что лучше гелевый или кислотный аккумулятор
Особенности гелевого аккумулятора, его отличия от свинцово-кислотного
В последнее время автолюбители часто задаются вопросом, чем хороши гелевые аккумуляторы и насколько будет оправданным именно такое приобретение для автомобиля. Благодаря активным рекламным кампаниям со стороны производителей этой разовидности АКБ, многие считают их самыми лучшими и желают купить, невзирая на их довольно высокую стоимость. Также начинающие водители интересуются тем, какой аккумулятор лучше, гелевый или кислотный. Поэтому лучше всего будет подробно рассказать о характеристиках гелевых аккумуляторов именно в их сравнении со свинцово-кислотными АКБ.
Вспоминаем кислотные аккумуляторы
Для начала не помешает вкратце вспомнить о том, как устроена свинцово-кислотная батарея. Внутри нее находится пакет пластин, имеющих минусовой и плюсовой полюса, а между пластинами — пластиковая проложка, не дающая им замыкаться друг с другом. Итого — 6 стандартных «банок» и 6 пакетов пластин, залитые жидким электролитом.
Электролит имеет следующий состав: 35% серной кислоты и 65% дистиллированной воды. Именно электролит, взаимодействуя со свинцовыми пластинами, позволяет накапливать заряд. Вода поглощается, плотность кислоты растет.. Таким образом происходит накопление заряда внутри кислотных АКБ с выходным напряжением 12 вольт.
Когда происходит разряд такой батареи, серная кислота оседает на свинцовых пластинах, и в аккумуляторе становится больше воды. Если она относится к категории обслуживаемых, в нее можно залить свежий электролит для восстановления рабочих характеристик.
Плюсы и минусы кислотной аккумуляторной батареи
Плюсы:
Минусов у них, все-таки, больше:
Гелевые аккумуляторные батареи с выходным напряжением 12 В имеют бесспорные преимущества перед свинцово-кислотными. Особенно в плане безопасности. Рассмотрим вначале их главные особенности и химическую структуру.
Как устроен гелевый аккумулятор
Устройство гелевого аккумулятора значительно отличается от устройства его кислотного предшественника. Главное отличие — вместо жидкости внутри находится плотная структура в виде геля. Такая структура обеспечивается тем, что в электролит добавляется оксид кремния.
Гель выполняет и роль сепаратора (разделителя) между пластинами во избежание короткого замыкания между ними. Он плотно «держит» электролит и пластины, как бы запечатывая их внутри себя. Все это выглядит для покупателя очень заманчиво. Но перед тем, как приобретать гелевый аккумулятор для авто, плюсы и минусы такого варианта также не помешает рассмотреть более подробно.
Достоинства и недостатки гелевых батарей
Плюсы:
Однако, несмотря на все преимущества, минусы у таких аккумуляторов тоже есть:
Последний пункт из разряда «минусов» нуждается в дополнительном разъяснении. Будет полезно узнать и учесть определенные особенности устройства отечественных автомобилей. Точнее, слабость конструкции их реле-регуляторов, которые могут выйти из строя в любое время. Если это произойдет, и системы контроля напряжения не будет, гелевая АКБ безвозвратно потеряет свою пригодность к работе. Для этого и нужны защитные клеммы с дополнительным реле-регулятором, который возьмет на себя функции «местного» реле в случае, если его исправность будет нарушена.
«Кислотник» или «гель»?
Ответ на данный вопрос кроется, большей частью, в финансовых возможностях и личных предпочтениях покупателя. Взвесив свои финансы, можно понять, что будет являться наиболее предпочтительным. С одной стороны, не стоит бояться обслуживаемых вариантов аккумуляторов. Современные кислотные батареи бывают и частично обслуживаемыми: просто заправьте их раз в год дополнительной порцией электролита, либо дистиллированной воды.
Однако для того, чтобы определить плотность жидкости внутри АКБ, нужен определенный опыт, знания и навыки. К тому же, необходимость даже такого контроля на современном этапе приемлют не все водители.
