Σύγκριση μπαταριών: μολύβδου-οξέος, gel και AGM

Επί του παρόντος, υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι μπαταριών στην αγορά: μολύβδου-οξέος με υγρό ηλεκτρολύτη, γέλη και AGM. Όλα έχουν την ίδια αρχή λειτουργίας, αλλά υπάρχουν σημαντικές διαφορές στη συσκευή. Αυτές οι διαφορές τους δίνουν ιδιαίτερα χαρακτηριστικά, ωστόσο, κάθε τύπος έχει τα δικά του μειονεκτήματα που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την επιλογή μπαταρίας.

Μπαταρίες μολύβδου-οξέος με υγρό ηλεκτρολύτη

Αυτός ο τύπος μπαταρίας είναι ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος. Η συσκευή τους δεν έχει αλλάξει πολύ από την εφεύρεση το 1859.

Διάταξη και αρχή λειτουργίας

Υπάρχουν έξι διαμερίσματα ή δοχεία απομονωμένα μεταξύ τους στη θήκη της μπαταρίας. Κάθε ένα από τα διαμερίσματα περιέχει πλάκες μολύβδου και έναν υγρό ηλεκτρολύτη. Πλάκες με θετικό και αρνητικό φορτίο (κάθοδος και άνοδος). Οι πλάκες μολύβδου μπορεί να περιέχουν ακαθαρσίες αντιμονίου ή πυριτίου. Ο ηλεκτρολύτης είναι ένα μείγμα θειικού οξέος (35%) και απεσταγμένου νερού (65%). Μεταξύ των πλακών μολύβδου υπάρχουν πορώδεις διαχωριστικές πλάκες που ονομάζονται διαχωριστές. Είναι απαραίτητα για την αποφυγή βραχυκυκλωμάτων. Κάθε τράπεζα παράγει περίπου 2V και το σύνολο είναι 12V (σειριακή σύνδεση).

Το ρεύμα στις μπαταρίες μολύβδου-οξέος παράγεται από μια ηλεκτροχημική αντίδραση μεταξύ διοξειδίου του μολύβδου και θειικού οξέος. Αυτό καταναλώνει θειικό οξύ, το οποίο αποσυντίθεται. Η πυκνότητα του ηλεκτρολύτη μειώνεται. Κατά τη φόρτιση από τον φορτιστή ή από τον εναλλάκτη του αυτοκινήτου, συμβαίνει η αντίστροφη διαδικασία (φόρτιση).

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Η ευρεία χρήση των μπαταριών μολύβδου-οξέος διευκολύνεται από τον απλό και αξιόπιστο σχεδιασμό τους. Βγάζουν αρκετά υψηλά ρεύματα εκκίνησης για την εκκίνηση του κινητήρα (μέχρι 500Α), δουλεύουν σταθερά έως και 3-5 χρόνια με σωστή λειτουργία. Η φόρτιση της μπαταρίας μπορεί να πραγματοποιηθεί με αυξημένα ρεύματα. Δεν θα βλάψει τη χωρητικότητα της μπαταρίας. Το κύριο πλεονέκτημα είναι η προσιτή τιμή.

Τα κύρια μειονεκτήματα αυτού του τύπου μπαταρίας σχετίζονται με τη συντήρηση και τη λειτουργία. Ο ηλεκτρολύτης βρίσκεται σε υγρή κατάσταση. Επομένως, υπάρχει κίνδυνος διαρροής του. Το θειικό οξύ είναι ένα πολύ διαβρωτικό υγρό. Κατά τη λειτουργία εκπέμπονται επίσης διαβρωτικά αέρια. Αυτό σημαίνει ότι η μπαταρία δεν μπορεί να τοποθετηθεί στον χώρο επιβατών, μόνο κάτω από το καπό.

Ο οδηγός πρέπει να παρακολουθεί περιοδικά τη στάθμη της μπαταρίας και την πυκνότητα του ηλεκτρολύτη. Εάν η μπαταρία επαναφορτιστεί, θα βράσει. Το νερό εξατμίζεται και πρέπει να συμπληρώνεται περιοδικά. Χρησιμοποιείται μόνο απεσταγμένο νερό.

Μην αφήνετε το επίπεδο φόρτισης να πέσει κάτω από το 50%. Η πλήρης εκκένωση είναι εγγυημένη ότι θα καταστρέψει τη συσκευή, καθώς υπάρχει βαθιά θείωση των πλακών (σχηματισμός θειικού μολύβδου).

Είναι απαραίτητο να αποθηκεύετε και να λειτουργείτε την μπαταρία σε αυστηρή κατακόρυφη θέση, έτσι ώστε ο ηλεκτρολύτης να μην διαρρέει και οι πλάκες να μην βραχυκυκλώνονται μεταξύ τους. Το κλείσιμο μπορεί επίσης να συμβεί ως αποτέλεσμα της απόρριψης των πλακών.

