Постоянное развитие техники вызывает развитие и источников её питания, включая аккумуляторные батареи. Если раньше наибольшее распространение имели модели с жидким электролитом, то сейчас все больше начинают использоваться гелевый электролит в качестве основы химических реакций. Несмотря на свою дороговизну и сложность в обслуживании — такие устройства хранения энергии имеют ряд ключевых плюсов.
Сравнение
Чем отличается гелевый от обычного кислотного аккумулятора?
Электролит в нем содержится не в жидкой форме, а в связанной кремнием гелевой субстанции. Соответственно все плюсы такого энергетического накопителя вырастают из этого фактора. Это:
- Длительный срок службы. Гель не настолько химически активен, как щелочно-кислотная жидкость в обычных АКБ. Есть случаи восстановления характеристик работы накопителя спустя 12-14 лет, после окончания срока эксплуатации. Да, гель усыхает, но скорость его прихода в негодность намного ниже, чем у обычного электролита.
- Практически не нужны процедуры обслуживания. Поэтому гелевые устройства энергетического хранения в 99% случаев идут в герметично запечатанном корпусе, без возможности получения доступа к химическим наполнителям банок батареи.
- Очень слабая чувствительность к тряске, покачиванию, и даже полному переворачиванию. Что делает устройство идеальным для применения в малой технике — скутерах, гидро- и обычных мотоциклах, мопедах. Пользуется такие гелевые АКБ популярностью в самолётостроении и у судовладельцев. Меньшие размеры по сравнению с классическими аккумуляторами, при равной ёмкости, делают их идеалом для различных устройств, таких как например устройства бесперебойного питания.
- Малый саморазряд. Из накопителя уходит не больше 20% энергии, при отсутствии нагрузки.
- Большее количество циклов заряда — разряда по сравнению с классическими видами позволяет дольше и интенсивнее использовать устройство энергетического хранения.
- Меньшая чувствительность к перепадам температур.
- Нет жидких кислотных растворов. Поэтому, даже если нарушится герметичность корпуса, аккумулятор будет продолжать работать. Это же даёт большую безопасность для человека, так как гель не течёт.
- Допустим очень низкий разряд аккумулятора без нарушения возможностей его обратной зарядки.
Но как говорится, плюсы накопителя дают и некоторые минусы в его использовании, наиболее сильно это заметно в особенности зарядки гелевых аккумуляторов:
- Перегрев при перезарядке. АКБ такого типа очень чувствительны к перегреву. Если гель закипит или отслоится от электродов, то мало того, что может произойти разрыв корпуса в результате выделения газов от закипевшего геля, так ещё и нарушится химический цикл сохранения энергии. Соответственно сохранять энергию устройство уже не будет.
- Эффект памяти. При неправильно произведённом заряде КПД работы энергетического элемента становится намного ниже.
Безопасная зарядка обычным зарядным устройством
Обычные зарядные устройства для зарядки гелевых накопителей не сильно подходят, тем не менее их можно использовать. Как правильно зарядить и заряжать гелевый аккумулятор обычным ЗУ? Основной принцип безопасности для последующего функционирования элемента питания – контроль и правильный расчёт токовых составляющих.
Для начала нужно вычислить, какой ток в амперах требуется для зарядки аккумулятора. Для этого берётся информация по максимальной ёмкости в ампер*часах для конкретной модели (зачастую написана пряма на корпусе), и оттуда высчитываются 10%, для быстрой зарядки, или 5% для более безопасной, используемой силы тока. К примеру — аккумулятор имеет ёмкость 150 Аh (ампер*часов), значит максимальную силу ток заряда нужно выставить в 15А, а в идеале (но время восстановление заряда гелевого аккумулятора увеличится в двое) в 7,5А.
Что касается вольт подаваемых с клемм зарядного устройства, — необходимо их выставить в позицию, предназначенную для штатного напряжения аккумулятора, 6В, 12В или 24В.
Теперь, что касается зарядных устройств, у которых нет регулятора силы тока. Нужно обязательно понизить её, иначе последствия будут непредвиденные. Амперы можно уменьшить, если подключить параллельно к электрическому зарядному устройству нагрузку – лампу накаливания. Можно для этого использовать буферный свинцово — кислотный аккумулятор. При лампе будет падать и вольтаж, а вот по поводу буферного аккумулятора — интересно. Схема:
В теории обычный аккумулятор будет понижать амперы, так как он более сильный потребитель и находится в начале параллельной цепи. Параметры по вольтам у обоих АКБ должны быть одинаковыми. Остаток ампер будет уходить в гелевый электролит, что поможет произвести более «мягкую» зарядку. Только после сборки цепи и включения нужно проверить – не начал ли нагреваться гелевый накопитель. Это может произойти в том случае, если обычный неисправен.
Специализированные ЗУ для гелевого аккумулятора
Также существуют специализированные зарядные устройства, которые обладая невысокими выходными токами по амперам позволяют или в целиком автоматическом режиме, или в полу ручном заряжать такие накопители. Такие ЗУ сделаны с учётом особенностей зарядки гелевых аккумуляторов. Наиболее сложные из них позволяют восстанавливать различные по вольтам АКБ. Приобретая же более простые, нужно обращать внимание на соответствие выходного тока (если нет переключателя).