Если потребителя не смущает высокая стоимость гелевой батареи, можно приобрести ее и спокойно ездить. Но важно не забыть о дополнительном реле-регуляторе, без которого такой аккумулятор устанавливать нельзя. Особенно, если речь идет об автомобилях отечественного производства.
Проверяем батарею при покупке
Нагрузочной вилкой
Итак, если решение о приобретении гелевой АКБ принято окончательно, следует знать о том, как проверить гелевый аккумулятор непосредственно перед его приобретением в магазине. Речь идет об обязательной проверке с помощью нагрузочной вилки, которую должен уметь проводить любой продавец. Не стоит покупать АКБ без надлежащей проверки ее работоспособности.
В случае, если U «проседает» до 8 В и ниже, а потом восстановления не происходит, такую батарею покупать не рекомендуется. Это означает то, что она, скорее всего, долго пролежала на складе без использования, и уровень ее емкости значительно упал.
Цифровым вольтметром
В процессе эксплуатации гелевой батареи важно проведение самостоятельной диагностики уровня ее напряжения — для того, чтобы не пропустить того момента, когда она будет нуждаться в том, чтобы зарядиться:
Зарядка гелевого аккумулятора
Чтобы зарядить гелевый аккумулятор, нужно:
Если ваши финансовые возможности позволяют приобрести гелевый аккумулятор, при соблюдении определенных правил его экплуатации он оправдает свою стоимость и даже приобретение дополнительного реле. Важно знать специфику батарей такого типа и не относиться к ним слишком беспечно, несмотря на «необслуживаемость», наличие которой не отменяет бережного и внимательного отношения к АКБ любого типа.
Какой аккумулятор лучше: гелевый, кислотный или AGM?
Рано или поздно каждый автовладелец сталкивается с необходимостью замены аккумулятора. И, вроде бы, в этом нет ничего сложного — покупай новый и ставь на место старого. Но, придя в магазин, автолюбитель сталкивается с проблемой: какую АКБ выбрать? Ассортимент пестрит разнообразными моделями, отличающимися не только фирмой-производителем и ценой, но и устройством.
Сегодня на рынке представлено три разновидности батареи: кислотная, гелевая, AMG. Несмотря на то что принцип работы источников питания одинаковый, между ними есть некоторые отличия. Эти черты наделяют батареи особыми свойствами, достоинствами и недостатками, на которые необходимо обращать внимание при выборе подходящей модели.
Свинцово-кислотные АКБ с жидким электролитом
Эта самая широко распространённая разновидность автомобильных АКБ. Её конструкция и принцип функционирования почти не подверглись изменениям с момента изобретения.
Особенности устройства и принцип работы
В корпус заключено шесть банок, которые отделены друг от друга. В каждый из промежутков помещены свинцовые полоски, залитые электролитом. Пластины отличаются полярностью — положительный катод и отрицательный анод.
Помимо свинца, они могут содержать другие элементы, например кремний или сурьму. Между пластинами располагаются сепараторы — разделительные прокладки с пористой структурой. Они предназначены для защиты устройства от короткого замыкания (КЗ). Каждый отсек выдаёт напряжение около 2 В. Получается, что суммарная мощность всех банок составляет 12 В.
Справка. Электролит (католит) — смесь соляной или серной кислоты и дистиллированной воды, в соотношении 35%:65%.
Внутри банок протекает постоянная химическая реакция между PbO2, из которого состоят пластинки, и HCl или H2SO4. Расходуемая кислота при этом испаряется, а плотность раствора снижается — происходит разряд батареи. Чтобы запустить обратный процесс, аккумулятор подключают к внешнему зарядному устройству или генератору.
Преимущества и недостатки
Большая популярность свинцово-кислотных аккумуляторов объясняется рядом положительных характеристик:
Не обошлось и без недостатков:
Справка. Первый свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор появился в 1859 году.
