С развитием технологий возникла необходимость замены традиционных свинцово — кислотных накопителей на аналогичные по характеристикам, но не имеющие их недостатков, элементы питания. Выходом из положения стал гелевый аккумулятор. Обладая большей ценой, он тем не менее был лишён множества проблем, присущих типам, содержащим жидкие виды электролита, ведь в нем реагент содержится в виде геля.
Общие принципы
Что такое свинцово — кислотный аккумулятор? Он состоит из разно полюсные свинцовых пластин, разделённых непроводящей прослойкой и погруженных в 35% раствор кислоты с водой. Принцип действия прост — когда накопитель разряжается, происходит восстановление диоксида свинца на катодном электроде, а также образование его окисла на анодной пластине. Когда происходит зарядка элемента питания происходит обратная химическая реакция. А разница между диоксидом свинца и оксидом электропроводящих пластин даёт выработку электроэнергии, когда они окружены кислотной средой.
Чем отличается гелевый аккумулятор от кислотного? Тем, что жидкость плюс диэлектрик для этого АКБ заменены на электролитический гель или микропористую прокладку, пропитанную электролитом. Поэтому название, используемое для таких элементов, как гелИевые — не корректно. Они не содержат газ гелий, а используют гелевую основу.
Основная проблема традиционных аккумуляторных батарей – невозможность их работы при изменении положения элемента питания в пространстве. Их нельзя было нормально использовать в космической технике, в самолётах и вертолётах. То же самое касается малой мототехники — мопеды, скутеры, различные виды мотоциклов (включая водные), или же вездеходы — все они часто меняют свой вектор относительно земли. Гораздо чаще, чем обычные автомобили.
Гелевая АКБ лишена подобных недостатков. Там нет жидкости, как таковой, соответственно нечему проливаться или отходить от электродов при наклонах или поворотах источника питания. Ещё одним плюсом стало возможность сделать корпус накопителя герметичным. К примеру, полностью обычный, жидкостный аккумулятор герметичным сделать нельзя. При химических реакциях происходит выделение газа. В случае традиционного электролита он скапливается в верхней части устройства, повышая давление, вплоть до разрушения корпуса. Гелевые прослойки также выделяют газ, но он остаётся в виде микроскопических пузырьков внутри самих пластин.
Кроме всего уже сказанного пластины активного реагента в отличие от традиционного электролита дают возможность от трёх до семи раз продлить срок жизни накопителя. Они плотно прилегают к электродам, уменьшая возможность отслоения от них свинца.
Конструкция
Основное отличие по строению от обычных аккумуляторов – это то, что электролит связан кремнием в субстанцию, которая находится между положительным и отрицательным электродом. Есть два варианта изготовления, и хоть один из них не содержит геля как такового, но его также причисляют к такому типу:
- AGM технология. Более новый вариант. Реагентом пропитан стекловолоконный сепаратор. Он располагается между электродами традиционного исполнения — параллельно корпусу.
- GEL технология. Подразумевает, что электроды скручены в тугие цилиндры, вместе с гелевой прослойкой между ними.
Устройство гелевого аккумулятора разных видов выглядит так:
Характеристики
Гелевые аккумуляторные батареи имеют такие же характеристики, как классические. Это:
- Рабочее напряжение. Сколько вольт даёт АКБ.
- Максимальная сила тока при заряде. Сколько ампер максимально нужно выдавать ЗУ, для не нанесения вреда гелю аккумуляторной батареи. При использовании значений выше – электролитический гель закипает.
- Максимальный ток разряда. Этот показатель указывает на то, сколько потребитель энергии может максимум запросить тока за 30 секунд. Значения параметра также превышать нельзя – накопитель перегреется и закипит.
- Самый главный — ёмкость. Указана она ампер*часами или Ah. Максимальный объём энергии, который может накопить элемент питания, для последующей выдачи с отношением потребления по часам на запрашиваемую силу тока.
- Вес. Чем более ёмкий аккумулятор, тем больше будет значение. В среднем гелевые батареи весят от 8 до 60 кг.
Маркировка на корпусе АКБ
Кроме технических характеристик аккумуляторной батареи нужно знать и когда она изготовлена. Эта информация обязательно указывается на корпусе, правда каждая фирма делает это по-своему. К примеру:
- Varta — Код обычно указан на наклейке. Интересующие цифры начинаются с четвёртой — это год, за ним две — месяц. Причём месяца указаны кодировкой.
