Primerjava baterij: svinčena kislina, gel in AGM

Trenutno so na trgu tri glavne vrste akumulatorjev: svinčeve kisline s tekočim elektrolitom, gel in AGM. Vsi imajo enak princip delovanja, vendar so v napravi velike razlike. Te razlike jim dajejo posebne značilnosti, vendar ima vsak tip svoje slabosti, ki jih je treba upoštevati pri izbiri baterije.

Svinčene kislinske baterije s tekočim elektrolitom

Ta vrsta akumulatorskih baterij je najbolj razširjena. Njihov dizajn ostaja v glavnem nespremenjen od njihovega izuma leta 1859.

Naprava in načelo delovanja

Ohišje baterije vsebuje šest med seboj ločenih predelkov ali pločevink. Vsak predelek vsebuje svinčene plošče in tekoči elektrolit. Plošče s pozitivnimi in negativnimi naboji (katoda in anoda). Svinčene plošče lahko vsebujejo nečistoče antimona ali silicija. Elektrolit je mešanica žveplove kisline (35%) in destilirane vode (65%). Med svinčenimi ploščami so porozne distančne plošče, imenovane separatorji. Potrebni so za preprečevanje kratkih stikov. Vsaka banka proizvede približno 2 V za skupno 12 V (verižica marjetic).

Tok v svinčenih kislinskih baterijah nastane z elektrokemično reakcijo med svinčevim dioksidom in žveplovo kislino. Ta porabi žveplovo kislino, ki se razgradi. Gostota elektrolita se zmanjša. Pri polnjenju iz polnilnika ali iz avtomobilskega generatorja se zgodi obratni postopek (polnjenje).

Prednosti in slabosti

Široko uporabo svinčevih baterij olajša njihova enostavna in zanesljiva zasnova. Za zagon motorja oddajajo precej visoke zagonske tokove (do 500A), stabilno delujejo do 3-5 let s pravilnim delovanjem. Baterijo lahko polnite s povečanim tokom. To ne bo škodovalo zmogljivosti baterije. Glavna prednost je dostopna cena.

Glavne pomanjkljivosti te vrste baterij so povezane z vzdrževanjem in delovanjem. Elektrolit je tekoč. Zato obstaja nevarnost njegovega pretoka. Žveplova kislina je zelo jedka tekočina. Med delovanjem se sproščajo tudi jedki plini. To pomeni, da akumulatorja ni mogoče namestiti v vozilo, le pod pokrov motorja.

Voznik mora redno spremljati raven akumulatorja in gostoto elektrolitov. Če se baterija napolni, zavre. Voda izhlapi in jo je treba redno dolivati ​​v predelke. Uporablja se samo destilirana voda.

Raven napolnjenosti ne sme pasti pod 50%. Zagotovljeno je popolno praznjenje naprave, saj pride do globokega sulfiranja plošč (tvorba svinčevega sulfata).

Baterijo je treba hraniti in uporabljati v strogo navpičnem položaju, tako da elektrolit ne uhaja in plošče se ne tesno prilegajo. Kratki stik se lahko pojavi tudi kot posledica drobljenja plošč.

V hladni sezoni akumulator običajno odstranimo iz avtomobila, da ne zmrzne. To se lahko zgodi s tekočim elektrolitom. Tudi hladna baterija deluje slabše.

Gel baterije

Gel baterije delujejo po enakih principih kot običajne svinčeve baterije. Le elektrolit v notranjosti ni v tekočini, ampak v stanju gela. To smo dosegli z dodajanjem silikagela, ki vsebuje silicij. Silikagel zadrži elektrolit v sebi. Ločuje pozitivne in negativne plošče, t.j. služi kot ločilo. Za izdelavo plošč se uporablja samo visoko prečiščen svinec brez nečistoč. Gosta razporeditev plošč in silikagela zagotavlja nizko odpornost in s tem hitro polnjenje in visoke povratne tokove (800-1000A na zaganjalnik ob zagonu).

Prisotnost silikagela daje tudi eno veliko prednost - baterija se ne boji globokih praznjenj.

Postopek sulfacije v takih baterijah je počasnejši. Nastali plini ostanejo znotraj. Če pride do premočnega tvorjenja plinov, odvečni plini uhajajo skozi posebne ventile. To je slabo za zmogljivost baterije, vendar ni kritično. Nič vam ni treba dolivati. Gel baterije ne potrebujejo vzdrževanja.

