Что такое абсорбированный электролит

Аккумулятор AGM

В современном мире каждый день улучшаются старые и изобретаются новые технологии, которые используются в повседневной жизни. Можно без сомнения сказать, аккумулятор является сердцем любой техники. Они используются везде, где нужна энергия и нет возможности запитаться от сети.

Что такое аккумулятор AGM

Аккумулятор AGM (Absorbent Glass Mat, абсорбирующий стеклянный мат) – это свинцово-кислотный аккумулятор, в котором электролит находится не в обычном жидком состоянии, а в качестве пористого заполнителя из стекловолокна, который в свою очередь пропитан электролитом.

То есть в банках между плюсовыми и минусовыми свинцовыми пластинами находится стеклоткань, связанная электролитом, благодаря чему АКБ не подвержен качкам и его можно использовать лежа на боку, но это далеко не все преимущества.

Аккумуляторы выполненные по AGM технологии часто путают с GEL (гелевыми аккумуляторами), но это нет так. У них совершенно разные технологии, просто решают одну и туже задачу.

Применяемые технологии

За основу AGM аккумулятора был взят обычно свинцово-кислотный. Отличительной особенностью является, то, что он содержит абсорбированный электролит, а не жидкий, что делает источник питания более функциональным. Выглядит это примерно следующим образом. Между положительными и отрицательными пластинами находится сепаратор (прокладка из пористого стекловолокна). Эта прокладка на подобие губки пропитана электролитом, при этом он получается там запертым, благодаря чем никуда не выливается и не испаряется.

В свою очередь свинцовые пластины очень плотно прижимают сепаратор, из-за чего в каждую банку удается засунуть на 20-30 процентов больше пластин. Это позволяет получить более большие пусковые таки и емкости.

На данный момент AGM аккумуляторы производят в плоской и спиральной конфигурации.

Спиралевидные AGM аккумуляторы. Они имеют большую площадь поверхностного контакта. Это позволяет кратковременно получить значительно большие токи, а так же быстрее заряжаться. К существенным минусам можно отнести меньшую номинальную ёмкость аккумулятора, по отношению с плоской формой.

AGM аккумуляторы плоской конфигурации. Такой способ производства позволяет обеспечить лучшую сохранность электролита и отличную герметичность сепараторов, для выдерживания заряда и разряда, и как было отмечено ранее обладают более высокой емкостью. В отличии от спиралевидных производятся не только в США, но и в Европе. Более того спиралевидные являются разработкой Johnson Controls для линейки АКБ Optima и практически нигде больше не используются.

Поэтому в настоящее время наибольшей популярностью пользуются автомобильные аккумуляторы с плоской конфигурацией блоков.

Где применяются AGM аккумуляторы

Аккумуляторные батареи находят применение во многих отраслях, но самое массовое использование происходит при оснащении транспортных средств.

Современные аккумуляторы имеет улучшенные эксплуатационные свойства, и находят применение практически во всех сферах:

Возможность автономного энергообеспечения позволяет использовать в медицинских учреждениях, для обеспечения работоспособности оборудования в экстренных ситуациях.

Преимущества и недостатки

Плюсов у AGM аккумуляторов много:

К минусам можно отнести:

Существенные преимущества у AGM явно больше, но все же в первую очередь нужно обратить внимание на свои потребности, если у Вас автомобиль средней ценовой категории без системы start-stop, то правильнее будет взять гибридный или кислотно кальциевый калькулятор.

Обслуживание AGM аккумулятора

AGM аккумуляторы являются необслуживаемыми, но это не значит, что за ними не нужно ухаживать. Нужно стараться не допускать перезаряда или глубокого разряда. Поддерживать батарею в чистоте. Протирать от влаги и грязи, так как по ней может коротить между клеммами. При необходимости зачищать клеммы от коррозии. Периодически по мере надобности подзаряжать.

Батарея является полностью герметичной, а значит вскрывать ее нельзя. Более того на ней не будет классических пробок, через которые можно долить дистиллированную воду, к тому же в привычном понятии воды там тоже не будет.

