Инструкция по эксплуатации гелевых аккумуляторных батарей

Все про гелевые аккумуляторы: плюсы, минусы, зарядка, восстановление, срок службы, обслуживание

Каждый автовладелец понимает, насколько важен источник питания в машине. Когда приходит время его менять, многие сталкиваются с тем, что не знают, какой АКБ лучше выбрать и на какие параметры ориентироваться. Рекламы в интернете, по телевизору и в других источниках предостаточно, но выбрать идеальный аккумулятор непросто. Мы постарались собрать всю полезную информацию и рассмотреть плюсы-минусы гелевых источников питания в одной статье.

Что такое гелевый АКБ, его конструкция, характеристики, срок службы

Гелевый аккумулятор – это свинцово-кислотный источник питания, в котором электролит между пластинами находится в абсорбированном, гелевом состоянии. Gel-технология подразумевает полную герметизированность и необслуживаемость этого источника питания, принцип работы которого ничем не отличается от остальных видов аккумуляторов.

Конструкция гелевых АКБ

В привычных свинцово-кислотных аккумуляторах электролит представлен в виде смеси дистиллированной воды и серной кислоты. Gel-технология отличается тем, что кислотный раствор в АКБ находится в виде геля. Такая структура электролита достигается путём добавления в состав силиконового наполнителя, сгущающего смесь.

Несколько высокопрочных пластмассовых цилиндрических блоков, соединённых между собой, образовывают корпус гелевого источника питания.

Основные элементы источника питания:

• положительные и отрицательные электроды;
• пористые пластины-сепараторы;
• электролит;
• клапаны;
• клеммы;
• корпус.

Принцип работы гелевого источника питания аналогичен этому процессу в обычных свинцово-кислотных АКБ — заряженный источник отдает заряд. Во время этого процесса напряжение падает, а плотность электролита уменьшается.

Характеристики Gel-аккумуляторов

Выбирая новый гелевый источник питания, необходимо обратить внимание на следующие параметры:

• Ёмкость — измеряется в ампер/часах. Показывает, в течение какого времени источник питания может отдавать энергию силы тока в 1А.
• Максимальный ток заряда — максимально допустимое значение тока при зарядке АКБ.
• Максимальный ток разряда, он же пусковой ток, показывает значение максимальной силы тока, которую АКБ может обеспечить на протяжении 30 секунд.
• Рабочее напряжение на клеммах — 12В.
• Вес источника питания зависит от его ёмкости и варьируется от 8,2 кг (26 Ач) до 52 кг (260 Ач).

Маркировка гелевых АКБ

Немаловажным параметром выбора нового источника питания является дата его производства. Формат обозначения этой информации зависит от производителя. Разберём основные примеры:

1. Optima: на пластике выдавлены цифры: первая — год, следующие — день выпуска. Например: 3118 означает 2013 год, 118 день. На некоторых моделях дату производства можно найти на наклейке: верхний ряд — месяц, нижний — год.

1. Delta: на наклейке с набором цифр и букв нас интересуют первые четыре знака. Первый (буква) — год начиная с 2011 (А).

Второй (буква) — месяц начиная с января (А).

Третий и четвёртый (цифры) — день месяца

1. Varta: в производственном коде четвёртая цифра — год выпуска, пятая и шестая — месяц (17-январь, 18-февраль, 19-март, 20-апрель, 53-май, 54-июнь, 55-июль, 56-август, 57-сентябрь, 58-октябрь, 59-ноябрь, 60-декабрь).

Срок службы гелевых аккумуляторов

Срок службы гелевого аккумулятора, который сообщают производители — около 10 лет. Однако стоит понимать, что он может меняться в зависимости от условий эксплуатации.

На уменьшение срока службы Gel-аккумулятора влияют слишком низкие (менее −30 °C) и слишком высокие (более +50 °C) температуры. Это связано с тем, что в таких условиях электрохимическая активность источника питания то падает, то возрастает. Стоит отметить, что повышение температуры влечёт за собой ускорение коррозийности пластин. Постоянный недозаряд АКБ также ведёт к уменьшению срока годности батареи. Вместе с тем чрезмерные заряды отрицательно сказываются на продолжительности эксплуатации.

Плюсы и минусы гелевых аккумуляторов

К достоинствам гелевых аккумуляторов стоит отнести:

• продолжительный срок эксплуатации (около 10 лет);
• большое количество циклов зарядов-разрядов;
• до 400 полных разрядов;
• нет необходимости срочно заряжать источник питания в случае его глубокого разряда;
• небольшие потери ёмкости в случае простоя АКБ (около 20% в год);
• прочность и надёжность этого вида источников питания за счёт качественных комплектующих;
• высокая эффективность при малом внутреннем сопротивлении;
• не требуют обслуживания;
• отличаются безопасностью эксплуатации за счёт непроницаемости корпуса.

Вместе с тем стоит сказать и о некоторых недостатках аккумуляторов, изготовленных с помощью gel-технологий:

• При зарядке источника питания следует контролировать подаваемое напряжение. Если превысить допустимое значение, то начнётся процесс разрушения компонентов.
• Чувствительность гелевых АКБ к низким температурным режимам из-за застывания электролита и ухудшения его свойств.
• Чувствительность батарей к коротким замыканиям.
• Высокая стоимость по сравнению со свинцово-кислотными АКБ.

Сравнение: какой аккумулятор лучше, гелевый или кислотный?

Если с плюсами гелевых аккумуляторов все понятно, то что же можно сказать о свинцово-кислотных?

