Гелевый аккумулятор

Первые образцы гелевых аккумуляторов появились в военной сфере. Со временем их стали использовать в гражданских автомобилях и быту. Многие люди до сих пор не знают, что такое гелевый аккумулятор. Чтобы это понять, надо узнать конструкцию, принцип действия электрооборудования. Если вопрос стоит о приобретении такой батареи, то надо взвесить все плюсы и минусы гелевого аккумулятора.

Гелевая батарея

История создания гелевых АКБ

Два крупных американских концерна, Exide и EnerSys, собрав специалистов со всего мира, в 80-е годы разработали и представители на рынок электротехники гелевые аккумуляторы. Они изначально предназначались для эксплуатации в сфере радиокоммуникационных услуг. Затем появились габаритные модели для других нужд.

Разработчики гелевых АКБ задавались тем, чтобы создать аккумулятор с долгим сроком службы, большим временным промежутком хранения заряда, простотой обслуживания и низкой себестоимостью изготовления. Задача состояла в том, чтобы заменить жидкий электролит в виде кислотных и щелочных растворов на твёрдое вещество.

Выход был найден в изобретении геля, который получали путём добавления в раствор серной кислоты загустителя. В результате раствор приобретал вид плотного желе – геля.

Технологии AGM и GEL

Параллельно были разработаны две технологии производства гелевых АКБ: «AGM» и «GEL». Модели этих марок конкурируют между собой. Их преимущества находятся примерно в равном соотношении.

AGM

Аббревиатура AGM – это начальные буквы английского выражения, которое в переводе на русский язык означает «абсорбирующие стеклянные маты». Между пластинами из свинца высокой очистки закладывают маты из стеклоткани. Ткань заранее пропитывают желеобразным электролитом на основе серной кислоты.

Стеклоткань выполняет две функции. Она является сепаратором между пластинами и одновременно удерживает гель от растекания. Это свойство электролита позволяет эксплуатировать батарею в любом положении.

Батарея AGM

GEL

Название технологии не нуждается в расшифровке. Заполнителем между свинцовыми пластинами является плотное пористое вещество, в чём-то напоминающее поролоновую губку. В отличие от AGM батарей, между силикагелем и пластиной вставлен пластиковый сепаратор. Электролитом заполняют пространство в банках в жидком состоянии.

Силикагель застывает, образовывая довольно твёрдое тело. Аккумулятор можно эксплуатировать даже в перевернутом положении, не опасаясь протечки. Батареи GEL обладают большим сроком службы, долго обходятся без подзарядки, не нуждаются в обслуживании. Ими удобно пользоваться для освещения, как внутри дома, так и дворовой территории. Они служат надёжными источниками питания для кухонной бытовой техники, компьютеров и телевизоров.

Устройство GEL батареи

Принцип работы гелевых аккумуляторов

Гелевые AGM и GEL модели – это те же свинцово-кислотные аккумуляторы. В обоих случаях присутствуют свинцовые пластины в кислотной среде, заключенные в герметичном пластиковом корпусе. Единственное отличие состоит в агрегатном состоянии электролита.

Во время подачи электрического напряжения на выводные клеммы гелевой аккумуляторной батареи происходит накопление заряда между разнополюсными пластинами. При подключении к потребителю происходит разрядка. Поверхность свинца покрывается сульфатной плёнкой, что является процессом взаимодействия атомов металла и электролита. Батарея теряет ёмкость заряда.

При возобновлении зарядки происходит обратная химическая реакция. Свинец восстанавливает свою структуру.

Сфера применения

AGM и GEL для автомобиля

Герметичный корпус исключает выход электролита наружу. Гелевые аккумуляторы для авто способны подать на стартер ток большой силы, что обеспечивает почти мгновенный пуск двигателя. Во время работы мотора батарея восстанавливает свой потенциал, получая заряд от генератора.

В быту

Отличными источниками аварийного электроснабжения зарекомендовали себя бытовые гелевые аккумуляторы. В районах, где центральная электросеть «грешит» частыми отключениями электроэнергии, компактные АКБ способны длительное время поддерживать работу компьютерной и телевизионной техники.

Автономные источники питания при включении тока в сети быстро восстанавливают заряд. Их можно соединять параллельно. Блоки из нескольких АКБ позволяют длительное время обеспечивать питанием наружные, внутридомовые световые приборы и неэнергоёмкую бытовую технику.

