Гелевый аккумулятор

Как зарядить гелевый аккумулятор

Гелевые аккумуляторы маркируются GEL. Они имеют ряд преимуществ перед традиционными батареями.

Чаще всего их применяют как тяговые аккумуляторы для электротранспорта, для автомобилей с мощными медиасистемами, для внедорожников, квадроциклов, мотоциклов.

Также они широко используются для обеспечения бесперебойной работы бытовой техники, компьютеров, энергозависимых систем газового отопления и т.п.

Гелевый аккумулятор.

Плюсы гелевых АКБ:

1. Не боятся тряски, их можно наклонить без риска проливания электролита.
2. Токоотдача остается высокой даже при заряде всего 20-30%.
3. Выдерживают до 1 тысячи циклов перезарядки, а часто и значительно больше этого значения в зависимости от конкретной модели и соблюдения эксплуатационных правил.
4. Ток саморазряда очень мал, благодаря этому заряженная батарея может долго сохранять напряжение. За год АКБ теряет всего 20% зарядки.
5. Возможно хранить длительное время полностью разряженным в помещении без отопления даже зимой.

Минусы гелевых АКБ:

1. Они намного дороже по сравнению с аналогами традиционного типа.
2. Нельзя допускать перезаряда, в этом случае резко падают емкость батареи и ее ресурс.

Алгоритм зарядки гелевой батареи по сравнению с традиционным аккумулятором отличается незначительно:

• Достаточно обычного зарядника с регулируемыми показателя выходных напряжения и силы тока.
• Сила тока должно составлять стандартные 10% от номинала емкости. Допускается увеличение тока зарядки до 30% от емкости (для аккумулятора с 70 А·ч это будет 21 А). Но делать это нужно только, если АКБ нужно зарядить срочно. Постоянно так поступать не стоит из-за снижения срока эксплуатации.
• Из-за того, что геливые АКБ чувствительны к высокому напряжению, нельзя устанавливать этот показатель выше, чем рекомендуется для данной модели. Обычно это 14,5-15 В. Рекомендуемые параметры всегда указываются на маркировке, нанесенной на корпус батареи.
• На наклейке также указывается максимальный зарядный ток (также может обозначаться как max initial current). Это значение также нельзя превышать.
• Период зарядки находится в зависимости от величины зарядного тока. Она определяется делением емкости на установленный ток зарядки. Это значит, что если зарядка проводится на показателе 10% от номинала, то она займет 10 часов, если 30%, то, соответственно, чуть больше, чем 3 часа. Из-за опасения перезарядки АКБ лучше не пользоваться старыми типами ЗУ, а использовать новые устройства с электронным блоком, который автоматически следит за выдаваемыми напряжением и силой тока.

Параметры зарядки гелевого аккумулятора.

При зарядке обслуживаемого гелевого аккумулятора обязательно нужно снять пробки, чтобы внутри корпуса не повышалось давление.

Зарядное устройство подключается к соответствующим выводам, затем устанавливается на приборе нужное напряжение и сила тока.

Во время зарядки напряжение будет расти, поэтому нужно следить, чтобы оно не вышло за максимальные пределы (часто указываются, как cycle use).

Если напряжение его превысило, нужно понизить силу зарядного тока, чтобы уменьшить также подаваемое напряжения. Обычно для полной зарядки должно хватить 10-12 ч.

На АКБ часто указывается также значение Standby Use, которое указывает, какое напряжение должно быть на аккумуляторе в режиме хранения.

Если хранение долгое, то производители рекомендуют для поддержания работоспособности время от времени делать подзарядку при небольшом напряжении (как правило в пределах 13,5-13,8 В). Такой ток может на этикетке указываться как «буферный» или «буферный режим».

Лучше всего купить для гелевого аккумулятора современное электронной зарядное устройство с автоматическим контролем показателей напряжения и силы тока, которое самостоятельно не позволит перезарядить батарею.

Также такие ЗУ могут сами устанавливать режим зарядки в зависимости от степени разреженности АКБ и окружающей температуры. Есть также модели ЗУ, специально предназначенные для гелевых батарей. Желательно приобрести именно такую.