Они проверены временем и их положительные стороны давно известны:

• низкая стоимость;
• приемлемый срок службы около 5 лет;
• устойчивость к перезарядам;
• простота обслуживания и зарядки.

Сравнение показывает, что обычный аккумулятор немногим уступает gel-технологиям. Из основных преимуществ гелевой технологии можно выделить более продолжительный срок эксплуатации, меньшие потери во время простоя автомобиля и устойчивость к глубоким разрядам.

Сравнение: какой АКБ лучше, гелевый или AGM?

AGM-аккумуляторы отличаются наличием электролита не в жидком виде и не в гелевом — кислотный раствор наполняет стеклоткань, которая располагается между пластинами. Благодаря довольно компактному расположению материала, размеры agm-батарей позволяют существенно увеличить ёмкость источника питания. Эти АКБ характеризуются низким внутренним сопротивлением, что позволяет говорить о максимально быстром заряде источника питания и быстром разряде за счёт возможности выдавать большие токи. AGM аккумуляторы выдерживают свыше 200 полных разрядов. Единственной рациональной причиной отказаться от гелевых АКБ в пользу AGM может стать необходимость высоких пусковых токов для завода машины в морозы. По остальным параметрам АГМ технологии существенно проигрывают гелевым.

Зарядка гелевых аккумуляторов

Гелевые аккумуляторы довольно восприимчивы к силе тока и напряжению, поэтому зарядка такого источника питания требует регулировки данных характеристик. Устройства, которыми традиционно заряжают свинцово-кислотные АКБ для зарядки Gel-аккумулятора не подойдут. Поэтому вопрос о том, как правильно заряжать гелевый аккумулятор, стоит подробно рассмотреть подробнее.

Как правильно зарядить гелевый АКБ?

Чтобы правильно зарядить gel-батарею необходимо использовать силу тока равную 10% от ёмкости аккумулятора. Например, АКБ 60 Ач надо заряжать током в 6 ампер. Для срочной подзарядки можно использовать 30%, то есть 18А максимум для указанной ёмкости. На корпусе АКБ есть наклейка, на которой указан рекомендованный максимальный ток зарядки для определённой модели — Max initial current (№1 на фото ниже)

Важно и значение напряжения — оно не должно превышать 14,5В. В противном случае внутри батареи начнётся процесс разрушения — гель будет становиться более жидким и утратит свои свойства. Рекомендованное значение напряжения при зарядке указывается производителями на наклейке после слов Cycle use (№ 2 на фото выше). В таком режиме для полного заряда аккумулятора потребуется 10–12 часов.

Обращаем ваше внимание, для гелевых аккумуляторов предусмотрена возможность режима зарядки для сохранения энергии. Такой способ используется в рамках обслуживания источника питания и рекомендован для периодической подзарядки АКБ. Каким напряжением можно заряжать источник питания для поддержания его работоспособности, указано также на наклейке в строке Standby use (№ 3 на фото выше).

Какая нужна зарядка для гелевых аккумуляторов?

Современный рынок предлагает большое количество всевозможных зарядных устройств для аккумуляторов. Однако стоит помнить, что только свинцово-кислотные могут заряжаться от любого оборудования.

Гелевые источники питания требовательны к напряжению и силе тока, поэтому использование нерегулируемых зарядок может испортить АКБ. Давайте разберёмся, какое зарядное устройство необходимо для обслуживания гелевого аккумулятора.

• Отключение тока после того, как закончится зарядка и защита от перегрева.
• Стабильность напряжения.
• Температурная компенсация — параметры зарядки должны корректироваться в зависимости от температуры аккумулятора и окружающей среды.
• Регулировка тока.

Производители рекомендуют осуществлять зарядку источника питания поэтапно:

1. с увеличением напряжения;
2. снижение тока зарядки;
3. минимальные значения тока и напряжения.

Таким образом, для зарядки гелевых аккумуляторов необходимы импульсные зарядные устройства, которые позволяют регулировать силу тока и напряжение, а также имеют функцию отключения тока.

Зарядка для гелевых АКБ своими руками

Если у вас есть определённые навыки и желание собрать зарядку для аккумулятора самостоятельно, то вы можете сделать это с помощью представленной схемы и видео.

Более подробно о том, как собрать зарядное устройство на микросхеме L200C аккумулятор самостоятельно написано в этот статье: https://rustaste.ru/improvised-charger-for-gel-batteries-l200c.html

Обслуживание: как восстановить гелевый аккумулятор, замена электролита

Если вы обслуживаете источник питания согласно рекомендациям производителя, то скорее всего он беспроблемно отслужит свой срок эксплуатации и не потребует дополнительных действий. Если источник питания вздулся или разрушились пластины, то мы рекомендуем не заниматься его восстановлением, а приобрести новый. В каких случаях можно попытаться оживить гелевый АКБ?

Если вы заметили потерю ёмкости у вашего аккумулятора, то, возможно, произошло высыхание гелевого компонента. В таком случае необходимо восстановить водный баланс элемента с помощью дистиллированной воды. Далее мы поэтапно расскажем, как это сделать.

• Снимите пластиковую крышку.

• Удалите резиновые заглушки на банках.

• Возьмите шприц и наберите 1–2 кубика дистиллированной воды.
• Влейте воду в каждую банку.

• Оставьте батарею на несколько часов, чтобы гель пропитался водой.
• Если воды недостаточно — долейте; если есть излишки — удалите их шприцем.
• Проверьте уровень напряжения на клеммах.
• Верните заглушки на место и закройте аккумулятор крышкой.
• Поставьте батарею на зарядку.