Как выбрать зарядное устройство для AGM аккумулятора

Подойдет любая зарядка для АГМ батарей, главное следовать инструкции, которая будет идти в комплекте с ЗУ и что бы у нее была возможность регулировать ток и напряжение.

AGM батареи нельзя заряжать обычными зарядными устройствами, так как у таких АКБ нету клапанов для сброса давления, соответственно она может взорваться.

Как заряжать AGM аккумуляторы

Только обеспечение правильного процесса зарядки батареи сможет обеспечить выработку максимального ресурса изделия.

Процесс подзарядки можно выполнить несколько большим зарядным постоянным током чем 10% от ёмкости батареи, однако он не должен превышать 20%. Пластины изготовлены из высококачественного свинца, что позволяет произвести полную зарядку всего за пару часов.

Заряжать AGM батареи можно только специальным ЗУ, поэтому дать конкретных рекомендаций не получится. Нужно следовать согласно инструкции приложенной конкретно к вашему зарядному устройству.

Специалисты рекомендуют несколько видов заряда:

Видео: Как заряжать AGM аккумулятор

Восстановление AGM аккумуляторов

Многие источники и специалисты утверждают, что такие батареи вернуть к «жизни» возможно, всё зависит от степени повреждения изделия, срока эксплуатации. В некоторых случаях восстановить его возможно, так как в основе электролита лежит известная серная кислота плюс дистиллированная вода, только размещены они в АКБ по-разному. В интернете можно найти несколько роликов о восстановлении мотоциклетных АКБ таких типов. В них показано как владелец мотоцикла заполняет шприцем высохшие полости дистиллированной водой.

Когда полости достаточно пропитаются жидкостью, можно поставить батарею на подзарядку током силой в 10% от ёмкости аккумулятора. На форумах автомобилистов также можно найти такой способ восстановления АКБ. Там же описан ещё один процесс возврата к жизни «уставшего» прибора. Он предусматривает подзарядку сразу двух изделий, одно из них должно быть полностью исправным.

Если через некоторое время «уставший» АКБ начинает потреблять зарядный ток, это значит, что она «живая». Далее уже продолжается зарядка этого прибора током 10% от емкости при напряжении не более чем 14,8 Вольт.

Любой вид аккумуляторной батареи требует внимательного отношения в процессе её использования. Только в таком случае будет полностью выработан установленный производителем срок эксплуатации.

Остались вопросы по AGM аккумуляторам или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полезным, полным и точным.

Источник

МОЙ МОТОЦИКЛ

Многие путают и называют аккумуляторы с абсорбированным электролитом гелевыми. Но это не так, просто две разные технологии производства аккумуляторов, решали одни и те же задачи, но нашли разное применение в технике.

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи со времени их изобретения и до сих пор остаются самыми надежными, долговечными и не требующими больших эксплуатационных затрат химическими источниками тока в мотоциклах. В настоящее время производятся и активно эксплуатируются аккумуляторные батареи трех типов.

1. Батареи первого поколения — батареи с жидким электролитом.

Активной массой положительного электрода обычной мотоциклетной батареи служит двуокись свинца, отрицательного — чистый свинец, а электролитом — водный раствор серной кислоты. При разряде батареи активные массы пластин вступают в химическую реакцию с электролитом, вырабатывая электрический ток. При этом они преобразуются в сульфат свинца, а в электролит выделяется вода. При заряде происходит обратный процесс.

Для повышения твердости и коррозионной стойкости электродов свинцовые решетки, удерживающие активную массу, сначала легировали добавками сурьмы и мышьяка. Но сурьма способствует повышенному расходу воды и снижению ЭДС аккумуляторной батареи в процессе эксплуатации. Такое неудобство, как необходимость обслуживания классических батарей, заставила производителей искать способы упрощения эксплуатации. Сначала было снижено содержание сурьмы в пластинах, затем из отрицательных пластин сурьму вытеснил кальций. Гибридные АКБ продолжали требовать долива воды, но уже гораздо реже. Применение кальция в положительных пластинах привело к появлению батарей, теоретически не требующих долива на протяжении всего срока эксплуатации. Однако, кальциевые батареи имеют другой недостаток: они плохо переносят глубокие разряды. Чтобы повысить устойчивость АКБ к глубоким разрядам, в свинцово-кальциевый сплав положительных пластин стали добавлять серебро (Ag). Так возникли самые распространенные на сегодняшний день необслуживаемые мотоциклетные АКБ.

