Гелевый аккумулятор: что это, где используется и его особенности

GEL-технология разработана для устранения недостатков свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Она появилась в XX веке и использовалась в устройствах промышленного назначения. В XXI веке область применения гелевых аккумуляторов расширилась. Помимо бытовых источников бесперебойного питания и масштабных проектов в сфере солнечной и ветроэнергетики, они используются в автомобилях, скутерах, мотоциклах и квадроциклах.

Конструктивные особенности

Основные конструктивные элементы свинцово-кислотных аккумуляторов — пластины с положительным и отрицательным зарядом (электроды) и раствор серной кислоты, выполняющий роль электролита.

Для защиты от контакта между пластинами и предотвращения короткого замыкания используются сепараторы. Самый распространенный материал для них — микропористый пластик.

Электролит

При создании гелевого аккумулятора в электролит добавляется силиконовый наполнитель, благодаря которому он приобретает желеобразную консистенцию.

В дальнейшем гель уплотняется, в нем появляются микротрещины.

Такая структура препятствует испарению электролита. Вот как это происходит. Пары кислорода и водорода вступают в реакцию, в результате которой образуется вода. Гель впитывает ее, благодаря чему испарение сводится к минимуму.

Избытки газа, если они возникают, удаляются через предохранительный клапан. Гелевый аккумулятор не обеспечивает 100% рекомбинации газа, но потери значительно меньше, чем в батарее традиционной конструкции.

Сепаратор

Для изготовления сепаратора используется микропористый дюропластик с добавками алюминия. Этот материал устойчив к:

воздействию агрессивных сред;
механическим нагрузкам, включая ударные и вибрационные;
высоким и низким температурам.

Технологией производства сепараторов из дюропластика владеют только две компании в мире. Фирмы, выпускающие аккумуляторы, приобретают у них готовые комплектующие.

Попытка создать гелевый аккумулятор предпринималась и в Советском Союзе в 80-х годах XX века. Но именно из-за того, что ученые не смогли разработать сепаратор с необходимыми характеристиками, это начинание провалилось.

Пластины

Один из секретов эффективности гелевых аккумуляторов — использование свинца высокой чистоты. Благодаря этому активная масса не осыпается и не происходит образование неразрушаемых сульфатов.

Преимущества

Замена жидкого электролита гелем, пластины из свинца высокой чистоты и сепараторы из микропористого дюропластика наделяют АКБ этого типа определенным набором свойств:

способность выдерживать до 400 полных разрядов и 500-1200 циклов заряд-разряд в нормальном режиме эксплуатации;
низкий саморазряд и возможность длительного хранения без подзарядки;
прочность и надежность;
отсутствие необходимости в обслуживании.

Еще одно достоинство аккумуляторов этого типа — безопасность. Отсутствие испарений позволяет хранить АКБ в любом помещении, в том числе в жилом. Герметичный корпус и гелевый электролит дают возможность эксплуатировать батарею в любом положении. При разрушении корпуса ожог кислотой исключается.

Говоря о достоинствах гелевого аккумулятора, нужно упомянуть и срок службы. Он составляет около 10 лет. Для того, чтобы батарея в течение всего этого времени работала бесперебойно, необходимо соблюдать несколько простых правил:

Хранить и использовать устройство при температурах не ниже -30°C и не выше +50°C;
АКБ этого типа устойчивы к глубокой разрядке, но злоупотреблять этим не следует;
Важно правильно подбирать параметры зарядного устройства.

Что нужно знать о зарядке гелевых АКБ

Гелевым аккумуляторам вреден как недостаточный, так и избыточный заряд. Поэтому важны все параметры: сила тока, напряжение и время.

Батареи с загущенным электролитом чувствительны к силе тока и напряжению в процессе зарядки.

Значение напряжения не должно превышать 14,5 В. Если оно выше, гель теряет свои свойства.

Сила тока для зарядки должна составлять 10% от емкости аккумулятора. Если нужно подзарядить батарею быстро, допускается кратковременное увеличение силы тока в 3 раза. Именно этот параметр указывается на корпусе АКБ.

В нормальном режиме для полной зарядки батареи требуется 10-12 часов.

Обеспечить необходимые режимы работы может импульсное зарядное устройство с возможностью регулировки параметров и функцией отключения тока.

GEL и AGM — основные отличия

Альтернатива гелевым аккумуляторам — батареи, изготовленные по технологии AGM.

Некоторые люди считают, что это два названия одного и того же устройства.

Но это не так. Батареи этих типов различаются как конструктивно, так и по характеристикам.

В гелевом аккумуляторе электролит загущен, а в AGM он остается жидким, но абсорбируется пластинами из стекловолокна.

Основное преимущество батарей на основе абсорбирующего стекловолокна перед гелевыми —более низкая цена.

По сроку службы, устойчивости к глубокому разряду и работоспособности при низких температурах гелевые модели лидируют.

История и перспективы

Работа над технологией GEL началась в 30-х годах прошлого века. Сначала необслуживаемые аккумуляторы нашли применение в промышленных источниках бесперебойного питания, а позже, начиная с 80-х годов, их стали использовать в устройствах для сотовой связи на коммутаторах и базовых станциях.

Разработка гелевых батарей велась в Японии, Великобритании, Германии, Франции и США. Затем технологией заинтересовались американские военные, благодаря чему появились концерны Exide и EnerSys.

Но их монополия была недолгой, поскольку на рынок вышли производители из стран Азии с недорогой и доступной продукцией.

Сейчас гелевые аккумуляторы для мобильных устройств вытесняются полимерными. Но для батарей больших емкостей, используемых в автомобильной технике (в том числе в электромобилях), пик популярности еще впереди.

Гелевый аккумулятор — современное надежное и безопасное устройство, которое не требует обслуживания, сохраняет работоспособность после многократных полных разрядов, не теряет эффективности при низких температурах. Его высокая цена оправдана долгим сроком службы.

Наш специалист Вам поможет!

Консультация по телефону.