Также оживление аккумулятора может понадобиться при сильной сульфации пластин, которая образовывается во время эксплуатации батареи. Есть два способа десульфации:

• С помощью химического состава Трилон В. Его необходимо приобрести, развести в указанной пропорции и залить в предварительно осушенный аккумулятор. Обращаем ваше внимание, в гелевых аккумуляторах не всегда есть возможность удалить электролит в виде геля полностью. После десульфации с помощью Трилона В понадобится промыть внутренности дистиллированной водой, снова залить гелевый электролит в аккумулятор, предварительно приготовив раствор. Как видите, способ довольно хлопотный и требует знаний и навыков.
• С помощью импульсных токов различной амплитуды. Во время данной операции импульсные токи разрушают сульфат свинца. Стоит отметить, что гелевые аккумуляторы, как говорилось выше, крайне отрицательно воспринимают резкие перепады напряжения и повышенные токи. Пользователи, опробовавшие этот метод, говорят о том, что не всегда получается достичь поставленной цели. Объясняется это тем, что кроме сульфата свинца разрушаются и сами пластины, а это влечёт потерю ёмкости.

Как видите, способы восстановления аккумуляторов существуют, однако, они не очень подходят для гелевых источников питания. Мы рекомендуем не пытаться реанимировать гелевый АКБ, а приобрести новый.

Можно ли в гелевый аккумулятор залить электролит или воду?

В рамках обслуживания гелевых аккумуляторов в них можно доливать дистиллированную воду тем способом, который мы описали выше. Обычную воду из-под крана в источники питания наливать не рекомендовано – в ней слишком много примесей, которые будут мешать протеканию правильно реакции.

Гелевые аккумуляторы для автомобилей довольно популярны благодаря отсутствию необходимости их обслуживания. Как видите, эксплуатация этих источников питания крайне проста. Однако многих отпугивает их высокая стоимость. При должном обслуживании — своевременном подзаряде, соблюдении условий хранения — эта батарея прослужит долго, а восстановление ёмкости не займёт много времени и сил. Как вы ухаживаете за гелевым АКБ? Приходилось ли сталкиваться с проблемами во время зарядки или восстановления? Поделитесь своим опытом с нашими читателями.

Аккумуляторы и батареи

Информационный сайт о накопителях энергии

Эксплуатация гелевых аккумуляторов

Современные накопители энергии могут использовать щелочные и кислотные электролиты в гелеобразном, жидком и сухом виде. Кислотный свинцовый аккумулятор существует уже век, но актуальности не утратил. Появились новые технологии. В частности, если электролит с помощью специальной химической присадки превратить в гель, получится гелевый аккумулятор.

Срок эксплуатации гелевых аккумуляторов

С использованием электролита в виде геля возрос срок эксплуатации батарей. Во-первых, вещество получается гелеобразным после застывания. Заливается в банки жидкий электролит. Он полностью обволакивает пластины электродов из чистого свинца, обеспечивая создание стабильного заряда на поверхности.

Гель одновременно является диэлектриком, предупреждая короткое замыкание в банке. На пластинах не происходит коррозии и сульфатирования. Выделяемый во время электролиза газ, остается в толще геля, и образует воду, так нужную для упругости и плотного прилегания геля. Все эти дополнительные свойства кислотного аккумулятора увеличивают срок службы аккумуляторов.

Однако система отлично работает в определенных условиях. Гель – структура искусственная. Для ее поддержания требуются особые условия:

• При температуре эксплуатации начиная от 40 0 гель начинает деструкцию, а при 60 0 становится текучим. Масса в гелевых аккумуляторах начинает медленно оплывать с электродов, превращаясь в жидкость. Изменения необратимые.
• Если аккумулятор долго держать на морозе выше -30 0 , гелевая масса превратится в кристаллы чешуйкам. Растаявшая, она станет жидкостью.
• На каждом изделии стоит величина предельного напряжения, до которого гель сохранит структуру. Превышение напряжения спровоцирует интенсивное газоотделение, нагрев, и масса разрушится.

Из сказанного следует, главным врагом гелевого аккумулятора является высокая и низкая температура. Перезаряд способствует разрушению именно из-за вскипания в банках.

Гелевые тяговые аккумуляторные батареи предназначены для эксплуатации на лодочных моторах, мотоциклах, в складском хозяйстве на погрузчиках и штабелерах. Основное их достоинство – терпимость к глубокой разрядке в силу особенностей конструкции.

Эксплуатация гелевых аккумуляторов для инвалидных колясок

В инвалидных колясках устанавливают стационарные ИПБ. Их специфика как раз отвечает условиям эксплуатации. Характеристики на изделие, выданные производителями для буферного использования, отличаются в случае циклического применения. Режим эксплуатации «заряд-разряд-заряд» для гелевых аккумуляторов тяжелый, поэтому не все изделия подходят к установке на коляски. Лучшими для колясочников считают модели гелевых аккумуляторов LEOCH серий LPCG и LPGS, для тяжелых режимов, гелевые, производитель Китай.

Коляска использует два аккумулятора, напряжением 12 В соединенные последовательно. Чем тяжелее батареи, тем большей емкостью они обладают. Подбирать нужно изделия в паре, с одинаковыми параметрами, а лучше, из одной партии.

Для того чтобы эксплуатация гелевых батарей не принесла разочарования, следует соблюдать определенные правила. Перед первым использованием емкость обоих изделий необходимо выровнять, работают они в последовательной схеме, отключаются по «слабейшему».

Специалисты предлагают заряжать аккумуляторы еженощно, независимо от того, сколько использовалось энергии. Аккумулятор вынесет тем больше циклов заряда, чем меньше диапазон разряда.