Справка! Чаще пары раз в год заряжать гелевых АКБ не рекомендуется.
Требования
Основные требования к специализированным ЗУ:
- Регуляция напряжения заряда гелевого аккумулятора.
- Адаптация используемой силы тока для различных внешних условий (температуры воздуха в помещении, где проводится восстановление уровня заряда).
- Адаптация количества ампер, в зависимости от температуры самого аккумулятора в различных стадиях.
- Автоматизированная смена напряжений, в зависимости от стадии. Желательны ЗУ, позволяющие проводить насыщение АКБ тремя этапами:
- 1 — повышенный вольтаж;
- 2 — поддержка постоянного напряжения, при уменьшении количества ампер;
- 3 — минимальная подзарядка при минимуме вольт и ампер.
- Возможность работать при различных температурах окружающей среды.
Время полной зарядки
Сколько заряжать гелевый аккумулятор? Это очень просто подсчитать – ёмкость аккумулятора ампер*часы, делится на выставленную силу тока зарядного устройства. Получаемый результат – это то время в часах, которое требуется элементу питания для полного насыщения энергией. Превышать это время нельзя! Начнётся перегрев. Рекомендуется даже держать на зарядке чуть меньше времени. Пусть аккумулятор зарядится не на 100%, но хотя бы останется целым.
Совет! При заряде, если аккумулятор стал горячим, его требуется немедленно отключить от зарядного устройства и дать остыть. Если этого не сделать, то закипевший гель погубит АКБ без возможности восстановления. Кроме того, при повторной зарядке стоит уменьшить силу тока.
Как проверить гелевый аккумулятор на уровень уже накопленного заряда, чтобы не пропустить момент отключения? Для этого используют обычный мультиметр. АКБ периодически отключают от ЗУ и замеряют вольтаж на клеммах накопителя. Если там напряжение поднимается выше 12,6В для 12 вольтовых, 6,6В для 6В, или 24,6В для 24В, то значит заряд полностью набран. Дальше заряжать нет смысла, тем более, что это может привести к началу нагревания элемента коллекторных банок элемента питания.
Обслуживание гелевых аккумуляторов
Со временем гель высыхает, теряя свои электролитические свойства. Происходит это конечно с меньшей скоростью, чем в свинцово-кислотных аккумуляторах. Но это частая причина понижения КПД аккумуляторной батареи.
Как восстановить и оживить гелевый аккумулятор в таких случаях? Плотность можно до определённого предела поднять долив в банки аккумулятора дистиллированной воды. Для этого аккуратно снимаются крышечки на каждом из баков АКБ, потом резиновые заглушки, следом туда малым, на 2 мл шприцем, в каждую, заливается дистиллят. При открытых заглушках оставляется батарея на три-четыре часа, для прохождения реакции и впитывания жидкости в гель. Проверяется уровень напряжения на клеммах аккумулятора. Если все в порядке, крышечки ставятся на место и батарею ставят на подзарядку.
Собственно, поднятие плотности, а также периодическая подзарядка до 100% два раза в год – это собственно всё доступное обслуживание гелиевых аккумуляторов.
Как продлить срок службы аккумулятора
Гелиевый аккумулятор имеет очень долгий срок службы по сравнению со свинцово-кислотным. При идеальных условиях использования он достигает и 14 лет. Конечно, в жизни так не бывает, всё же подразумевается уличная работа автотранспортного средства, да ещё с перепадами температур. Это приводит к снижению срока службы.
Не стоит доводить батарею до заряда менее 20%. Это может снизить её ёмкость.
Когда нет смысла реанимировать гелевый АКБ
Если батарея вздулась, или отошли пластины — восстановить её своими руками попросту не реально. Лучшим решением будет замена накопителя. Такое состояние устройства непосредственно указывает на то, что его основа — гель закипел. Химические реакции с таким электролитом или вообще не пойдут, или будут очень слабыми, а значит, функциональность АКБ равна нулю.
Как проверить гелевый аккумулятор
Некоторые виды проверки гелевых накопителей:
- Для начала нужно слегка потрясти элемент питания, прислушиваясь при этом. Если внутри раздаётся посторонний звук, то с вероятностью в 90% произошло отхождения аккумуляторных пластин. Подобный накопитель — только в утилизацию. Восстановить его в домашних условиях не получится.
- Если АКБ вздулся или «опухла» хоть одна банка на нем – он также не подлежит ремонту.
- Если вроде все цело, а напряжение на контактах нулевое, к тому же гелевый аккумулятор не берет зарядку – то это классический разряд устройства до нуля. Здесь поможет зарядное устройство, которым можно «подтолкнуть» батарею, чтобы она стала набирать энергию. Для чего сначала пробуют зарядить её повышенным током (для 12В -15В, для 6-8В, для 24 — 26В). Как только АКБ начинает заряжаться, напряжение опускают до стандартных, зарядных параметров. При этом, скорее всего, параметры работы накопителя ухудшатся.
Вывод
Будущее за созданием подобных устройств хранения. Меньший размер (а зачастую и вес), при ёмкости как у старших по возрасту свинцово-кислотных собратьев – большой плюс. И это все при том, что они намного более универсальны в применении, безопасны, к тому же могут применяться в широком спектре устройств, от автомобильной техники до микроэлектроники.
https://www.youtube.com/watch?v=inwlslONUuE
