1. Подробнее об аккумуляторах GEL
2. Подробнее об аккумуляторах AGM

Подробнее об аккумуляторах GEL

Электролит в аккумуляторах (Gelled Electrolite) GEL технологии находится в связанном состоянии, т.е. он загущен до состояния геля (желе), что в отличие от традиционной технологии классических аккумуляторов со свободным жидким электролитом, обеспечивает условия для рекомбинации воды (образования воды), разложившейся при электролизе. Аккумуляторные батареи, выполненные по технологии GEL, являются необслуживаемыми, так как долив воды не требуется на протяжении всего срока служба аккумулятора.

Свойства: Удержание (связывание) электролита. Кислота удерживается капиллярной силой, образуя гель (принцип затвердевшей краски). Вещество, имеющее в своем составе дисперсию частиц кремниевой кислоты с большой поверхностью (200 м²/г). При перемешивании приобретает текучесть. Между частицами образуется система пор с диаметром от 0,1 мкм до 1 мкм. Гель заливается в аккумулятор как обычный раствор кислоты. Затем происходит его загущение и постепенное отвердение в течение всего срока службы аккумулятора.

Рекомбинация- это реакция образования воды путём соединения образовавшихся ионов кислорода с ионами водорода из раствора электролита. Эффективность рекомбинации в аккумуляторах GEL технологии 95-98%.

В производстве аккумуляторов с электролитом в виде геля применяются не содержащие сурьму сплавы решеток положительных и отрицательных электродов.

В технологии производства пластин свинцово-кислотных аккумуляторов традиционно используется процесс легирования сурьмой. Сурьма придает свинцу хорошие литьевые свойства, механическую прочность, а в ходе эксплуатации устойчивость при работе на циклическую нагрузку. Однако, наряду с полезными свойствами, сурьма имеет и отрицательное влияние - увеличивает саморазряд, вызывает интенсивное выделение газов при заряде. При изготовлении решеток пластин для герметизированных аккумуляторов GEL технологии применяется сплавы с другими материалами, а именно сплавы свинца с кальцием (< 1%) или сплавы свинца соловом и кальцием (0,5-2,5%). Олово выполняет функцию сурьмы в части обеспечения адгезии активной массы к решетке пластины и устойчивости в циклических режимах эксплуатации, кальций придает пластинам высокую механическую прочность.

Сепаратор в аккумуляторах технологии GEL - микропористый дюропластик. За счёт присадок из алюминия сепаратор имеет высокую стойкость в агрессивной среде, обладает высокой температурной стабильностью и механической прочностью.

Аккумуляторы технологии GEL отличаются устойчивостью к внутренним коротким замыканиям пластин, так как желеобразный электролит препятствует образованию крупных кристаллов сульфата свинца и росту дендритов (свинцовых игл). Все это делает возможным восстановление ёмкости аккумулятора даже после глубокого разряда.

Большой запас электролита в аккумуляторах технологии GEL обеспечивает их надежную работу в сложных температурных условиях (таких как повышенная температура окружающей среды), а также при частых глубоких разрядах.

Аккумуляторы технологии GEL не подвержены такому явлению, как расслоение плотности электролита по высоте. Этот эффект характерен для аккумуляторов с жидким электролитом. Он объясняется тем, что при заряде свинцово-кислотного аккумулятора вблизи его электродов образуется концентрированная серная кислота с высокой удельной массой по сравнению с плотностью разбавленной серной кислоты, которая под действием силы тяжести стремится опуститься на дно аккумулятора, обедняя тем самым поверхностные слои электролита. Но сам гель, состоящий из нескольких компонентов, в процессе эксплуатации аккумуляторов имеет тенденцию к расслоению на компоненты, из которых он состоит, что влияет на характеристики аккумуляторов при эксплуатации.

Запас электролита в виде геля (заполняющего весь объём корпуса аккумулятора) и низкий саморазряд позволили увеличить срок хранения аккумуляторов технологии GEL на складе до 18 месяцев без дополнительного заряда.

Достоинства аккумуляторов технологии GEL:

•  большое количество циклов «заряд-разряд»;
•  большое время хранения на складе без дополнительного заряда;
•  длительный срок службы при частых глубоких разрядах.

Аккумуляторные батареи GEL технологии наиболее подходят для использования в системах автономного и резервного электропитания загородных домов и коттеджей.