Оставляя коляску без использования на длительное время, аккумуляторы нужно зарядить полностью и отсоединить одну из клемм, тем самым разорвав цепь.

Видео

Предлагаем видео с обзором гелевого аккумулятора

Зарядка гелевых аккумуляторов

Любые элементы питания аккумуляторного типа требуют регулярного восстановления заряда. Не каждый знает, как зарядить гелевый аккумулятор. Специфический электролит требует применения особых способов восстановления емкости. Соблюдение некоторых правил поможет избежать выхода элемента из строя.

Что представляют собой гелевые аккумуляторы?

Гелевая АКБ представляет собой продукт преобразования классической батареи. Жидкий наполнитель был заменен гелеобразным. Принцип действия не отличается от такового у привычных кислотно-свинцовых аккумуляторов.

Существует 2 варианта изготовления таких элементов питания:

1. Технология GEL. В таком случае используется микропористый сепаратор, наполненный силикагелем.
2. Технология AGM. Корпус содержит стекловолокно, пропитанное кислотным составом. Этот же материал выполняет функции сепаратора.

Произведенные по этим технологиям изделия используются в автомобиле- и судостроении. От них питаются приборы, требующие бесперебойного энергоснабжения. АКБ с гелеобразным наполнителем в автомобили устанавливаются редко.

Однако они пользуются спросом среди владельцев мотоциклов и мопедов. Аккумулятор служит не менее 10 лет. Он исправно работает в любом положении. Герметичность корпуса препятствует подтеканию электролита.

Преимущества

К преимуществам гелевых источников питания относятся такие качества:

1. Высокая сила пускового тока. Гелевый наполнитель плотно прилегает к свинцовым электродам. Это выручает пользователя в зимнее время.
2. Невозможность утечки кислотного состава. При незначительном повреждении корпуса электролит не выводится наружу.
3. Разнообразие вариантов установки. Батарею можно размещать на горизонтальной, наклонной или вертикальной поверхности. Подобное объясняется отсутствием жидкого наполнителя.
4. Безопасность. Аккумулятор не выделяет ядовитых или взрывоопасных паров.
5. Подача тока стабильной силы и напряжения. Параметры не изменяются даже при падении уровня заряда до 30%.
6. Длительный срок службы. АКБ выдерживает до 700 циклов разряда и заряда. Некоторые модели не утрачивают емкость даже после 1000 зарядок.
7. Нечувствительность к перепадам температур. При нагревании или охлаждении гелеообразный электролит сохраняет свойства.

Недостатки

К отрицательным качествам GEL-аккумуляторов относятся такие моменты:

1. Необходимость соблюдения правил эксплуатации. Только так можно продлить срок службы батареи. Элемент питания нужно правильно заряжать и подготавливать к хранению.
2. Необходимость использования автоматических зарядных устройств, регулирующих напряжение и силу тока.
3. Увеличенная, по сравнению с классическими АКБ, стоимость.

Можно ли заряжать гелевый аккумулятор обычным зарядным устройством?

Использовать обычное ЗУ нежелательно. Подключение такого прибора напрямую способно вывести аккумулятор из строя без возможности ремонта. При подаче тока высокой силы гель начинает плавиться. Сжиженный наполнитель не может вернуться в изначальное состояние. Он продолжает расплавлять оставшийся гель.

При зарядке гелиевой АКБ классическим ЗУ могут возникать и такие проблемы:

1. Прекращение набора заряда при достижении показателя в 90%.
2. Невозможность тонкой настройки параметров. Заставить батарею принимать ток неподходящей мощности не получится.
3. Перегрев АКБ. В таком случае нужно сразу отключать ЗУ. При использовании неавтоматического прибора пользователю придется отслеживать процесс зарядки.

Каким зарядным устройством пользоваться?

Зарядное устройство для гелевого аккумулятора должно иметь такие характеристики:

1. Возможность настройки тока и напряжения заряда. Это позволит избежать повреждения гелевого наполнителя и пластин.
2. Наличие функции температурной компенсации.
3. Диапазон рабочих температур в пределах +5…+40°С.
4. Автоматический контроль процесса. Зарядка протекает в 3-4 этапа, контролируемых блоком управления.

Основные правила безопасной зарядки

При восстановлении мощности аккумулятора с гелеобразным наполнителем нужно соблюдать такие правила:

1. Степень заряженности требуется проверять каждые 2-4 недели. Сделать это самостоятельно можно, используя мультиметр. Нужно завести двигатель и подсоединить щупы прибора к клеммам АКБ.
2. Необходимо соблюдать лимит напряжения. Этот показатель не должен превышать 14,5 В. В процессе зарядки параметр изменяется. Чем глубже разряд, тем выше сила тока. По мере восстановления заряда показатели снижаются. Превышение допустимых уровней приводит к расплавлению и закипанию электролита.
3. Не стоит пытаться вскрыть корпус в случае закипания наполнителя. Это может привести к взрыву батареи и травмированию пользователя.

Как заряжать гелевый аккумулятор?

Зарядку нужно выполнять с помощью специальных устройств. При этом нужно правильно устанавливать основные параметры.

Важные параметры и особенности

Интервалы между процедурами должны составлять не менее 6 месяцев. Необходимо восстанавливать энергетический потенциал АКБ полностью. В противном случае емкость батареи со временем снизится. Восстановить этот показатель достаточно сложно.

Длительность цикла зарядки зависит от емкости элемента питания и тока заряда. Первый параметр делят на второй. При емкости 60 А/ч и силе тока 0,6 А длительность цикла составляет 10 часов. Специальные зарядные устройства подают сигнал о завершении процедуры.