Την κρύα εποχή συνήθως αφαιρείται η μπαταρία από το αυτοκίνητο για να μην παγώσει. Αυτό μπορεί να συμβεί με υγρό ηλεκτρολύτη. Μια κρύα μπαταρία έχει επίσης χειρότερη απόδοση.

Μπαταρίες gel

Οι μπαταρίες gel λειτουργούν με τις ίδιες αρχές με τις συμβατικές μπαταρίες μολύβδου-οξέος. Μόνο που ο ηλεκτρολύτης μέσα δεν είναι σε υγρή, αλλά σε κατάσταση γέλης. Αυτό επιτεύχθηκε με την προσθήκη σιλικαζέλ που περιέχει πυρίτιο. Το silica gel διατηρεί τον ηλεκτρολύτη μέσα. Διαχωρίζει τις θετικές και αρνητικές πλάκες, δηλ. λειτουργεί ως διαχωριστικό. Για την κατασκευή πλακών χρησιμοποιείται μόνο μόλυβδος υψηλής καθαρότητας χωρίς ακαθαρσίες. Η πυκνή διάταξη των πλακών και της γέλης πυριτίου εξασφαλίζει χαμηλή αντίσταση, και κατά συνέπεια, γρήγορη φόρτιση και υψηλά ρεύματα ανάκρουσης (800-1000A ανά εκκινητή κατά την εκκίνηση).

Η παρουσία του silica gel δίνει επίσης ένα μεγάλο πλεονέκτημα - η μπαταρία δεν φοβάται τις βαθιές εκφορτίσεις.

Η διαδικασία θείωσης σε τέτοιες μπαταρίες προχωρά πιο αργά. Τα αέρια που προκύπτουν παραμένουν μέσα. Με πολύ έντονο σχηματισμό αερίου, η περίσσεια αερίων εξέρχεται μέσω ειδικών βαλβίδων. Αυτό είναι κακό για τη χωρητικότητα της μπαταρίας, αλλά όχι κρίσιμο. Δεν χρειάζεται να προσθέσετε τίποτα. Οι μπαταρίες gel δεν χρειάζονται συντήρηση.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Οι μπαταρίες gel έχουν περισσότερα πλεονεκτήματα παρά μειονεκτήματα. Λόγω του γεγονότος ότι ο ηλεκτρολύτης στο εσωτερικό βρίσκεται σε κατάσταση τζελ, η μπαταρία μπορεί να λειτουργήσει με ασφάλεια σχεδόν σε οποιαδήποτε θέση και θέση. Δεν χύνεται τίποτα, όπως μπορεί να συμβεί με υγρό ηλεκτρολύτη. Ακόμα κι αν η θήκη είναι κατεστραμμένη, η χωρητικότητα της μπαταρίας δεν μειώνεται.

Η διάρκεια ζωής μιας μπαταρίας gel με σωστή φροντίδα είναι περίπου 10-14 χρόνια. Δεδομένου ότι η διαδικασία θείωσης είναι αργή, οι πλάκες δεν καταρρέουν και μια τέτοια μπαταρία μπορεί να αποθηκευτεί έως και 3 χρόνια χωρίς επαναφόρτιση και μεγάλη απώλεια χωρητικότητας. Ένα έτος συνήθως παίρνει το 15-20% της χρέωσης.

Η μπαταρία gel μπορεί να αντέξει έως και 400 πλήρεις εκφορτίσεις. Αυτό επιτυγχάνεται και πάλι λόγω της κατάστασης του ηλεκτρολύτη. Το επίπεδο φόρτισης αποκαθίσταται γρήγορα.

Η χαμηλή αντίσταση επιτρέπει την παροχή υψηλών ρευμάτων εκκίνησης για υψηλή απόδοση.

Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν την ευαισθησία στην υπερφόρτιση και τα βραχυκυκλώματα. Επομένως, τέτοιες μπαταρίες υποδεικνύουν τις επιτρεπόμενες παραμέτρους τάσης κατά τη φόρτιση. Πρέπει επίσης να φορτίσετε με τάση 10% της χωρητικότητας της μπαταρίας. Ακόμη και μια μικρή υπέρταση μπορεί να οδηγήσει σε αστοχία του. Επομένως, συνιστάται η χρήση ειδικών φορτιστών με τέτοιες μπαταρίες.

Σε σοβαρό παγετό, το silica gel μπορεί επίσης να παγώσει και να χάσει μέσα στο δοχείο. Αν και οι μπαταρίες gel αντέχουν στον παγετό καλύτερα από τις συμβατικές μπαταρίες.

Ένα από τα κύρια μειονεκτήματα είναι επίσης το υψηλό κόστος των μπαταριών gel σε σύγκριση με τις απλές.