- Delta — дата производства зашифрована комбинацией букв и цифр на наклейке. Начальные две буквы год и месяц. Первая буква алфавита, если годы означает 2011 год, первая буква латинского алфавита на второй позиции — январь. Следующие буквы соответственно укажут на следующий год и следующий месяц.
- Optima — на пластиковом корпусе выдавлены цифры, первая из которых год, следующие три – день этого года. То есть комбинация, к примеру 9256, будет означать 2019 год, 256 день.
Совет! Расшифровку даты выпуска для конкретного производителя лучше уточнить на его интернет сайте.
Срок службы
Срок службы гелевого аккумулятора при идеальных условиях использования намного дольше, чем у классических накопителей, составляя иногда до 18 лет. Вот только таких тепличных параметров эксплуатации не бывает. Гелевые источники питания чувствительны не только к правильной зарядке, но также к слишком низким или слишком высоким температурам окружающей среды. У них нарушается ход химических реакций, что приводит к уменьшению срока службы.
Плюсы и минусы
Преимущества гелевых аккумуляторов:
- Большее, по сравнению с классикой количество циклов заряд — разряд. Бывает у брендовых GEL аккумуляторов характеристика доходит и до 1200 циклов.
Внимание! Параметр цикла зарядки — перезарядки указывается обычно для полного разряда с последующим полным зарядом. Если для частичного заряда — перезаряда — он намного выше.
- Долгий срок эксплуатации. При правильной он начинается от 9 лет.
- При глубоком разряде элемент питания способен дать нормальный вольтаж, что даёт возможность не бежать его заряжать сразу, а подзарядить, скажем от генератора автомобиля.
- Если не используется АКБ, хранится без нагрузки, то его саморазряд не превышает 20% за год.
- Малое внутренне сопротивление, что бывает критично для некоторых видов техники.
- Обслуживание или вообще не обязательно, или очень редко за весь срок эксплуатации.
- Высокая безопасность. Даже если повреждён корпус – батарея будет работать, из неё не произойдёт вытекания агрессивных жидкостей.
Конечно, есть и свои минусы:
- Чувствительность к превышению силы тока при зарядке. Аккумулятор закипает, гель теряет свои свойства. Кроме того, выделяемый из закипевшего геля газ способен разрушить корпус устройства.
- Требуется сохранять постоянное напряжение вольт при зарядке, чтобы не допустить увеличения текучести геля.
- Цена. Гелевый АКБ стоит в 5 раз дороже обычного элемента накопления электроэнергии. Правда это компенсируется длительным сроком службы.
- Чувствительность к температурным колебаниям при эксплуатации.
- Хранить гелевый аккумулятор зимой требуется в тепле, при постоянной температуре.
Если сравнить классический и гелевый
Итак, какой аккумулятор лучше кислотный или гелевый? Самое простое, и для многих важное это цена. Кислотно — свинцовый будет стоить во много раз меньше. Кроме того, он не настолько чувствителен к перепадам температур и методам заряда. Обслуживать его хоть и приходится, но делать это достаточно просто. Ну а плюсом гелевого можно считать длительный срок жизни. Кроме того, практически не нужно заниматься восстановлением плотности электролита при правильной эксплуатации.
GEL или AGM?
Здесь нужно небольшое примечание – гелевые всё же надёжнее и технологичнее. AGM созданы позже, и предназначены скорее для уменьшения цены, при частичном сохранении возможностей GEL аккумуляторов. Разница представлена в таблице:
| Параметр | GEL | AGM |
| Короткое замыкание | Высокая чувствительность | Слабая чувствительность |
| Перегрев | Может привести к разрушению корпуса | Менее опасно |
| Заряд | Очень высокая чувствительность к характеристикам вольтажа и силы тока. | Менее чувствительны |
| Цикл заряд — разряд | От 600 до 1200 полных циклов | До 300 полных циклов |
| Саморазряд | До 20% в год | До 30% в год |
| Глубокий разряд | Слабо воздействует, сохраняется вольтаж батареи | Эксплуатация возможна при разряде не более 30% |
| Пусковой ток | Не способен дать слишком большой, у АКБ выше внутреннее сопротивление | Позволяет давать высокий ток |
| Положение при применении | Любое | Любое |
Вывод
Для старых машин с «бегающими» параметрами зарядки АКБ или для использования в переменчивых температурных условиях гелевые батареи подходят слабо. В то же время в современных автомобилях при нормальных параметрах эксплуатации они дают свой плюс длительностью службы. Хороши гелевые элементы питания и для мототехники. Сильно предпочтительны для источников бесперебойного питания микропроцессорных систем.