Порядок зарядки по шагам

Зарядку гелевой аккумуляторной батареи выполняют так:

1. Включают зарядное устройство и замеряют силу тока. Это поможет выбрать оптимальный режим работы.
2. АКБ заряжают током той силы, которая была вычислена устройством автоматически.
3. Через 2-3 часа зарядку прерывают. Это помогает избежать перегрева корпуса.
4. Дождавшись остывания аккумулятора, процедуру возобновляют, снижая силу тока. Нельзя забывать о необходимости замера параметра в период охлаждения аккумулятора. Если упустить этот момент, ЗУ отключается автоматически, цикл не возобновляется.
5. При достижении необходимой силы тока устройство отключают. Неавтоматические приборы продолжают функционировать. Специальные ЗУ оснащены регуляторами, предотвращающими расплавление геля при нагреве батареи.

Инструкция по зарядке АКБ для мотоцикла

Аккумулятор снегохода или мотоцикла от источника питания автомобиля отличается меньшей емкостью. Универсальное автомобильное ЗУ не выдает малые токи.

Для зарядки АКБ мотоцикла используют интеллектуальные устройства, например Benton BX. Аккумулятор обследуют с помощью мультиметра.

Прибором замеряют напряжение на клеммах. Нормальным считается показатель в 12,7 В. При более низком значении гелевый аккумулятор требует подзарядки.

Для продления срока службы элемента питания зарядку проводят раз в 2 месяца. После длительного хранения заряд восстанавливают в течение 12-14 часов, подавая ток, равный 10% емкости. Нельзя отключать зарядное устройство до полного восстановления мощности. Нужно следить за температурой корпуса аккумулятора.

Какой уход требуется гелевому аккумулятору?

Нельзя пользоваться транспортным средством до полного разряда батареи. При снижении заряда элемент питания функционировать не прекращает. Однако емкость снижается, из-за чего АКБ не сможет принимать нужное количество энергии. Необходимо приобрести мультиметр и всегда держать его при себе. Это поможет вовремя обнаружить разряд аккумулятора, подключить ЗУ и произвести подзарядку.

Дополнительно рекомендуется выполнять такие действия:

• регулярно очищать корпус батареи от пыли и грязи;
• раз в 3 месяца полностью разряжать и заряжать АКБ;
• контролировать правильность подключения клемм.

Как продлить период работы устройства?

Несмотря на то что гелевая АКБ 12 Вольт является необслуживаемой, продлить срок ее службы можно. Реанимировать вздутый аккумулятор нельзя, его утилизируют. Гель в таком случае отделяется от пластин, выработка энергии становится невозможной. Обнаружить внутренние повреждения сложно. К ним относят износ стекловолокна, электродов или электролита.

При подсыхании наполнителя восстановление возможно. Для этого удаляют пластиковую крышку, снимают резиновые клапаны. С помощью шприца в каждую банку вливают по 2 мл очищенной воды. Жидкость должна незначительно закрывать пластины. После увлажнения геля излишки воды выкачивают шприцем. Колпачки и крышку возвращают на место.

Эксплуатация гелевых аккумуляторов

Общие положения

Свинцово-кислотные аккумуляторы изготовлены по технологии с внутренней рекомбинацией воды, поэтому не требуют обслуживания в течение всего срока службы. В качестве электролита используется загущенная серная кислота в виде геля, что обеспечивает устойчивость аккумуляторов к глубоким разрядам и высокую температурную стабильность.

Расчетный срок службы составляет 12 лет.

Гелевые аккумуляторы предназначены для работы, как в буферном, так и в циклическом режимах.

Конструкция:

• Полностью герметичная конструкция, утечка электролита невозможна.
• Система внутренней рекомбинации газа, нет необходимости в доливе воды.
• Моноблоки снабжены регулирующими клапанами для обеспечения выпуска газа, при превышении внутреннего давления выше допустимого уровня.
• Нет ограничений на перевозку воздушным, железнодорожным или автотранспортом.

Конструкция гелевого аккумулятора

Химическая реакция и механизм рекомбинации:

Химическая реакция, протекающая в аккумуляторе при заряде/разряде, описывается формулой:

PbO₂ + 2H₂SO₄ + Pb Разряд/Заряд PbSO₄ + 2H₂O

При заряде кислород, проходя через сепаратор от положительной пластины, вступает в реакцию с активным веществом отрицательной пластины с образованием оксида свинца:

2Pb + O₂ —> 2PbO

Оксид свинца, в свою очередь, вступает в реакцию с серной кислотой:

2Pb + 2H₂SO₄ —> 2PbSO₄ + 2H₂O

Сформировавшийся на отрицательной пластине сульфат свинца восстанавливается кислородом до свинца с образованием серной кислоты:

2PbSO₄ + 2H₂ —> 2Pb + 2H₂SO₄

Если упростить описанные выше уравнения, то получается следующее:

2H₂ + O₂ —> 2H₂O

Разрядные характеристики

На рисунке ниже приведены кривые разряда гелевых аккумуляторов постоянным током до определенного конечного напряжения. Разряд до напряжения ниже указанного снижает емкость и срок службы свинцово-кислотных батарей.

Разрядные кривые постоянным током при 25°С

Заряд

Правильный заряд является одним из важнейших условий успешной работы свинцово-кислотных батарей с автоматическим регулированием внутреннего давления. Правильный выбор зарядного устройства влияет самым непосредственным образом на производительность и срок службы батарей.