Подробнее об аккумуляторах AGM

Электролит в аккумуляторах, изготовленных по технологии AGM, находится в связанном состоянии - абсорбирован в стекловолоконных сепараторах, что, в отличие от традиционной технологии классических аккумуляторов со свободным жидким электролитом, обеспечивает условия для рекомбинации (образования) разложившейся при электролизе воды. Долив воды в такие аккумуляторы не требуется в течение всего срока службы.

• Удержание (связывание) электролита. Жидкий электролит удерживается капиллярной силой, как в губке. • Сеть, сплетенная из стекловолокон различной толщины от 0,25 мкм до 3 мкм. • Между волокнами образуется система пор диаметром от 1 мкм до 10 мкм. • Стекловолокнистые сепараторы укладываются между электродами с определенным давлением для обеспечения контакта пластин с объемом электролита.

Рекомбинация - это реакция образования воды путём соединения образовавшихся ионов кислорода с ионами водорода из раствора электролита. Эффективность рекомбинации в аккумуляторах AGM технологии доходит до 99%. 

Цикл взаимных превращений химических веществ в ходе реакции рекомбинации начинается на положительном электроде, где до молекулярного состояния восстанавливаются ионы кислорода. Высвобождающиеся при этом электроны поступают через замкнутую внешнюю электрическую цепь к отрицательному электроду. Ионы водорода остаются в электролите в растворенном состоянии и не преобразуются в газ. В отличие от открытых систем (аккумуляторов классических с жидким электролитом), в герметизированных аккумуляторах с клапанным регулированием образовавшийся газообразный кислород не может покинуть объём аккумулятора. Он продвигается по каналам рекомбинации к отрицательной пластине, где окисляет чистый свинец с образованием оксида свинца. Окисленный свинец нестабилен в среде серной кислоты и под её воздействием преобразуется в сульфат, в качестве побочного продукта реакции образуется вода. Наличие сульфата свинца на отрицательном электроде означает его частичную разряженность, которая естественным образом компенсируется током заряда. То есть сульфат свинца снова преобразуется в чистый свинец и серную кислоту с участием электронов из внешней электрической цепи и растворенных в электролите ионов водорода. 

В производстве аккумуляторов с абсорбированным электролитом применяются не содержащие сурьму сплавы решеток положительных и отрицательных электродов.

При изготовлении решеток пластин для аккумуляторов AGM технологии применяется сплавы свинца с кальцием (< 1%) или сплавы свинца с оловом, кальцием (0,5-2,5%) и добавками алюминия (< 0,5%). Олово выполняет функцию сурьмы в части обеспечения адгезии активной массы к решетке пластины и устойчивости в циклических режимах эксплуатации, кальций придает пластинам высокую механическую прочность, в том числе и при низких температурах, алюминий увеличивает электропроводность.
В аккумуляторах AGM технологии применяются сепараторы из стекловолокна с высокой объемной пористостью и хорошей степенью пропитываемости раствором серной кислоты. Такие сепараторы осуществляют функции разделения электродов, удержания электролита в порах (благодаря тонкой структуре волокон), а также обеспечивают движение ионов кислорода. Применение стекловолокнистых сепараторов и плотной сборки пакета пластин способствуют уменьшению оплывания активной массы положительного электрода и разбухания свинца на отрицательном электроде. В аккумуляторах AGM технологии со временем происходит высыхание и расслоение электролита. Такие аккумуляторы производят высотой не более 35-40 см, что уменьшает процесс расслоения электролита. Плотная сборка пакета пластин аккумуляторов AGM технологии обеспечивает высокую стойкость к вибрациям и ударам.
Работоспособность аккумуляторов при низких температурах обеспечивается повышенной концентрацией электролита. В аккумуляторах AGM технологии плотность электролита достигает 1,30 кг/л, поэтому эти аккумуляторы могут работать при болеё низких температурах, чем аккумуляторы GEL технологии.

Несомненными достоинствами аккумуляторов изготовленных с применением технологии AGM являются:

• высокая мощность тока;
• высокая устойчивость к вибрациям;
• очень низкое газовыделение;
• моноблочные аккумуляторы могут эксплуатироваться в любом положение, кроме перевёрнутого.

Примечание: аккумуляторы Hoppecke AGM технологии (power.com SB/HC/XC, net.power, solar.bloc) имеют стекловолоконный сепаратор с высокой объёмной пористостью (до 80 - 85%) и высокой смачиваемостью в растворе серной кислоты. Электролит - водный раствор серной кислоты плотностью 1,31 г/см3.