Аккумуляторы технологий GEL и AGM

Автомобильный аккумулятор типа AGM содержит почти 100% рекомбинацию газов. В противоположность обычной АКБ, этот тип батареи впитывает порами стекловолокна (сепаратора) все продукты химических реакций (кислород, водород), а не выбрасывает их во внешнюю среду. Во время подзарядки батареи эти газы возвращаются в состав электролита, таким образом происходит восстановление изначальной энергоёмкости аккумулятора. Минимальная гарантия на срок службы гелевого аккумулятора типа AGM составляет 400 циклов полной зарядки-разрядки. В неподключенном виде это устройство очень медленно разряжается — примерно на 20% общей энергоёмкости в год.

Автомобильный аккумулятор типа GEL обладает немного меньшей рекомбинацией газов, в остальном его свойства таковы же, что и у типа AGM. Эта модель гарантированно служит 10 лет и выдерживает 800 циклов полной зарядки-разрядки без потери энергоёмкости. После полной разрядки аккумулятор типа GEL не нуждается в срочной подзарядке.

Что такое гелевый АКБ, его конструкция, характеристики, срок службы

Гелевый аккумулятор – это свинцово-кислотный источник питания, в котором электролит между пластинами находится в абсорбированном, гелевом состоянии. Gel-технология подразумевает полную герметизированность и необслуживаемость этого источника питания, принцип работы которого ничем не отличается от остальных видов аккумуляторов.

Конструкция гелевых АКБ

В привычных свинцово-кислотных аккумуляторах электролит представлен в виде смеси дистиллированной воды и серной кислоты. Gel-технология отличается тем, что кислотный раствор в АКБ находится в виде геля. Такая структура электролита достигается путём добавления в состав силиконового наполнителя, сгущающего смесь.

Несколько высокопрочных пластмассовых цилиндрических блоков, соединённых между собой, образовывают корпус гелевого источника питания.

Основные элементы источника питания:

• положительные и отрицательные электроды;
• пористые пластины-сепараторы;
• электролит;
• клапаны;
• клеммы;
• корпус.

Принцип работы гелевого источника питания аналогичен этому процессу в обычных свинцово-кислотных АКБ — заряженный источник отдает заряд. Во время этого процесса напряжение падает, а плотность электролита уменьшается.

Характеристики Gel-аккумуляторов

Выбирая новый гелевый источник питания, необходимо обратить внимание на следующие параметры:

• Ёмкость — измеряется в ампер/часах. Показывает, в течение какого времени источник питания может отдавать энергию силы тока в 1А.
• Максимальный ток заряда — максимально допустимое значение тока при зарядке АКБ.
• Максимальный ток разряда, он же пусковой ток, показывает значение максимальной силы тока, которую АКБ может обеспечить на протяжении 30 секунд.
• Рабочее напряжение на клеммах — 12В.
• Вес источника питания зависит от его ёмкости и варьируется от 8,2 кг (26 Ач) до 52 кг (260 Ач).

Маркировка гелевых АКБ

Немаловажным параметром выбора нового источника питания является дата его производства. Формат обозначения этой информации зависит от производителя. Разберём основные примеры:

1. Optima: на пластике выдавлены цифры: первая — год, следующие — день выпуска. Например: 3118 означает 2013 год, 118 день. На некоторых моделях дату производства можно найти на наклейке: верхний ряд — месяц, нижний — год.

1. Delta: на наклейке с набором цифр и букв нас интересуют первые четыре знака. Первый (буква) — год начиная с 2011 (А).

Второй (буква) — месяц начиная с января (А).

Третий и четвёртый (цифры) — день месяца

1. Varta: в производственном коде четвёртая цифра — год выпуска, пятая и шестая — месяц (17-январь, 18-февраль, 19-март, 20-апрель, 53-май, 54-июнь, 55-июль, 56-август, 57-сентябрь, 58-октябрь, 59-ноябрь, 60-декабрь).

Срок службы гелевых аккумуляторов

Срок службы гелевого аккумулятора, который сообщают производители — около 10 лет. Однако стоит понимать, что он может меняться в зависимости от условий эксплуатации.