2. Батареями второго поколения стали герметизированные гелевые батареи (Gelled Electrolite).

В таких батареях кислотный электролит находится в гелеобразном состоянии благодаря добавлению в него соединений кремния. Гелевый электролит позволяет добиться полной герметичности батареи, так как все газовыделение происходит внутри сильно развитой системы пор в массе геля. Это решает проблему необслуживаемости АКБ.

Гелевый аккумуляторОднако аккумуляторы с загущенным электролитом имеют несколько худшие нагрузочные характеристики по сравнению с классическими АКБ: большие токи с них снять сложнее из-за более высокого внутреннего сопротивления. Батареи с жидким электролитом лучше работают при высоких токах нагрузки при коротких режимах. Кроме того, гелевые батареи критичны к температуре окружающей среды и стабильности зарядного напряжения. Для их подзаряда нужно использовать зарядные устройства, обеспечивающие нестабильность напряжения заряда не хуже +/- 1% для предотвращения обильного газовыделения.

Батареи типа GEL наиболее устойчивы к глубоким разрядам и не нуждаются в обслуживании в течение всего срока службы при нормальных условиях эксплуатации. Но при их нарушении происходит быстрое старение батареи.

В качестве мотоциклетных аккумуляторов большого распространения гелевые батареи не получили по причине очень высоких требований к бортовому электрооборудованию и из-за резкого падения пускового тока на холоде. Но широко применяются в качестве резервных источников питания в сфере телекоммуникаций.

3. Батареи третьего поколения — это герметизированные батареи с абсорбированным сепараторами электролитом.

Технология называется AGM (Absorptive Glass Mat).
AGM-технология вновь вернулась к жидкой кислоте, но теперь электролит удерживается в порах сепаратора из ультратонких стеклянных волокон, размещенных между электродами. Такой сепаратор представляет собой пористую систему, в которой каппилярные силы удерживают электролит. При этом количество электролита дозируется так, чтобы мелкие поры были заполнены, а крупные оставались свободными для свободной циркуляции газов. Принцип рециркуляции такой же, как у гелевых АКБ: блуждая по порам сепаратора, газы успевают «вернуться» в электролит, не покидая корпус аккумулятора. Таким образом, AGM батареи также не требуют обслуживания в течение всего срока эксплуатации.

Конструкция AGM батарей позволяет не только герметизировать корпус, но и сохранить работоспособность батареи даже в случае повреждений наружной оболочки. Они нечувствительны к колебаниям температуры, долговечны и виброустойчивы.

Но главное преимущество таких батарей — в стойкости к глубоким разрядам. Происходит это за счет повышенной плотности сборки блока пластин и удержания активной массы. Электролит «связан», и разряд аккумулятора не сопровождается его выпариванием с последующим окислением пластин, как это случается с традиционными АКБ.

Но, как и гелевые, AGM батареи чувствительны к превышению зарядного напряжения, только причиной здесь является существенно меньшее количество электролита в них. Поэтому единственным условием для длительной эксплуатации такого рода аккумуляторов на мотоцикле является правильный выбор зарядного устройства и контроль за работой генератора.

Источник

Что такое и как работает аккумулятор с технологией AGM?

Вместе с развитием автомобилестроения развиваются и технологии в производстве аккумуляторных батарей. Современные автомобили оснащаются большим количеством электроники: бортовые компьютеры, системы освещения, электроприводы, система Старт-Стоп и многое другое. Обычным жидкостным АКБ тяжело справляться с таким количеством потребителей. На помощь приходит новый аккумулятор AGM, который имеет улучшенные показатели и характеристики.