Особенности гелевых АКБ
Принцип работы гелевых разновидностей аналогичен свинцовому варианту. Разница заключается в том, что используемый для химической реакции раствор находится не в жидком, а гелеообразном состоянии. Такая структура достигается за счёт добавления смеси силикатного геля и кремния, который помогает удерживать кислотный раствор внутри ёмкостей. Также он играет роль сепаратора: разделяет полярно заряженные пластинки.
Справка. Пластины в гелевых АКБ изготовлены из чистого свинца без примесей других металлов.
Пластины и гель располагаются плотно друг к другу, благодаря чему достигается низкие значения сопротивления, короткое время зарядки, высокая исходящая мощность.
Преимущества и недостатки
Плюсов у гелевых моделей больше, чем минусов:
Справка. Поскольку доливать дистиллированную воду не требуется, гелевые разновидности относятся к классу необслуживаемых АКБ.
Особенности AGM аккумуляторов
Принцип работы не отличается от прочих разновидностей. Главное отличие кроется в конструкции изделия и структуре электролита. Здесь между полосками из свинца располагается стекловолокно, пропитанное раствором соляной кислоты.
Справка. AMG (Absorbed Glass Mat) переводится как абсорбированное стекловолокно.
Расстояние между полосками здесь минимальное, и весь промежуток занимают волокна, пропитанные раствором кислоты. Благодаря конструкции создаётся невысокое сопротивление, ускоряющее время зарядки и обеспечивающее высокую мощность при отдаче.
Процесс сульфации протекает медленно, потому пластины не разрушаются. Поскольку католит содержится в волокне, вещество не вытекает из корпуса. Газы, образующиеся в результате химической реакции, удаляются через специальные клапаны.
Преимущества и недостатки
Модель обладает обширным списком достоинств:
Выводы: какой аккумулятор лучше
Даже при внушительном количестве достоинств и отличных характеристиках, гелевые и AMG батареи не способны сместить с пьедестала свинцово-кислотных «собратьев». Последние имеют приятную стоимость и полностью справляются с возложенными задачами. Заряда 400 А, выдаваемого аккумулятором, вполне достаточно, чтобы запустить двигатель даже в сильные морозы.
AMG и гелевые модели востребованы в том случае, когда автомобиль напичкан разнообразной электроникой. Именно поэтому современные разновидности чаще применяются в качестве накопителя напряжения, получаемого ветровыми станциями, солнечными батареями или в качестве источника в различных переносных гаджетах.
Гелевый или кислотный аккумулятор? Плюсы и минусы
Известность гелевых аккумуляторов пока не широка в нашей стране. Для западных просторов и США этот вид батарей используется наравне с аналогами на жидком электролите. Производители оборудования на гелеобразном электролите гарантируют его срок службы от 12 до 14 лет, причем указывают на многие другие преимущества. Следует разобраться, в чем именно заключаются эти плюсы, есть ли у батареи недостатки, что соответствует действительности. Для этого целесообразно провести сравнительный анализ АКБ на основе жидкого электролита с гелевым аналогом.
Свинцово-кислотный аккумулятор
Строение данного типа аккумуляторов простое. В корпус из пластика помещаются 6 отдельных изолированных банок. В их полость вносятся поочередно расположенные пластины электродов с разделением диэлектрическими слоями, чтобы не происходило короткого замыкания при возможном соприкосновении. Вся полость заполняется жидкостью, а именно раствором 35% серной кислоты в дистилляте.
В процессе зарядки происходит накапливание электролитом заряда, наблюдается характерное кипение жидкости, свидетельствующее о готовности к эксплуатации в автомобиле. При потреблении электричества от такого АКБ с поверхности свинцовых пластин вырываются атомы этого элемента, серная кислота расщепляется на гидроксильную группу и остальное соединение, образующее со свинцом соли. Последние оседают на противоположно заряженных электродах, принося им заряд.
В процессе многократной зарядки-разрядки количество содержащейся воды в растворе уменьшается, приводя к потере электролитом плотности. Это вызывает падение напряжения на клеммах. Самое важное при зарядке – это не допускать перегрузки высокими токами и напряжением. Такие скачки губительно сказываются на устройстве. С течением времени практически никаких новшеств для батарей данного типа придумано и введено не было. Они успешно продолжают эксплуатироваться на сотнях отечественных транспортных средств.