На уменьшение срока службы Gel-аккумулятора влияют слишком низкие (менее −30 °C) и слишком высокие (более +50 °C) температуры. Это связано с тем, что в таких условиях электрохимическая активность источника питания то падает, то возрастает. Стоит отметить, что повышение температуры влечёт за собой ускорение коррозийности пластин. Постоянный недозаряд АКБ также ведёт к уменьшению срока годности батареи. Вместе с тем чрезмерные заряды отрицательно сказываются на продолжительности эксплуатации.

Для того чтобы пользоваться гелевым источником питания максимально долго, рекомендовано не допускать глубоких разрядов и хранить АКБ непродолжительное время в сухих помещениях с температурным режимом от −35 °C до +50 °C.

Подготовка батареи к зарядке

Перед первой зарядкой аккумулятора необходимо ознакомиться с его параметрами, прежде всего:

1. Standby — напряжение во время хранения и ожидания использования, готовности. Если напряжение на аккумуляторе будет меньше, следует уменьшать напряжение заряда приблизительно вдвое, если это допускает зарядное устройство. Следует производить зарядку периодически: полчаса зарядки, полчаса перерыва. Через два-три цикла перейти в обычный режим.
2. Cycle use — предельное напряжение во время заряда. Стандартная величина 14,1 – 14,4 Вольта. Большинство обычных зарядных устройств имеет номинальное напряжение от 14,5 до 15,5 вольт. Именно поэтому они не подходят для гелевых АКБ (без переделки).
3. «Max initial current» — максимальный ток заряда. Если данный параметр не указан, его выбирают около 10% от емкости. Например, если емкость батареи 50 ампер-часов, выбирают ток 5 Ампер.

Сейчас в продаже появились гелевые обслуживаемые аккумуляторы, в этом случае перед зарядкой следует приоткрутить пробки, чтобы происходила возможная дегазация.

Выбор гелевого аккумулятора

Перед приобретением гелевого аккумулятора нужно поинтересоваться, сможет ли он без проблем работать на авто. Для этого нужно замерить напряжение, которое подается от генератора на батарею для ее подзарядки. Если данный показатель превышает допустимый, в 14,4 вольта, лучше от приобретения отказаться.

Ещё кое-что полезное для Вас:

• Что будет, если попросить прикурить и перепутать клеммы? Какие-то последствия будут?
• Как определить полярность аккумулятора автомобиля
• Что делать, если загорелась лампочка зарядки аккумулятора на панели приборов?

Видео: Гелевые аккумуляторы Как выбрать гелевый аккумулятор

Далее в технической документации автомобиля следует узнать, батарея какой емкости и силы пускового тока оптимально подходит для авто. Аккумулятор с большими показателями использовать на авто можно, а вот с меньшими – не рекомендуется.

Важно у приобретаемой батареи проверить выходное напряжение на клеммах, оно должно соответствовать заявленному в документации. И хоть обычно гелевые аккумуляторы по габаритным размерам меньше кислотных, все же лучше замерить, подойдет ли он в аккумуляторную нишу автомобиле

И хоть обычно гелевые аккумуляторы по габаритным размерам меньше кислотных, все же лучше замерить, подойдет ли он в аккумуляторную нишу автомобиле.

Следует также учитывать расположение клемм на батарее, иначе придется впоследствии удлинять провода, идущие к батарее, чтобы ее подключить.

Выбор типа устройства

В настоящее время в продаже около 80% всех АКБ относятся именно к необслуживаемому типу, и если рассматривать вопрос в общем случае, какой АКБ лучше — обслуживаемый или необслуживаемый, то для всех категорий водителей рекомендуется выбирать именно последний тип, поскольку правильная его эксплуатация обеспечивает длительный срок службы.

В среднем, обслуживаемый аккумулятор работает без перебоев около 2−3 лет, если с ним правильно обращаться. Необслуживаемый вариант может выполнять с успехом свои функции в течение 5−7 лет. На такие АКБ гарантия дается от 24 до 36 месяцев, однако если выбирать именно необслуживаемый тип батареи, то следует остановить свой выбор на известных фирмах.