История возникновения

AGM – это аббревиатура, которая расшифровывается как Absorbed Glass Mat, что дословно в переводе с английского означает «абсорбированные стеклянные пластины» или «абсорбированное стекловолокно». Это значит, что внутри нет жидкого электролита, а вместо него находится пропитанное стекловолокно. Технология была запатентована в 1980 году. Но сама идея создания появилась гораздо раньше в послевоенные годы в Германии. Одному фотографу пришла мысль загустить электролит в аккумуляторе, чтобы он не проливался.

Как и многие другие инновации, AGM аккумуляторы сначала применялись на военных самолетах. Такие АКБ как нельзя лучше подходили для них, так как могли эксплуатироваться в любом положении. И по сей день они применяются на истребителях F16.

Американская компания Concorde выпустила первую AGM батарею для коммерческого использования в 90-х годах. По объективным причинам они не смогли полностью вытеснить с рынка жидкостные АКБ, которые имели преимущества, главным образом в цене. Но AGM батареи смогли найти свою нишу на рынке премиум-автомобилей, мотоциклов, солнечных батарей, кинотехнике и др.

Устройство AGM аккумуляторов

AGM батареи относятся к классу необслуживаемых. То есть, они имеют абсолютно герметичный корпус. Внутри корпуса находятся положительные и отрицательные пластины из свинца. Применяется только высокоочищенный свинец. Между пластинами расположены вкладки из стекловолокна. Они играют роль сепараторов или разделителей. Это пористый диэлектрический материал с нейтральными свойствами, который на 95% пропитан электролитом. Он удерживается внутри. Также в стекловолокно добавлен алюминий, чтобы снизить внутреннее сопротивление. Это свойство позволяет очень быстро заряжать устройство и отдавать ток при необходимости.

Аккумулятор разделен на шесть отсеков или банок. На каждый из них приходится напряжение по 2В. Отсеки связаны металлическими контактами, которые выходят на клеммы. Пластины могут быть скручены в рулоны. Тогда они имеют форму цилиндров. Такой прием помогает повысить виброуствойчивость и прочность. Цилиндрические формы также имеют преимущество в отдаваемом токе. От 500 до 900 ампер против 200 А от обычных АКБ.

Способность быстро заряжаться и отдавать большой ток объясняется меньшей поляризацией или сопротивлением пластин. В АКБ с жидким электролитом на стенках свинцовых пластин скапливаются пузырьки газа, тем самым понижая площадь контакта с электролитом. В AGM батареях такой проблемы нет. Есть постоянный плотный контакт, что и обеспечивает высокую эффективность.

Также на корпусе имеются клапаны для отвода газов. Как видно, по устройству такие батареи отличаются от обычных только наличием стекловолоконных пластин и герметичной оболочкой.

Таким образом, стандартная AGM батарея состоит из:

Работа AGM аккумулятора

Принцип работы AGM батареи ничем не отличается от обычной АКБ. Ток вырабатывается в результате химической реакции между свинцом и электролитом, а точнее, между диоксидом свинца. Когда АКБ питает потребители, плотность электролита снижается. Получается сульфат свинца, который оседает на пластинах. Поэтому если разрядить полностью простую АКБ с жидким электролитом, она приходит в негодность. Будет невозможно запустить процесс сульфатации в обратном направлении. Слишком маленькая плотность электролита.

В AGM аккумуляторах все по-другому. Даже при глубоком разряде свинцовые пластины не осыпаются, так как электролит удерживается в порах стекловолокна. Такие устройства могут выдержать до двухсот полных разрядов и исправно работать. Процесс сульфатации происходит очень медленно, так как в пластинах низкий уровень электролита. При заряде выделяются газы: кислород и водород, которые удерживаются внутри. Газы получаются в результате разложения воды. Если превысить напряжение при заряде AGM батареи, то выделяется больше газов.

Корпус батареи герметичный, поэтому предусмотрены клапаны для отвода газов. Такая система называется VRLA (Valve-Regulated Lead-Acid – свинцово-кислотные с клапаном защиты). Клапаны могут быть отдельно для каждого отсека или один общий.

Чувствительность к перезаряду – одна из главных проблем аккумуляторов, произведенных по технологии AGM.