Плюсы
Среди главных преимуществ, которые присущи кислотно-свинцовому типу аккумулятором, многие специалисты выделяют следующие:
Минусы
Несмотря на невысокую стоимость и хороший срок эксплуатации свинцово-кислотные аккумуляторы обладают следующими недостатками:
Гелевый аккумулятор
За счет внесения в электролит соединений кремния конструкторы добились гелеобразного состояния. От привычных свинцово-кислотных устройств данное оборудование принципом работы не отличается. В отличие от жидких аналогов, гель удерживает большинство газов и воды внутри, что предотвращает испарение в большей мере и позволяет сделать прибор необслуживаемым.
Если сравнивать нагрузочные характеристики обычных батарей с показателями АКБ с заглушенным электролитом, то у жидких аналогов они несколько лучше. Из-за повышенного внутреннего сопротивления гелеобразной массы становится более сложным снятие высоких токов. Также худшая работа наблюдается при коротких режимах с высокими токами. Отличаются большей чувствительностью к температурному режиму среды, которая окружает гелевый аккумулятор. Поэтому они не способны обеспечить стабильное зарядное напряжение.
По всем этим причинам для батареи на гелеобразном электролите требуется особое зарядное устройство, отличающееся от классического, которое должно обеспечивать нестабильность заряда не ниже 1% разноса от подаваемого значения в любую сторону. Это позволит предотвратить большое газоотделение в электролите. В аккумуляторах GEL типа наблюдается более высокая устойчивость к глубоким разрядам. Причем отсутствует потребность в произведении при нормальных условиях эксплуатации обслуживания. При нарушении любого из правил процесс старения батареи запускается невозвратимо и стремительно.
Для использования в качестве автомобильного АКБ гелевых батарей требуется соблюдать в установке электрооборудования высокие требования. Причиной этого считается чувствительность к низкой температуре и резкое снижение из-за нее пускового тока.
В батареях типа AGM используется технология как в свинцово-кислотных, поскольку электролитическая жидкость в таком состоянии и находится. Гелеобразная консистенция достигается за счет введения между электродами специального стекловолокна, удерживающего с помощью капиллярных явлений нужный уровень жидкости. Именно эта особенность существенно отличается такие АКБ от кислотных.
Дозирование электролита производится с возможностью наличия определенного количества свободных пор стекловолокна. Такой подход обеспечивает возможность активной газовой циркуляции и рециркуляции. Это позволяет сделать такие аккумуляторы необслуживаемыми. Не менее важным преимуществом гелесодержащего АКБ считается высокая устойчивость к вибрациям, изменению в пространстве положения. За счет более высокой стойкости к температурным перепадам и связанному состоянию электролита, гелевые батареи считаются более безопасными в процессе эксплуатации.
Плюсы
Главные преимущества данных батарей заключаются в:
Не стоит забывать, что в силу недостаточной информированности, отсутствия в свободной продаже специальных зарядных устройств и отличии техники нашей страны для отечественного применения имеются некоторые недостатки. В большинстве случаев они просто исправляются или решаются.
Минусы
Самыми распространенными недостатками аккумуляторов на гелевом электролите считаются:
Выводы
Выбор аккумулятора остается за водителем. Только он способен адекватно оценить наличие в своем автомобиле нужной электроники, возможность эксплуатации надлежащим образом, способность обеспечения нужного зарядного устройства и вообще актуальность установки гелевого АКБ. Более предпочтительным остается свинцово-кислотный аккумулятор, который демонстрировал свою надежность отечественным автолюбителям уже не одно десятилетие.
Сравнение аккумуляторов: свинцово-кислотные, гелевые и AGM
На текущий момент на рынке представлены три основных вида аккумуляторных батарей: свинцово-кислотные с жидким электролитом, гелевые и AGM. Все они имеют одинаковый принцип работы, но есть существенные различия в устройстве. Эти различия дают им особые характеристики, однако, у каждого типа есть свои недостатки, которые стоит учитывать при выборе АКБ.