На дешевые приборы обычно распространяется гарантия до 1 года.

Конструкция аккумуляторов

Перед тем как выбрать обслуживаемый и необслуживаемый АКБ, следует определиться с типом его конструкции. По этому показателю можно выделить 3 варианта:

1. Батареи, состоящие из свинцовых пластин и электролита на основе серной кислоты. Это наиболее популярный вид АКБ, который распространен из-за невысокой цены. Перезаряжать эти приборы можно, но вот глубокий разряд часто приводит к необратимым отрицательным последствиям для них.
2. Гелиевые батареи. В них рабочий раствор представляет собой кислоту с растворенными в ней соединениями кремния для поддержания нужной консистенции. Такие аккумуляторы всегда производятся в герметичном корпусе, могут работать под любым углом наклона и спокойно переносят глубокий разряд. Недостатки: сравнительно высокая цена по отношению к сернокислотным приборам, а также жесткие требования в процессе зарядки.
3. Еще одним видом батарей являются AGM приборы. Их можно назвать гибридами между гелиевыми и стандартными аккумуляторами. Между их пластинами присутствует наполнитель, как правило, это стекловолокно, которое пропитано жидким рабочим раствором. Такие электроприборы работают под абсолютно любым углом наклона, кроме вертикального положения вверх дном, стойки к любого рода вибрациям и механическому воздействию. Самый главный их недостаток заключается в том, что они требуют еще более бережного отношения, чем гелиевые батареи, поскольку их можно повредить как при перезаряде, так и при глубоком разряде.

Если у водителя старые Жигули, то лучшим решением станет приобретение стандартного кислотного аккумулятора. Для нового автомобиля предпочтительнее брать батареи AGM, которые способны на старте выдавать ток большей величины. Что касается гелиевых батарей, то их можно считать роскошью из-за высокой цены. Также эти надежные приборы используются для питания мощных аудиосистем или для приведения в движения лебедки на оборудованных ею транспортных средствах. В последнем случае помимо гелиевого используется еще один аккумулятор, который питает электронную начинку автомобиля.

Другие показатели

При выборе АКБ следует обращать внимание и на другие свойства. Одним из них является пусковой ток, который указывается на этикетке корпуса устройства

Он измеряется по следующим стандартам:

• EN: европейский стандарт, показывающий максимальный ток в Амперах, который может выдавать устройство при температуре -18˚С в течение 10 сек., при этом напряжение не должно падать ниже 7,5 В.
• SAE: это американский стандарт, по которому определяют тот же ток при той же температуре, но в течение 30 сек. при напряжении не ниже 7,2 В.
• DIN: это промышленный немецкий стандарт, согласно которому ток измеряется при тех же условиях, что и в стандарте SAE, только напряжение должно не упасть ниже 9 В.

Именно стандарт DIN является предпочтительным при выборе мощного аккумулятора, поскольку он проходит более жесткое тестирование по сравнению с европейским и американским стандартами. Например, 360 А по немецкому стандарту соответствуют около 600 А по EN. Именно на этот показатель рекомендуется ориентироваться, если аккумулятор приобретается для эксплуатации в суровых зимних условиях.

Наиболее распространенными моделями являются те, которые имеют эту характеристику между 55 и 70 А/ч.

«Кислотник» или «гель»?

Ответ на данный вопрос кроется, большей частью, в финансовых возможностях и личных предпочтениях покупателя. Взвесив свои финансы, можно понять, что будет являться наиболее предпочтительным. С одной стороны, не стоит бояться обслуживаемых вариантов аккумуляторов. Современные кислотные батареи бывают и частично обслуживаемыми: просто заправьте их раз в год дополнительной порцией электролита, либо дистиллированной воды.

Однако для того, чтобы определить плотность жидкости внутри АКБ, нужен определенный опыт, знания и навыки. К тому же, необходимость даже такого контроля на современном этапе приемлют не все водители.