Заряд постоянным напряжением

Заряд постоянным напряжением – наиболее часто применяемый метод. На рисунке ниже показаны зарядные характеристики гелевого аккумулятора при заряде их постоянным напряжением 2,40 В/ячейку при начальных значениях тока 0,3 СА.

График заряда постоянным напряжением при 25°С

• Для гелевых аккумуляторов диапазон зарядного напряжения буферного режима установлен в диапазоне 2,23–2,28 В/эл-т (при 25°С).
• Для циклического режима диапазон зарядного напряжения установлен в диапазоне 2,38–2,42 В/эл-т (при 25°С).
• Аккумуляторы гелевые не требуют уравнительного заряда. Буферного напряжения достаточно, чтобы поддержи-вать моноблоки в полностью заряженном состоянии.

Гелевые аккумуляторные батареи можно купить в интернет-магазине Реалсолар:

Аккумулятор Delta
GEL 12-100

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 100Ач 12В

Аккумулятор Delta
GEL 12-200

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 200Ач 12В

Аккумулятор Delta
GX 12-100

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 100Ач 12В

Аккумулятор Delta
GX 12-200

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 200Ач 12В

Двухстадийный заряд при постоянном напряжении

Этот метод является одним из наиболее эффективных и рекомендуется для быстрого заряда свинцово-кислотных батарей с автоматическим регулированием внутреннего давления и поддержания их в полностью заряженном состоянии (буферный режим). Характеристики зарядного устройства для двухстадийного заряда постоянным напряжением приведены на рисунке ниже:

Зарядные характеристики двухстадийного зарядного устройства

На стадии «А» ток ограничен величиной 0,3 СА, а напряжение на клеммах батареи растет. На стадии «В» зарядный ток начинает падать, а напряжение стабилизируется на уровне 2,40 В/эл-т. На этой стадии уровень заряда аккумулятора достигает 80%. При достижении зарядным током уровня «точки переключения Y» зарядная цепь переключается на стадию «С», где зарядное напряжение падает с 2,40 до 2,25 В/эл-т, а ток плавно снижается практически до нуля. Зарядное устройство переходит в буферный режим.

Напряжение заряда зависит от температуры окружающей среды и должно регулироваться в соответствии с графиком показанном на рисунке ниже:

Зависимость зарядного напряжения от температуры окружающей среды

Напряжение заряда (на элемент) в буферном режиме вычисляется по формуле:
U_заряда = 2,25 + (25 – (t + grad t +1)) · 0,0033
Напряжение заряда (на элемент) в циклическом режиме вычисляется по формуле:
U_заряда = 2,40 + (25 – (t + grad t +1)) · 0,005

где t – температура окружающей среды, °С
grad t – температурный градиент аккумуляторного шкафа, °С. При установке на открытые стеллажи grad t = 0.

Хранение и срок службы

Гелевые аккумуляторы могут храниться без подзаряда в течение 1 года в сухом помещении при температуре окружающей среды от –35° до +60°С.

Гелевые аккумуляторы рассчитаны на работу в буферном режиме работы в течение пяти лет (при 25°С). На рисунке ниже показана зависимость доступной емкости гелевого аккумулятора от времени. Газы, генерируемые внутри аккумулятора, непрерывно рекомбинируют и возвращаются в водную составляющую электролита. Потеря емкости и конец службы аккумуляторов наступают в результате постепенной коррозии электродов.

Срок службы в буферном режиме работы

Срок службы аккумуляторов в циклическом режиме работы зависит от целого ряда факторов.

Наиболее существенными из них являются рабочая температура окружающей среды, скорость разряда, глубина разряда и способ заряда. На рисунке ниже показано влияние глубины разряда на количество циклов работы гелевых аккумуляторов при циклическом режиме.

Срок службы в циклическом режиме работы

По мере повышения температуры электрохимическая активность аккумулятора возрастает, а при понижении – падает. Поэтому при увеличении температуры окружающей среды емкость аккумулятора увеличивается, а при понижении температуры – уменьшается. Рисунок ниже демонстрирует влияние температуры на доступную емкость гелевых аккумуляторов.

Зависимость емкости от температуры окружающей среды при различных токах разряда

Температура окружающей среды является важным фактором, влияющим на срок службы аккумуляторов. При повышении температуры увеличивается скорость коррозии пластин, вследствие чего уменьшается срок службы. На рисунке ниже показана зависимость срока службы гелевых аккумуляторов от температуры окружающей среды.

Зависимость срока службы в буферном режиме от температуры окружающей среды

Свинцово-кислотные аккумуляторы обладают саморазрядом, вследствие чего при хранении их доступная емкость со временем уменьшается.

Этот процесс описан графиком на рисунке:

Зависимость емкости от времени хранения

Если аккумуляторы хранились в течение длительного периода времени, необходимо перед пуском в эксплуатацию провести их подзарядку.
При сроке хранения до 6 месяцев подзарядка должна осуществляться в течение 4-6 часов постоянным током 0,1 СА, либо 15-20 часов постоянным напряжением 2,40 В/эл-т.
При сроке хранения свыше 6 месяцев подзарядка должна осуществляться в течение 8-10 часов постоянным током 0,1 СА, либо 20-24 часов постоянным напряжением 2,40 В/эл-т.