Prednosti in slabosti

Obstaja več plusov gelnih baterij kot minusov. Ker je elektrolit v notranjosti gela, lahko baterijo varno uporabljate v skoraj vseh položajih in krajih. S tekočim elektrolitom se nič ne razlije, kot se lahko. Tudi če je ohišje poškodovano, se zmogljivost baterije ne zmanjša.

Življenjska doba gelne baterije z ustrezno nego je približno 10-14 let. Ker je postopek sulfacije počasen, se plošče ne drobijo in takšno baterijo lahko hranimo do 3 leta brez ponovnega polnjenja in z veliko izgubo kapacitete. Običajno porabi 15-20% stroškov na leto.

Gelna baterija lahko prenese do 400 polnih praznjenj. To se ponovno doseže zaradi stanja elektrolita. Raven napolnjenosti se hitro obnovi.

Nizka odpornost omogoča dovajanje visokih vklopnih tokov, kar zagotavlja visoko obratovalno učinkovitost.

Pomanjkljivosti vključujejo občutljivost na prekomerno polnjenje in kratke stike. Zato takšne baterije med polnjenjem označujejo dovoljene napetostne parametre. Prav tako morate polniti z napetostjo 10% kapacitete akumulatorja. Že rahlo prenapetost lahko privede do njegove okvare. Zato je s takšnimi baterijami priporočljivo uporabljati posebne polnilnike.

V močnem mrazu lahko tudi silikagel zmrzne in se izgubi v posodi. Čeprav gelne baterije zdržijo zmrzal bolje kot običajne baterije.

Ena glavnih pomanjkljivosti so tudi visoki stroški gelnih baterij v primerjavi s preprostimi.

AGM baterije

Načelo delovanja baterij AGM je enako kot pri prejšnjih dveh vrstah. Glavna razlika je v zasnovi separatorjev in stanju elektrolita. Med svinčenimi ploščami je steklena vlakna, ki so impregnirana z elektrolitom. AGM pomeni Absorbed Glass Mat ali Absorbed Glass Fiber. Za plošče se uporablja tudi samo čisti svinec.

Steklena vlakna in plošče so tesno stisnjene. Elektrolit zadržuje poroznost materiala. Ustvari se majhen upor, ki vpliva na hitrost polnjenja in visok zagon.

Takšne baterije so razvrščene tudi kot baterije, ki jih ni treba vzdrževati. Sulfacija je počasna, plošče se ne drobijo. Elektrolit ne teče in praktično ne izhlapi. Odvečni plini uhajajo skozi posebne ventile.

Druga značilnost baterij AGM je zmožnost zvijanja plošč v zvitke ali spirale. Vsak predelek je v obliki valja. To poveča območje interakcije in izboljša odpornost na vibracije. Baterije v tej izvedbi so vidne pri znani blagovni znamki OPTIMA.

Prednosti in slabosti

AGM baterije lahko upravljate in shranite kjer koli. Telo je zapečateno. Spremljati morate le raven napolnjenosti in stanje terminalov. Napravo lahko shranite 3 leta, hkrati pa letno izgubite le 15-20% napolnjenosti.

Takšne baterije dajejo visoke zagonske tokove do 1000A. To je nekajkrat višje kot običajno.

Polni izpusti niso strašljivi. Baterija lahko prenese 200 ničelnih praznjenj, do 500 polovičnih in 1000 praznjenj pri 30%.

AGM baterije se najbolje obnesejo pri nizkih temperaturah. Tudi pri močni zmrzali se lastnosti ne zmanjšajo. Prenašajo tudi visoke temperature do 60-70 ° C.

Tako kot gelne baterije so tudi AGM-ji občutljivi na polnjenje. Nekoliko prevelikega toka bo poškodovalo baterijo. Nad 15V je že kritično. Prav tako ne sme biti dovoljen kratek stik. Zato morate vedno uporabljati namenski polnilnik.

AGM baterije stanejo nekajkrat več kot običajne, celo dražje od gelskih.

Ugotovitve

Tudi s tako pomembnimi prednostmi gelne in AGM baterije ne morejo stisniti svinčevih baterij. Slednji so cenovno ugodnejši in dobro opravljajo svoje delo v avtu. Tudi v hladni sezoni je 350-400A dovolj, da zaganjalnik zažene motor.

V avtomobilu bodo AGM ali gel akumulatorji pomembni le, če je veliko porabnikov energije. Zato so našli širšo uporabo kot naprave za shranjevanje energije iz sončnih kolektorjev, vetrnih elektrarn, v domovih ali kot vir energije in v različnih prenosnih napravah.