Если потребителя не смущает высокая стоимость гелевой батареи, можно приобрести ее и спокойно ездить

Но важно не забыть о дополнительном реле-регуляторе, без которого такой аккумулятор устанавливать нельзя. Особенно, если речь идет об автомобилях отечественного производства

Особенности гелевых аккумуляторов

Гелевый аккумулятор в целом устроен так же, как обычный свинцово-кислотный автономный источник тока. Имеются два комплекта пластин – свинцовые отрицательные (подключены к минусовой клемме), и положительные из оксида свинца. Основой электролита и главным его реагентом служит серная кислота. В отличие от традиционных АКБ в электролит добавлен загуститель. В химических реакциях он не участвует (хотя несколько замедляет их), но вместо жидкости пластины оказываются погружены в желеобразную субстанцию – гель.

Применение такого электролита предотвращает потерю воды во время эксплуатации. Водород и кислород, выделившиеся в результате электрохимических процессов, не улетучиваются во внутреннее пространство и наружу, а заново рекомбинируют в густой субстанции, образуя воду. Это позволило сделать корпус батареи герметичным. В период использования батареи исключены сервисные операции, связанные с контролем электролита – замер плотности, долив дистиллированной воды, долив кислоты и т.п.

Устройство гелевой АКБ.

Характеристики

Как и любой другой свинцово-кислотный аккумулятор, полностью заряженный гелевый элемент выдает 2,1 вольт. Чтобы собрать 12-вольтовую батарею, потребуется 6 банок, на выходе получится 12,6 вольт.

К достоинствам такой конструкции батарей относят и широкий температурный диапазон:

• допускается хранение при температуре от минус 35 до +60 град.С;
• эксплуатация – от минус 20 до +60 град.С.

При выходе температуры за эти пределы АКБ необратимо выходит из строя из-за деградации электролита.

Маркировка

Единого стандарта обозначения технологии производства аккумуляторов нет. Некоторые производители добавляют к названию аккумулятора слово GEL (Gelled ELectrolite).

Другие в обозначении линейки используют букву G (например, серия GX торговой марки Delta). Это не является обязательным, поэтому у других изготовителей маркировка может быть другой. Чтобы определить, что батарея произведена по технологии GEL, надо изучить шильдик. У гелевых АКБ в маркировке будет присутствовать надпись GEL technology или подобная. Если АКБ произведена по комбинированной технологии (GEL+AGM), то на шильдике будет написано combined technology. Также обычно для АКБ с загущенным электролитом указывается напряжение заряда в циклическом (cycled use) и в буферном (stand by use) режимах, а также максимальный зарядный ток.

Маркировка АКБ с загущенным электролитом.

Стоимость эксплуатации

Одним из основных факторов, сдерживающих распространение батарей, выпускаемых по гелевой технологии, является их высокая инвестиционная (покупная) стоимость. Если пересчитать минимальную цену ампер*часа по отношению к другим типам свинцово-кислотных батарей, то результат будет выглядеть так:

Технология производства	Минимальная стоимость ампер*часа, руб.
Традиционная	50
Gel	152
AGM	193

Можно учесть и другие факторы, влияющие на стоимость батареи. (напряжение, максимальный отдаваемый ток и т.д.). Это потянет на небольшую научную работу. Но примерное соотношение останется таким же.

Высокая стоимость гелевой батареи отчасти компенсируется длительным сроком службы. Если обычная АКБ служит в среднем 5 лет (цифра выведена коллективным многолетним опытом эксплуатации), то заявленный срок эксплуатации аккумулятора технологии GEL в циклическом режиме составляет 10 лет (некоторые производители декларируют до 15 лет работы)

К этой цифре надо относиться с определенной долей осторожности, потому что сомнительно, что кто-то реально проводил ресурсные испытания столь длительное время. Скорее всего, этот срок расчетный

Коллективный опыт еще не наработан вследствие новизны конструкции, поэтому ориентироваться надо на количество циклов – оно составляет примерно 600 зарядов-разрядов. Эта цифра верна для средних условий работы, когда батарея во всех циклах разряжается до половины нижнего допустимого уровня. Если допускать разряд не более 30%, то количество циклов можно увеличить в два раза (до 1200).

