Достоинства гелевых аккумуляторов

Гелевые АКБ появились как дальнейшее развитие хорошо известных свинцово-кислотных. Целый ряд недостатков последних обуславливался применением электролита в виде жидкого раствора серной кислоты. Оказалось, что можно получить новые качества, заключив его в структуру коллоидного типа, известную как гель.

Конструкция АКБ типа GEL

По формфактору отдельных элементов электроды могут быть либо плоскими, опирающимися на расположенные на дне корпуса призмы, либо свёрнутыми в рулон, образуя цилиндрическую банку. Разделяются они сепараторами из стекловолокна и гелем, созданным из пористой структуры на основе двуокиси кремния.

Гелевые аккумуляторы относятся к необслуживаемым, хотя в них предусмотрены пробки для доступа внутрь при частичной потере характеристик и разгрузочный клапан, предотвращающий раздутие корпуса при росте давления. Но в нормальных условиях элементы АКБ герметичны, загущенный электролит постоянно прилегает к электродам, что даёт независимость параметров при изменении пространственной ориентации. Это особенно важно для мобильных применений.

Электрохимические процессы

Они не отличаются от происходящих в обычных свинцово-кислотных элементах:

• на отрицательных электродах во время заряда идёт процесс окисления свинца кислородом, поступающим от анода;
• оксид реагирует с серной кислотой, образуя сульфат;
• сульфат вновь восстанавливается до свинца, выделяя серную кислоту.

Вся суть усовершенствования состоит именно в связывании кислоты гелем, что позволяет активнее поглощать водород и кислород, а также не давать воде интенсивно испаряться. Но и это возможно до определённых пределов, заряд большими токами всё равно недопустим.

Режимы заряда

Для предотвращения разрушения электролита зарядку производят относительно небольшими токами, тут преимуществ нет. Но стабильность электролита позволяет работать долгое время в циклических режимах, что выгодно отличает GEL от батарей с жидким электролитом. Количество циклов сильно зависит от правильно выбранных токов и напряжений при заряде.

Аккумуляторы не терпят перезаряда, хотя в целом переносят его легче, чем кислотные. Но в конце режима необходимо использовать метод ограничения напряжения до уровня примерно 2,25 Вольта на банку с поправками на температуру по эмпирическим формулам. Можно сказать, что в реальных условиях порог 14,2 Вольта превышать не рекомендуется. В начале процесса его можно несколько форсировать напряжением, увеличив ток до значения C20.

Какие преимущества даёт применение гелевых АКБ

GEL имеют очень высокую цену, что в целом окупается несколькими достоинствами:

• гораздо ниже уровень саморазряда при длительном хранении;
• возможна работа при сильных наклонах корпуса, электролит не отходит от электродов;
• в последних исполнениях присутствует стойкость к глубоким разрядам без сульфатации электродов;
• при правильной эксплуатации не требуется регулярное обслуживание;
• батарея не выделяет агрессивных газов и паров;
• срок службы достигает 10-12 лет;
• циклический ресурс порядка 500, у батарей с конструкцией электродов типа OpzV доходит до 1500;
• снижена вероятность коротких замыканий из-за осыпания активной массы;
• нет проблем с сульфатацией из-за падения уровня электролита;
• низкое внутреннее сопротивление и высокий КПД.

Можно сказать, что если требуется свинцовый аккумулятор с большим сроком службы, надёжный и стабильный, то выбор стоит сделать в сторону GEL, несмотря на его требовательность к качественному зарядному устройству и высокую цену. Особенно такие качества АКБ востребованы в мобильных применениях и при построении источников бесперебойного питания или автономных энергетических станций, где нежелательно частое обслуживание, а точно работающая регулирующая техника присутствует.