Бытовой гелевый аккумулятор Дельта

Срок службы

В течение многих лет испытаний и наблюдений за гелевыми акб было отмечено, что они легко переносят около 350 циклов полной разрядки. При потере 50% ёмкости батарея может выдержать 550 зарядок. Если допускать разряд только до 30%, то количество зарядок может составить 1200 циклов. Это подтверждает целесообразность применения таких аккумуляторов для авто. В среднем АКБ может прослужить 10 лет.

На сокращение срока эксплуатации существенно влияет низкая температура окружающей среды. Длительное пребывание на открытом пространстве или под капотом автомобиля в условиях суровой зимой может привести к полной потере батарей эксплуатационных качеств.

Чтобы максимально продлить срок службы любого гелевого аккумулятора, после долгого периода эксплуатации батарею нельзя доводить до полного разряда. Хранить её нужно в тёплом сухом помещении.

Зарядка

Зарядка гелевых батарей требует проявления особой внимательности к этому процессу. Важно точно соблюсти рекомендованный инструкцией уровень подаваемого напряжения. При превышении уровня этого параметра АКБ потеряет эксплуатационные качества, попросту придёт в полную негодность.

Подбор зарядного устройства

Гелевые батареи очень чувствительны к величине напряжения и силе тока. Поэтому зарядное устройство надо выбирать с необходимыми опциями:

1. Автоматическое отключение напряжения после полной зарядки (защита от перегрева).
2. Наличие в устройстве стабилизатора напряжения.
3. Регулировка силы тока в зависимости от окружающей температуры в помещении.

Дополнительная информация. Полностью разряженную аккумуляторную батарею можно хранить в течение долгого времени.

Производитель в сопроводительной документации точно указывает параметры зарядного тока. Использовать такие устройства, не рекомендованные изготовителем, категорически нельзя. Гелевые аккумуляторы очень чувствительны к уровню напряжения.

Как сделать самодельное зарядное устройство

При наличии опыта в радиотехническом деле зарядку для гелиевого аккумулятора можно собрать своими руками.

Схема сборки самодельного зарядного устройства

Как восстановить вышедший из строя гелевый аккумулятор

Можно попытаться вернуть к жизни разбухшую батарею только в том случае, если это произошло по причине высыхания геля. Поступают следующим образом:

1. Снимают верхнюю пластиковую крышку.
2. Удаляют пробки на банках.
3. В шприц набирают дистиллированную воду.
4. Доливают в банки воду до получения мениска.
5. Возвращают на место пробки и крышку.
6. АКБ оставляют в покое на несколько часов.
7. На клеммах измеряют напряжение и ставят батарею на зарядку.

Если аккумулятор «живой», то он полностью восстановится. Происшедший случай даёт понять о недолгом оставшемся сроке службы АКБ.

Достоинства и недостатки

Следует отметить плюсы и минусы гелевых аккумуляторов. К плюсам можно отнести следующее:

• АКБ для авто обладает высоким пусковым током;
• треснувший корпус батареи не даёт утечки электролита;
• эксплуатация аккумулятора возможна в любом положении;
• АКБ является полностью необслуживаемым оборудованием;
• высокая безопасность за счёт непроницаемого корпуса;
• отпадает срочность зарядки при полном разряде;
• незначительное уменьшение ёмкости при длительном хранении (за год АКБ теряет до 20%);
• срок службы значительно превышает этот показатель кислотно-свинцовых аналогов (до 10 лет).

К минусам следует отнести следующие недостатки:

• очень высокая чувствительность к перезаряду;
• плохая переносимость низкой температуры окружающей среды;
• использование гелевых АКБ рекомендуется только в средней полосе и южных районах России, где зимняя температура не опускается ниже — 150С;
• неразвитая сеть сервисного обслуживания гелевых батарей;
• высокая стоимость.

Рассмотрев виды гелевых аккумуляторов, их преимущества и недостатки, можно убедиться в том, что массовое внедрение таких батарей в повседневную деятельность человека ещё впереди. Научно-технический прогресс не стоит на месте – усовершенствование конструкции даст толчок для полной замены кислотно-щелочных батарей гелевыми АКБ.

Видео

Автор:

Винoгрaдов Aндрeй Aлексaндрoвич