Зависимость срока службы от глубины разрядов (за окончание жизненного цикла принята потеря емкости до 60%).

Также срок службы зависит от температуры эксплуатации – чем выше нагрев, тем меньше полезный период.

Зависимость периода эксплуатации АКБ от окружающей температуры.

Продлевает жизнь батарей качество зарядного напряжения. Его нестабильность не должна превышать в идеале 0,1%. В буферном режиме длительность эксплуатационного периода декларируется на уровне 5 лет.

Как правильно заряжать

В первую очередь надо затронуть особенности электролита. В обычных батареях, где он жидкий, когда напряжение поднимается выше 14.4 В, жидкость начинает «кипеть». Гелеобразный кипеть не способен ввиду своего агрегатного состояния, зато «отваливается» от пластин, причем навсегда. Как итог – меньше площадь между свинцом и электролитом. Это приводит к уменьшению энергоемкости, снижению пускового тока. И это при условии, что АКБ вообще переживет повышенное напряжение.

Главное правило при зарядке гелевого аккумулятора – контролировать напряжение. Норма – 14.4 В. В связи с этим, прежде чем приступать к зарядке, надо убедиться в наличии:

Норма напряжения при зарядке/

• ЗУ с электроникой, которая бы ограничивала напряжение;
• мультиметра – для контрольных замеров напряжения.

Такой прибор как мультиметр, должен быть у каждого водителя. С его помощью можно точно измерить напряжение, так как он подключается напрямую к клеммам.

Порядок действий при зарядке гелевой батареи 12 В:

1. Отсоединять АКБ от бортовой сети не обязательно, так как работы ведутся с безопасным напряжением, но сделать это желательно.
2. Подключают к клеммам батареи мультиметр.
3. Выставляют ток заряда – 10% от реальной емкости (цифра, указанная на корпусе, актуальна только для нового изделия, и то с погрешностью).
4. Если ЗУ с регулировкой напряжения, выставляют ограничение на 14.4 В.
5. К клеммам аккумулятора подсоединяют зарядное устройство.
6. Смотрят на параметры. Когда напряжение будет 14.4 В, а ток заряда 0.1 – 0.3 А – батарея считается заряженной.

Автоматическая зарядка сама отключится и перестанет подавать заряд.

Чтобы убедиться в успешности зарядки, понадобится измерить напряжение покоя, наступающее спустя 8 – 12 часов простоя батареи. При 100% на клеммах будет напряжение 12.70 В.

Основные рекомендации по выполнению зарядного процесса

Прежде чем приступать к процессу зарядки, необходимо ознакомиться с основными этапами зарядки:

• основной – в процессе восстанавливается до 80% всей емкости батареи;
• плавающий – цель данного зарядного процесса восстановить емкость источника питания до 100% значения;
• хранение – в этом цикле AGM потребляет минимальное значение тока от зарядного устройства;
• накопительный – в процессе батарея АГМ стабилизирует и сохраняет свои рабочие характеристики.

Зарядка источника питания АГМ должна выполняться специальным зарядником, оснащенным индикацией как по силе тока, так и по напряжению. Если эти два параметра контролировать, то удастся избежать газообразования внутри батареи.

Заряжать обычным зарядным устройством нельзя!

Отлично себя зарекомендовали зарядные станции с интеллектуальным управлением. Именно такие устройства восстанавливают AGM в относительно щадящем режиме.

Это интересно: Лучший способ как быстро отогреть аккумулятор дома

В процессе зарядки крайне важно отслеживать температуру электролита, которая не должна превышать +50 градусов по Цельсию. Если пренебречь этим важным правилом, то эксплуатационный срок аккумулятора значительно сокращается

Требования к специальным зарядным устройствам

Так как наполнять энергией гелевую АКБ нужно с учётом определенных особенностей, созданные для этого приборы должны отвечать определенным требованиям:

Функция регулирования тока заряда.
Температурного типа компенсация с учетом нагревания аккумулятора. Зарядка должна подстраиваться под температурный режим комнаты и самой АКБ.
Процесс подзарядки тоже должен проходить особым образом, лучше всего выполнять заряд в 3 этапа.
Широкий температурный диапазон для работы, оптимального типа коридор от +5 до +40 градусов по Цельсию

Это важно, если заряжать аккумулятор придётся в разное время года.

