеру, для аккумуляторов 35 Ач цена стартует от 5000-6500, а для 70 Ач лежит в пределах 10-12 тыс.руб. При этом отпадает необходимость в модернизации электрооборудования, что делает их покупку более выгодной.

Мнения автовладельцев.

Александр, Volvo CX-60:

Практически сразу после покупки поменял аккумулятор, поставил гель, не пожалел. В холода крутит, как летом – это важно, поскольку морозы ниже -30 в Тюменской области обычное явление. Особенно нравится, что при нестандартном электрооборудовании (много понаставил, потребление возросло процентов на 50) нет проблем. У товарища стандартные кислотники меняются каждые 2 года, я уже 3 отъездил, менять не собираюсь. Недавно заметил плюс – несколько раз по морозу не завелся, разрядил — стартер хватать перестал. Отошел, 10 минут покурил – и с третьего раза стартовал, похоже — самовосстановление.

Петр, VW Tiguan:

Смысла особого в установке гелевой батареи нет. Вопрос изучал достаточно подробно, остановился на обычных тюменских. Качество отличное, ходят долго, жара, мороз – функционируют одинаково. У товарищей (трое ставили GEL, AGM) 5 лет не продержались. Цена же заоблачная — вдвое (чаще – больше) дороже пары обычных, которые на моей машине 4 года служат. Единственный заметный плюс – возможность долгой работы при повышенных нагрузках, но я установкой навортов в электрике не увлекаюсь, обойдусь .

Федор, Mitsubishi Pajero Sport:

Выскажу мнение: хотите избавиться от проблем АБ — ставьте гель или AGM. Пользую красную Оптиму –доволен. На предыдущих машинах кислотный больше 3-4 лет не служил, учитывая быстрый разряд, множество проблем по холоду – вариант неприемлемый. Optima – совершенно противоположная история, завестись при любой погоде — без проблем, разрядить в 0 практически невозможно, подзаряжаю раз в месяц. Буду менять машину – обязательно куплю и поставлю аналогичный.

Николай, BMW X3:

Я однозначно против GEL АБ. Во-первых, дорого, даже не испытывая стеснения в средствах, о целесообразности покупки задумаешься. Тем более, надежность запросам не соответствует. Я ставил такой, убил одной зарядкой. Понимаю, скажут, следовало правила выполнить, лет 10 работал бы без видимых проблем. Спрашивается, зачем аккумулятор, над которым трястись, как над младенцем, по заоблачной цене. Проще 3 обычных поменять, затрат меньше, поменять своевременно – проблем меньше.

Рекомендую прочитать:

Что такое УТС автомобиля?
Что такое датчик детонации?
Что такое мультируль в автомобиле?
Что такое втягивающее реле стартера?

Дата последнего обновления: 26 Июль 2018.   Комментарии: 0.    Размещено в Автоазбука

Оставить комментарий или два

Autoepohc