Рекомендации по монтажу:

• Аккумуляторы предназначены для установки на изолированных стеллажах или в специальных батарейных шкафах в вертикальном положении. Допускается установка аккумуляторов в горизонтальном положении при вертикальном расположении пластин. Помещения не требуют принудительной вентиляции.
• Если отнивелированность элементов не обеспечивается непосредственно самим способом установки, то необходимо с помощью чалика (нивелировочного шнура) отнивелировать элементы. Расстояние между соседними боковыми стенками двух моноблоков (монтажная длина) задается длиной перемычек. При относительно длинных рядах монтируемых моноблоков рекомендуется начинать нивелировку монтажной длины с середины монтируемого ряда моноблоков, для того чтобы можно было в оба конца сглаживать набегающие допуски. Рекомендуемая минимальная величина воздушного зазора между аккумуляторами составляет от 5 до 10 мм.
• Взаимоподключение единичных аккумуляторов осуществляется с помощью жестких изолированных перемычек, которые привинчиваются к полюсам или гибких кабельных перемычек. Перемычки привинчиваются с помощью динамометрического ключа. Осуществлять следующий крутящий момент 20 Нм ± 1 Нм.
• Если используются две или более групп батарей, соединенных параллельно, то провода, кабели и шины, посредством которых эти батареи подключаются на нагрузку, должны быть одинаковой длины и обладать одним и тем же сопротивлением.

Последовательность монтажа аккумуляторов в батарею:

• Соедините положительную клемму первого аккумулятора с отрицательной клеммой второго аккумулятора. Таким образом, соедините все аккумуляторы в группе (под группой понимается набор аккумуляторов на одном ярусе или в одном ряду стеллажа).
• Соедините аналогично п.1 аккумуляторы в остальных группах (если таковые имеются).
• Подключите «земляной» вывод зарядного устройства или нагрузки к отрицательной клемме (если «земля» – отрицательная) последнего аккумулятора или последней группы.
• Если имеются группы, соедините их между собой, начиная с последней (подключенной к «земляному» выводу).
• В заключение, подключите положительную клемму первого аккумулятора или первой группы к положительному выводу зарядного устройства или нагрузки.
• После окончания монтажных работ аккумуляторы необходимо пронумеровать, а наружные поверхности клемм, перемычек и узлов соединения смазать тонким слоем технического вазелина или синтетического солидола.

Рекомендации по эксплуатации:

Свинцово-кислотные гелевые аккумуляторы предназначены для эксплуатации в закрытых помещениях с естественной вентиляцией, в том числе в помещении с технологическим оборудованием и обслуживающим персоналом, при температуре от -20°С до +60°С. Диапазон температуры хранения аккумуляторов от –35°С до +60°С.

Аккумуляторы поставляются предприятием-изготовителем в заряженном состоянии, заполненные электролитом и готовыми к эксплуатации.

Не рекомендуется установка аккумуляторов вблизи источников тепла. Поскольку аккумуляторы могут генерировать воспламеняющиеся газы, запрещается их установка вблизи оборудования, которое может давать электрический разряд в виде искр.

Запрещается установка и эксплуатация аккумуляторов в атмосфере, содержащей пары органических растворителей или адгезивов или контакт с ними.

Чтобы максимально повысить срок службы аккумуляторов, среднее значение тока пульсаций любого происхождения, протекающего через аккумулятор, не должно превышать 0,1 СА, а стабилизация зарядного напряжения должна быть в пределах 1%.

Очистку корпуса аккумуляторов всегда рекомендуется производить с помощью кусочка ткани, смоченного водой. Никогда не используйте для этих целей масла, органические растворители, такие как бензин, разбавители для краски и др.

Запрещается разбирать аккумулятор. В случае попадания электролита в глаза или на кожу, необходимо сразу промыть пораженный участок сильной струей чистой проточной воды и немедленно обратиться к врачу.

Прикосновение к токопроводящим частям аккумулятора может повлечь за собой электрический удар. Работу по проверке или обслуживанию аккумуляторов необходимо проводить в резиновых перчатках.

Использование разнородных аккумуляторов (различных емкостей, с различной историей применения, различной давностью изготовления и происходящих от разных изготовителей), может нанести ущерб, как самой батарее, так и связанному с ней оборудованию.

Гелевые аккумуляторы

Автономным источником электрической энергии, благодаря которой осуществляется пуск двигателя автомобиля, является аккумуляторная батарея. От ее технических параметров и способности долгое время противостоять саморазряду, зависит четкость «холодного» запуска силового агрегата, надежность и бесперебойность функционирования бортовой электросети транспортного средства. Поэтому выбор автомобильного аккумулятора является актуальной и важной задачей, правильное решение которой позволяет существенно повысить эксплуатационную привлекательность автомобиля, удобство и комфорт его использования.

На подавляющем большинстве современных легковых автомобилей, в качестве стартового аккумулятора, используются батареи свинцово-кислотного типа. Благодаря современным производственным технологиям, аккумуляторные батареи (АКБ) с кислотным электролитом обладают неплохими эксплуатационными характеристиками, имеют достаточно долгий период эксплуатации. Но внедрение новых разработок в области химических источников электрической энергии привело к тому, что на рынке появилась весомая альтернатива – аккумуляторы гелевого типа.

Устройство гелевого аккумулятора

Принцип действия и конструкция гелевых аккумуляторов схожи с «классическими» аккумуляторами, где в качестве электролита выступает смесь дистиллированной воды и серной кислоты. Основное отличие заключается в том, что в гелевых АКБ электролит имеет гелеобразную консистенцию. Иммобилизация электролитического состава достигается посредством добавления в серную кислоту особого силиконового наполнителя на основе двуокиси кремния.

Аккумуляторные батареи могут иметь спиральную или плоскую конфигурацию свинцовых электродов. Корпус, в котором размещены банки со свитыми в рулон свинцовыми элементами, представляет собой несколько соединенных цилиндрических блоков. В качестве материала для производства корпусов любых видов гелевых аккумуляторов используется исключительно высокопрочный пластик.