Μπαταρίες AGM

Η αρχή λειτουργίας των μπαταριών AGM είναι η ίδια με αυτή των δύο προηγούμενων τύπων. Η κύρια διαφορά είναι στον σχεδιασμό των διαχωριστών και στην κατάσταση του ηλεκτρολύτη. Μεταξύ των πλακών μολύβδου υπάρχει υαλοβάμβακα, το οποίο είναι εμποτισμένο με ηλεκτρολύτη. Το AGM σημαίνει Absorbed Glass Mat ή Absorbed Glass Fiber. Μόνο καθαρός μόλυβδος χρησιμοποιείται επίσης για τις πλάκες.

Το υαλοβάμβακα και οι πλάκες πιέζονται σφιχτά το ένα πάνω στο άλλο. Ο ηλεκτρολύτης συγκρατείται λόγω του πορώδους του υλικού. Δημιουργείται μια χαμηλή αντίσταση, η οποία επηρεάζει την ταχύτητα φόρτισης και το υψηλό ρεύμα κατά την επιστροφή.

Αυτές οι μπαταρίες ταξινομούνται επίσης ως μπαταρίες που δεν χρειάζονται συντήρηση. Η θείωση είναι αργή, οι πλάκες δεν θρυμματίζονται. Ο ηλεκτρολύτης δεν ρέει και πρακτικά δεν εξατμίζεται. Η περίσσεια αερίων εξέρχεται μέσω ειδικών βαλβίδων.

Ένα άλλο χαρακτηριστικό των μπαταριών AGM είναι η δυνατότητα περιστροφής των πλακών σε ρολά ή σπείρες. Κάθε διαμέρισμα έχει σχήμα κυλίνδρου. Αυτό σας επιτρέπει να αυξήσετε την περιοχή αλληλεπίδρασης και να αυξήσετε την αντίσταση στους κραδασμούς. Οι μπαταρίες σε αυτό το σχέδιο φαίνονται από τη γνωστή μάρκα OPTIMA.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Οι μπαταρίες AGM μπορούν να χρησιμοποιηθούν και να αποθηκευτούν σε οποιαδήποτε θέση. Το σώμα είναι σφραγισμένο. Είναι απαραίτητο μόνο να παρακολουθείτε το επίπεδο φόρτισης και την κατάσταση των ακροδεκτών. Η συσκευή μπορεί να αποθηκευτεί για 3 χρόνια, ενώ χάνει μόνο το 15-20% της φόρτισης ετησίως.

Τέτοιες μπαταρίες δίνουν υψηλά ρεύματα εκκίνησης έως και 1000A. Αυτό είναι αρκετές φορές υψηλότερο από το συνηθισμένο.

Οι πλήρεις απορρίψεις δεν είναι τρομερές. Η μπαταρία αντέχει 200 ​​εκφορτίσεις κάτω από το μηδέν, έως 500 εκφορτίσεις στο μισό και 1000 εκφορτίσεις στο 30%.

Οι μπαταρίες AGM αποδίδουν καλύτερα σε χαμηλές θερμοκρασίες. Ακόμη και σε σοβαρό παγετό, η απόδοση δεν μειώνεται. Ανέχονται επίσης υψηλές θερμοκρασίες έως 60-70°C.

Όπως οι μπαταρίες gel, έτσι και οι AGM είναι ευαίσθητες στη φόρτιση. Μια μικρή υπέρβαση ρεύματος απενεργοποιεί την μπαταρία. Πάνω από 15 V είναι ήδη κρίσιμα. Αποφύγετε επίσης τα βραχυκυκλώματα. Επομένως, θα πρέπει πάντα να χρησιμοποιείτε έναν ειδικό φορτιστή.

Οι μπαταρίες AGM κοστίζουν πολλές φορές περισσότερο από τις συνηθισμένες, ακόμη πιο ακριβές από τις τζελ.

Ευρήματα

Ακόμη και με τέτοια σημαντικά πλεονεκτήματα, οι μπαταρίες gel και AGM δεν θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος. Τα τελευταία είναι πιο προσιτά και αντιμετωπίζουν αρκετά τις εργασίες τους στο αυτοκίνητο. Ακόμα και την κρύα εποχή, 350-400Α είναι αρκετά για να ξεκινήσει η μίζα τον κινητήρα.

Σε ένα αυτοκίνητο, οι μπαταρίες AGM ή gel θα είναι σχετικές μόνο εάν υπάρχει μεγάλος αριθμός καταναλωτών που καταναλώνουν ενέργεια. Ως εκ τούτου, έχουν βρει ευρύτερη εφαρμογή ως συσκευές αποθήκευσης ενέργειας από ηλιακούς συλλέκτες, αιολικά πάρκα, σε σπίτια ή ως πηγή ενέργειας και σε διάφορες φορητές συσκευές.