Свинцово-кислотные АКБ с жидким электролитом
Этот тип аккумуляторных батарей имеет самое широкое распространение. Их устройство практически не изменилось с момента изобретения в 1859 году.
Устройство и принцип работы
В корпусе батареи расположены шесть изолированных друг от друга отсеков или банок. В каждом из отсеков находятся свинцовые пластины и жидкий электролит. Пластины с положительным и отрицательным зарядом (катод и анод). В свинцовых пластинах могут содержаться примеси сурьмы или кремния. Электролит представляет собой смесь серной кислоты (35%) и дистиллированной воды (65%). Между свинцовыми пластинами находятся пористые пластины-разделители, которые называются сепараторами. Они необходимы для предотвращения короткого замыкания. Каждая банка вырабатывает около 2В, а в сумме получается 12В (последовательное соединение).
Ток в свинцово-кислотных АКБ вырабатывается в результате электрохимической реакции между двуокисью свинца и серной кислоты. При этом расходуется серная кислота, которая распадается. Плотность электролита снижается. При зарядке от ЗУ или от генератора автомобиля происходит обратный процесс (зарядка).
Преимущества и недостатки
Широкому распространению свинцово-кислотных АКБ способствует их простое и надежное устройство. Они выдают довольно высокие стартерные токи для запуска двигателя (до 500А), стабильно работают до 3-5 лет при правильной эксплуатации. Зарядку АКБ можно проводить повышенными токами. Это не нанесет вред ёмкости батареи. Главным плюсом является доступная цена.
Основные недостатки этого типа АКБ связаны с обслуживанием и эксплуатацией. Электролит находится в жидком состоянии. Поэтому есть опасность его протекания. Серная кислота – очень агрессивная жидкость. Также в процессе эксплуатации выделяются едкие газы. Это значит, что АКБ нельзя устанавливать в салоне автомобиля, только под капотом.
Водителю нужно периодически следить за уровнем заряда батареи и плотностью электролита. Если батарею перезарядить, то она закипает. Вода испаряется и ее нужно периодически доливать в отсеки. Используется только дистиллированная вода.
Нельзя допускать падения уровня заряда ниже 50%. Полный разряд гарантированно погубит устройство, так как происходит глубокая сульфатация пластин (образования сульфата свинца).
Хранить и эксплуатировать АКБ нужно в строгом вертикальном положении, чтобы электролит не вытекал, и пластины не замкнули между собой. Замыкание также может произойти и в результате осыпания пластин.
В холодное время года аккумулятор обычно снимают с машины, чтобы он не замерз. Это может случиться с жидким электролитом. Холодная АКБ также хуже работает.
Гелевые АКБ
Гелевые АКБ работают по таким же принципам, что и обычные свинцово-кислотные. Только электролит внутри находится не в жидком, а в гелевом состоянии. Этого удалось добиться в результате добавления силикагеля с содержанием кремния. Силикагель удерживает электролит внутри. Он разделяет положительные и отрицательные пластины, т.е. выполняет функции сепаратора. Для изготовления пластин используется только высокоочищенный свинец без каких-либо примесей. Плотное расположение пластин и силикагеля обеспечивает низкое сопротивление, а следовательно, быстрый заряд и высокие токи отдачи (800-1000А на стартер при запуске).
Наличие силикагеля также дает одно большое преимущество – батарея не боится глубоких разрядов.
Процесс сульфатации в таких АКБ протекает медленнее. Образовавшиеся газы остаются внутри. При слишком интенсивном газообразовании излишки газов выходят через специальные клапаны. Это плохо сказывается на емкости батареи, но не критично. Доливать ничего не нужно. Гелевые АКБ относятся к классу необслуживаемых.
Преимущества и недостатки
Плюсов гелевых АКБ больше, чем минусов. Благодаря тому, что электролит внутри находится в состоянии геля, батарею можно безопасно эксплуатировать практически в любом положении и месте. Ничего не проливается, как это может случиться с жидким электролитом. Даже при повреждении корпуса емкость батареи не снижается.