Особенности эксплуатации

Чтобы батарея прослужила долго, нужно соблюдать некоторые обязательные правила хранения, эксплуатации и зарядки устройства. При коротком замыкании или повышенном напряжении батарея может выйти из строя, поэтому такие АКБ чаще используют на премиальных автомобилях с функцией Старт-Стоп и хорошей защитой от скачков напряжения.

Эксплуатировать и хранить АКБ можно практически в любом положении. На хранении АКБ нужно периодически проверять и заряжать при необходимости. Следить за состоянием клемм, чистить их от влаги и пыли, так как это повышает саморазряд. AGM аккумуляторы могут храниться долгое время без большой потери емкости. За один год они теряют в среднем всего 15-20% заряда. Это при условии хранения при температуре 5-15°C.

Аккумулятор AGM хорошо переносит минусовые температуры в зимнее время. Но сильные морозы также противопоказаны и снижают производительность.

Особенности зарядки AGM аккумуляторов

Не стоит пренебрегать правилами зарядки AGM батарей. На корпусе обычно есть указания с минимальным и максимальным напряжением при зарядке. Даже небольшое превышение может привести к необратимым последствиям для устройства. Поэтому лучше пользоваться специальным зарядным устройством с возможностью регулировки напряжения. Float Charger (плавающая зарядка) подает ток порционно. Зарядка происходит стабилизированным током в четверть от номинальной емкости при температуре 35°С. Например, емкость 80 А/час, ток при зарядке 20 А. При достижении заряда в 2,45 В на каждый отсек ток стабилизируется и постепенно снижается. Устройство не допускает перезаряд, это также важно. Если не соблюдать все эти тонкости, то батарея может значительно потерять в емкости и выйти из строя.

Преимущества и недостатки

Несмотря на все нюансы в эксплуатации, AGM батареи имеют немало плюсов. Среди них:

К главным недостаткам относятся:

Как видно, минусов не так много, но именно они мешают широкому распространению AGM аккумуляторов. Но в определенных областях, таких как обслуживание большегрузных автомобилей, автономных модулей, станций, накопление энергии солнечных батарей, такие устройства просто незаменимы. Благодаря своим значительным преимуществам в будущем AGM вытеснят обычные батареи во всех сферах.

Источник

Особенности автомобильных аккумуляторов технологии AGM

На рынке автономных источников тока присутствуют аккумуляторы, выполненные по различным технологиям – Ca, GEL, EFB, а также AGM. Благодаря хитрым маркетологам и некомпетентным продавцам вокруг этих типов АКБ накопилось большое количество неверной информации и мифов. Для правильного выбора и беспроблемной эксплуатации надо разобраться в особенностях AGM технологии с чисто технической точки зрения.

Особенности аккумулятора AGM

Чтобы понять, о чем идет речь, надо сразу «отделить мух от котлет». Для этого придется обозначить самые распространенные заблуждения, бытующие в среде автовладельцев.

Устройство и конструкционные отличия от обычного АКБ

В батарее, построенной по принципам АГМ, протекают те же электрохимические реакции, что и в обычном. Точно также при разряде свинец, оксид свинца и серная кислота реагируют с образованием сульфата свинца и воды (это ведет к уменьшению плотности электролита). При заряде происходит обратный процесс – образуется свинец, его оксид и серная кислота (плотность электролита при этом повышается). Напряжение одного полностью заряженного элемента также обычное – 2,1 вольта на банку.

Различие состоит в конструкции элементов. Расшифровка термина AGM – Absorbed Glass Mat. Один из вариантов перевода – пропитанная (электролитом) стеклянная прокладка. На практике это означает, что в банке между пластинами находится сепаратор из волокнистого изолятора – обычно, стекловолокна. Это позволило и без того тонкие пластины, легированные кальцием, расположить близко друг к другу, не боясь замыкания.