Виды и типы автомобильных аккумуляторов

Традиционная аккумуляторная батарея со свинцовыми пластинами и раствором серной кислоты в качестве электролита относится к классу свинцово-кислотных или WET («мокрых» в зарубежной терминологии) аккумуляторов. В автомобилях такой тип аккумуляторов используется давно и пережил уже несколько этапов эволюции, связанных с трудоёмкостью технического обслуживания.

Дело в том, что в процессе циклов заряда и разряда происходит образование дополнительного количества воды, которая испаряясь, меняет плотность электролита. Кроме того химическая реакция в электролите сопровождается не только образованием сульфата свинца и воды, но и выделением газов (водорода и кислорода) и образованием паров самого электролита.

Особенно активно процесс газообразования происходит во время интенсивной езды и заряда аккумулятора большими токами – тогда говорят что АКБ «кипит».

Испарение части электролита не только меняет плотность, но и оголяет верхнюю часть пластин, ухудшая эффективность работы аккумулятора и его долговечность. Вот почему ещё в недалёком прошлом свинцово-кислотные аккумуляторы помимо контроля над уровнем заряда требовали постоянной проверки плотности и уровня электролита, а периодическое обслуживание являлось неотъемлемой частью эксплуатации.

Помимо сульфатации и испарения электролита у аккумуляторов этого типа материал пластин взаимодействует с водой, образуя окислы свинца – источники коррозии и постепенного разрушения пластин.

Совершенствование аккумуляторов предусматривало в первую очередь снижение отрицательного эффекта от этих трёх факторов, а основные пути решения проблем – в применении новых материалов.

Так, использование сурьмы для увеличения долговечности пластин было известно давно. Современные технологии позволили уменьшить процентное содержание этого элемента и за счёт этого добиться заметного снижения интенсивности «кипения». Время на обслуживание батарей значительно сокращается, и их уже называют малообслуживаемыми.

Следующий шаг к совершенствованию автомобильных аккумуляторов – использование в свинцовом сплаве кальция – позволил еще больше снизить интенсивность газообразования и повысить напряжение саморазряда. Теперь аккумуляторы можно было дольше хранить в разряженном состоянии, а процесс выкипания электролита стал играть настолько несущественную роль, что аккумуляторы перешли в класс необслуживаемые (хотя это не совсем так: зарядка АКБ – это одна из операций обслуживания).

«Необслуживаемые» аккумуляторы для легковых автомобилей уже почти не выпускаются. А вот «малообслуживаемые» (иногда их причисляют к «необслуживаемым») вполне разумно использовать на тех машинах (особенно с пробегом), в которых бортовая сеть нестабильна: эти АКБ устойчивы к перепадам нагрузки.

Промежуточное положение между малосурьмянистыми и кальциевыми аккумуляторами занимают гибридные АКБ. В них пластины положительных электродов выполняют с малым содержанием сурьмы, а отрицательные содержат кальций. Такое решение позволяет сочетать в какой-то степени достоинства обоих вариантов, но, увы, и недостатки тоже. Дело в том, что «кальциевые» аккумуляторы как раз чувствительны к перепадам бортовой сети.

Следующими важными шагами в совершенствовании автомобильных аккумуляторов стали конструкторско-технологические решения, обеспечившие переход электролита из жидкого состояния в гелеобразное. Аккумуляторы, изготовленные по технологии, предусматривающей в качестве электролита гель, а не жидкость стали называть гелевыми.

Применение геля позволило решить сразу несколько задач:

• безопасности – раствор серной кислоты чрезвычайно опасен и для человека и для окружающей среды, а вероятность утечек существует всегда;
• ориентации – гелеобразное состояние позволяет эксплуатировать аккумулятор под любым наклоном линии горизонта – электролит в нём надёжно зафиксирован;
• вибростойкости – гелиевому наполнителю не страшна тряска на ухабах – он закреплён по отношению к электродным пластинам, исключается вероятность оголения части поверхности электрода.