Технология AGM

В переводе на русский язык аббревиатура AGM (absorptive glass mat) переводится как впитывающее стекловолокно. Эта расшифровка позволяет понять ключевой принцип, заложенный в основе конструкции аккумуляторных батарей, изготовленных по технологии AGM. Между свинцовыми электродами, плоскими или спиральными, располагается сепараторная ткань, пропитанная кислотным электролитом. Микропоры в стекловолокне заполнены кислотным составом не полностью – это позволяет оставить свободное пространство для рекомбинации газов, выделяемых в процессе химической реакции свинца с серной кислотой.

Основными достоинствами AGM-аккумуляторов являются:

• высокая прочность, герметичность и виброустойчивость;
• отсутствие риска протекания и выплескивания электролита наружу;
• долговечность;
• сравнительно высокая емкость АКБ, особенно у батарей, имеющих спиральную конструкцию электродов;
• невысокая стоимость (по сравнению с аккумуляторами GEL-технологии).

Технология GEL

Суть данной технологии, реализованной в аккумуляторных батареях нового типа, заключается в том, что функции жидкого электролита выполняет гелеобразная масса. Вязкая консистенция электролита позволяет ему не растекаться и не вытекать, даже в случае сквозного повреждения корпуса батареи. Электролит в виде геля не склонен к испарению. Вязкая субстанция плотно прилегает к поверхности электродов, что не только позволяет улучшить качество генерации электрической энергии, но и защищает пластины от окисления – повышается эффективность работы и срок службы аккумулятора.

Эксплуатация и зарядка гелевых аккумуляторов

Эксплуатация автомобильных гелевых аккумуляторов не требует выполнения каких-либо особых условий. Корпуса АКБ и их конструкция характеризуются высокой прочностью и надежностью. Но, как и все аккумуляторы, батареи гелевого типа требуют периодической подзарядки. Если идет речь о пусковых автомобильных аккумуляторах, то особое значение имеют характеристики бортовой электрической сети, особенно система подзарядки. Аккумуляторы с гелевым электролитом должны применяться в таких условиях, когда бортовая электросеть автомобиля способна поддерживать высокую стабильность подачи и точность параметров зарядного тока.

Напряжение в бортовой системе подзарядки автомобиля, на котором установлен гелевый аккумулятор, не должно скачкообразно меняться, особенно в большую сторону. Работа генератора и реле-регулятора напряжения должна обеспечивать стабильный заряд АКБ напряжением не выше 14,4 вольт. Импульсные скачки напряжения, вполне допустимые при эксплуатации «жидких» аккумуляторов, выводят гелевые батареи из строя. Перезаряд АКБ гелевого типа приводит к избыточному газообразованию, увеличению электролита в объеме, следствием чего является разрушение батареи и полный выход ее из строя.

При эксплуатации гелевых автомобильных аккумуляторов следует придерживаться следующих правил:

• бортовая электроника должна обеспечивать стабильный зарядный режим: напряжение не выше 14,4 В, отсутствие импульсных скачков;
• зарядные устройства, применяемые для зарядки гелевых аккумуляторов, как пусковых, так и тяговых, должны обеспечивать стабильный процесс зарядки током, сила которого не превышает 0,1 емкости АКБ;
• при достижении уровня заряда в 14,4 должен включаться режим стабилизации напряжения;
• избегать эксплуатации в режиме экстремально низких температур: гелевый электролит застывает и эксплуатационные характеристики аккумулятора (емкость и пусковой ток) значительно снижаются.

Вывод: гелевые аккумуляторы чрезвычайно чувствительны к нарушению режима подзарядки – для них особенно критичен перезаряд.

Преимущества и недостатки АКБ гелевого типа (GEL и AGM)

Автомобильные гелевые аккумуляторы все чаще можно заметить под капотом автомобиля вместо «классических» АКБ, заполненных жидким электролитом. Такая популярность объясняется наличием у данного типа батарей целого ряда достоинств, среди которых наиболее очевидными являются следующие:

• батарея не требует специального обслуживания;
• чрезвычайно прочный и герметичный корпус, способность работы практически в любом положении (гель-электролит не вытечет);
• устойчивость к глубокому разряду: выдерживают около 400 циклов полной разрядки-зарядки;
• высокий пусковой ток;
• широкий диапазон эксплуатационных температур (критически низкие – не желательны);
• длительный срок службы (до 10 лет).

К недостаткам гелевых аккумуляторов можно отнести:

• относительно высокая стоимость (по сравнению с традиционными свинцово-кислотными);
• полная непереносимость короткого замыкания (КЗ) полюсов, даже очень кратковременного: любое КЗ моментально выводит батарею из строя;
• высокие требования к стабильности токовых характеристик зарядного устройства: очень чувствительны к превышению тока заряда;
• требуют адаптированной бортовой системы подзарядки (генератора, регулятора напряжения).

Положительный баланс полезных свойств аккумуляторов, выполненных по технологии AGM и GEL, позволяет с уверенностью говорить об отличных перспективах данного типа автономных источников электрической энергии.

Источники:

https://akkumulyatoravto.ru/vybor-akb/vidy/gelevye-plyusy-minusy-zaryadka.html
https://batts.pro/ekspluatatsiya-gelevyih-akkumulyatorov/
https://3batareiki.ru/akkumulyatory/zaryadka-gelevyh-akkumulyatorov
https://realsolar.ru/article/blog-akkumbattery/ekspluataciya-gelevyh-akkumulyatorov/
https://avtonam.ru/useful/gelevye-akkumulyatory/