Пространство между волокнами заполнено электролитом, состоящим, как и ранее, из смеси воды и серной кислоты в обычных пропорциях. Свободного жидкого реагента в таком аккумуляторе нет. Но часть межволоконных просветов оставлена свободными. Хотя легированные кальцием пластины не склонны к выделению водорода и кислорода, вероятность этого на практике не равна нулю. Газы попадают в незанятое пространство и там рекомбинируют с образованием воды. Поэтому расхода жидкости в такой батарее почти не происходит, и элементы при изготовлении заполняются электролитом на весь срок эксплуатации. Это позволяет производить их в необслуживаемом исполнении.

Небольшая часть газов не участвует в рекомбинации и скапливается над электролитом. Когда давление повышается до определенного уровня, открывается клапан и избыток стравливается в атмосферу. Поэтому эта категория аккумуляторов относится к типу VRLA (valve-regulated lead acid, свинцово-кислотный с клапанной регулировкой).

Пластины собирают в плоский пакет или скручивают в рулон. Во втором случае батарея получается компактнее. Если сохранить габариты, можно получить аккумулятор тех же размеров с большей емкостью.

Сфера применения АГМ

Аккумуляторы AGM пригодны для использования в двух режимах:

Буферный режим характеризуется тем, что батарея постоянно включена параллельно основному источнику питания и все время находится на подзарядке. При исчезновении напряжение она «подхватывает» потребителей и питает их до восстановления нормального режима.

Пример такой работы – резервируемые источники питания (включая всем известный компьютерный ИБП). Такая эксплуатация считается оптимальной и срок службы при этом максимален. Некоторые производители заявляют время жизни батареи в режиме stand by до 12 лет.

Для второго режима характерны регулярные разряды вплоть до наименьшего допустимого значения и последующие заряды для номинального запаса энергии. Примерами работы cycle является аккумуляторный электроинструмент или детские электромобили. В них разряд до минимума происходит не менее одного раза в сутки или чаще. Говорить о сроке жизни в годах здесь некорректно, период эксплуатации заявляют в циклах. Обычное число – 300 разрядов и зарядов, у некоторых брендов задекларировано до 600 при разряде до нулевого порога.

Как происходит процесс зарядки

Так как AGM-батарея относится к кислотно-свинцовым аккумуляторам, то при зарядке-разрядке АКБ происходят ровно те же процессы, что и у обычных источников питания. Поэтому к ним относятся те же принципы, что и для любых других батарей:

Так как АГМ-аккумулятор может использоваться в циклическом (cycle use) или буферном (stand by use) режимах, то параметры зарядки будут отличаться. Для удобства восприятия условия пополнения энергии в режиме стабилизированного напряжения для 12- и 6-вольтовых батарей сведены в таблицу.

Стоит ли покупать (Плюсы и минусы)

По сравнению с другими аккумуляторами производство AGM батарей обходится дороже. Выше стоимость и для потребителя. Пожалуй, это самые дорогие батареи (в пересчете на ампер*час) на рынке источников питания. Но при правильно выбранном применении (полным использовании плюсов и нивелировании недостатков) повышенная цена отчасти компенсируется увеличенным сроком службы.

Среди плюсов надо отметить отсутствие необходимости в сервисных операциях по контролю электролита. Это сокращает затраты на эксплуатацию, позволяет применять батареи на удаленных объектах (например, в системах телемеханики). Также это свойство по достоинству оценивают автовладельцы – содержать машину становится немного проще. А еще для них важен повышенный пусковой ток – технология АГМ позволяет сделать это, не выходя за стандартные габариты.

Разработчики бытовой техники и маломощного транспорта (электросамокатов и т.д.) получают большую свободу в компоновке оборудования – батарею можно расположить в любом положении, кроме “клеммами вниз». Также к достоинствам относят широкий рабочий температурный диапазон.

Плюсы и минусы технологий EFB, GEL, AGM.

В целом у аккумуляторов АГМ нет явных минусов, которые помешали бы их широко эксплуатировать. Так, при применении в качестве источника питания для автомобиля достоинства явно перевешивают недостатки. С совершенствованием технологий можно ожидать и снижения стоимости, поэтому с определенной уверенностью можно говорить, что за батареями AGM – будущее.

Источник