Одной из разновидностей гелевых (хотя по этому поводу идут терминологические споры) стали AGM аккумуляторы (AGM – аббревиатура Absorbent Glass Mat – абсорбирующий стекломатериал), названные так по соответствующей технологии. Особенность AGM в том, что между пластинами находится специальный пористый материал, удерживающий электролит и дополнительно предохраняющий пластины от осыпания.

Аккумуляторы, в которых в качестве электролита используется загущённая до консистенции геля жидкость, в легковых автомобилях не применяются.

Гелевые аккумуляторы. Плюсы и минусы

Недавно появились на авторынках новые вид аккумуляторов – так называемый гелевый аккумулятор. Принцип действия гелевого аккумулятора идентичен кислотному, разница лишь в электролите. В гелевых аккумуляторах в электролит добавлены химические элементы, которые обеспечивают ему состояние геля. То есть данный электролит находится в желеобразном состоянии.

У гелевых аккумуляторов немало достоинств по сравнению с обычными кислотными АКБ

Конструктивно у гелевых АКБ имеется ряд преимуществ перед кислотными:

• Гелевые аккумуляторы не требуют обслуживания (корпус их запаян, какие-либо технологические отверстия отсутствуют);
• В случае пробоя корпуса электролит через трещину не вытечет;
• При их зарядке, благодаря запаянному корпусу, не происходит выделение ядовитых паров;

На данный момент производятся два типа гелевых аккумуляторов.

Конструкция автомобильного аккумулятора BOSCH с использованием технологии AGM

1.  Первый тип означается как GEL аккумуляторы. У этих АКБ желеобразное состояние электролита вызвано добавлением в него двуокиси кремния. Данные аккумуляторы обладают большим циклическим ресурсом. В некоторых случаях GEL аккумуляторы способны выдержать до 800 циклов заряда-разряда без потери энергоемкости.
2. Второй тип гелевых аккумуляторов обозначается как AGM аккумуляторы. У этих батарей электролит тоже используется кислотный, но сам электролит находится в специальном сепараторе, сделанном из стекловолокна. Данный сепаратор удерживает в себе электролит, чтобы он не мог растекаться. Этот аккумулятор полностью безопасен от паров, поскольку он удерживается в порах сепаратора и дальнейшем снова используется в химических реакциях. Данные АКБ способны выдержать цикл заряда разряда свыше 400 раз.

Видео: Гелевые аккумуляторы Duracell и их устройство

Рабочие положительные качества гелевых аккумуляторов таковы:

• Большой цикл заряда-разряда этих батарей, следовательно, и большой срок службы – 10-12 лет;
• Не обязательная срочная подзарядка АКБ после глубоко разряда. У этих батарей не произойдет осыпание пластин электродов в случае глубокого разряда без быстрого восстановления заряда, как это бывает у обычных кислотных батарей;
• Если батарея простаивает без работы, потеря энергии у данных АКБ происходит значительно ниже, чем у кислотных. Потеря энергии бездействующего АКБ за год – примерно 20%.

Это все, конечно хорошо, но в гелевых аккумуляторов есть и недостатки, причем существенные.

1. Первым недостатком является их чувствительность к напряжению заряда. Напряжение, подаваемое на гелевый аккумулятор должно быть не больше 14,4 вольта. При превышении этого значения происходит необратимое разрушения желеобразного электролита, если просто сказать – то электролит тает и восстановить его будет невозможно. А поскольку у многих авто диапазон напряжения в бортовой сети составляет 13-16 вольт, то применять гелевые батареи на них не рекомендовано.
2. Вторым недостатком является чувствительность гелевого электролита к низким температурам. При значительном снижении температуры электролит еще больше застывает, что приводит к снижению его показателей в два и более раз. Так что при сильных морозах этот АКБ может силовую установку авто и не запустить.
3. Также эти батареи очень «бояться» короткого замыкания. Даже незначительное и кратковременное кратковременное замыкание может полностью испортит батарею.