Срок службы гелевой батареи при правильном уходе составляет около 10-14 лет. Так как процесс сульфатации происходит медленно, пластины не осыпаются, и храниться такая батарея может до 3-х лет без подзарядки и большой потери емкости. В год обычно уходит 15-20% заряда.
Гелевая батарея может выдержать до 400 полных разрядов. Это опять же достигается благодаря состоянию электролита. Уровень заряда быстро восстанавливается.
Низкое сопротивление позволяет отдавать высокие пусковые токи, обеспечивая высокую эффективность работы.
К недостаткам относится чувствительность к перезаряду и короткому замыканию. Поэтому на таких батареях указывают допустимые параметры напряжения при зарядке. Заряжать также нужно напряжением в 10% от емкости батареи. Даже небольшое перенапряжение может привести к ее выходу из строя. Поэтому с такими АКБ рекомендуется использовать специальные зарядные устройства.
На сильном морозе силикагель также может замерзнуть и потерять в емкости. Хотя мороз гелевые АКБ выдерживают лучше, чем обычные АКБ.
Одним из главных недостатков также является высокая стоимость гелевых батарей в сравнении с простыми.
AGM аккумуляторы
Принцип работы AGM аккумуляторов такой же, как у двух предыдущих типов. Главное отличие в устройстве сепараторов и состоянии электролита. Между свинцовыми пластинами находится стекловолокно, которое пропитано электролитом. AGM так и расшифровывается Absorbed Glass Mat или Абсорбированное стекловолокно. Для пластин также используется только чистый свинец.
Стекловолокно и пластины плотно прижаты друг к другу. Электролит удерживается благодаря пористости материала. Создаётся низкое сопротивление, которое влияет на скорость зарядки и высокий ток при отдаче.
Такие батареи также относятся к необслуживаемым аккумуляторам. Сульфатация проходит медленно, пластины не осыпаются. Электролит не течет и практически не испаряется. Излишки газов выходят через специальные клапаны.
Еще одной особенностью AGM батарей является возможность скручивания пластин в рулоны или спирали. Каждый отсек имеет форму цилиндра. Это позволяет увеличить площадь взаимодействия и повысить устойчивость к вибрации. Батареи в таком исполнении можно увидеть у известной марки OPTIMA.
Преимущества и недостатки
AGM аккумуляторы можно эксплуатировать и хранить в любом положении. Корпус герметичен. Нужно следить только за уровнем заряда и состоянием клемм. Храниться устройство может 3 года, при этом теряя только 15-20% заряда в год.
Такие АКБ отдают высокие пусковые токи до 1000А. Это в несколько раз выше обычных.
Полные разряды не страшны. Батарея выдерживает 200 разрядов под ноль, до 500 разрядов на половину и 1000 разрядов на 30%.
AGM батареи лучше всех остальных работают при низких температурах. Даже при сильном морозе характеристики не снижаются. Также хорошо переносят высокие температуры до 60-70°C.
Как и гелевые аккумуляторы, AGM чувствительны к зарядке. Небольшое превышение тока выводит батарею из строя. Выше 15В уже критично. Также нельзя допускать короткого замыкания. Поэтому нужно всегда использовать специальное зарядное устройство.
Стоят AGM батареи в несколько раз больше обычных, даже дороже гелевых.
Выводы
Даже при таких значительных плюсах гелевые и AGM аккумуляторы не смогли потеснить свинцово-кислотные АКБ. Последние более доступные по цене и вполне справляются со своими задачами на автомобиле. Даже в холодное время года стартеру достаточно 350-400А, чтобы запустить двигатель.
На автомобиле AGM или гелевые АКБ будут актуальными только при наличии большого количества энергозатратных потребителей. Поэтому более широкое применение они нашли в качестве накопителей энергии от солнечных батарей, ветровых станций, в домах или как источник энергии и в различных переносных устройствах.