Как выбрать гелевый аккумулятор

Пока создатели электротранспорта работают над созданием достаточно емких, надежных и не зависящих от погодных условий аккумуляторов, многие владельцы автомобилем с обычным ДВС так и не могут ответить на вопрос: есть ли смысл в гелевых аккумулятор. И действительно: обычные свинцово-кислотные батареи активно применяются в автомобилестроении уже очень долгое время! К основным их достоинствам можно отнести достойную живучесть, неприхотливость, легкость в обслуживании (хотя есть исключения) и дешевизну. Для многих станет неожиданностью тот факт, что гелевые аккумуляторы по факту являются свинцово-кислотными. Но у них есть несколько особенностей. Все, что касается гелевых аккумуляторов – в материале Avto.pro.

Как работают аккумуляторы

Грамотному автолюбителю стоит не только разбираться в особенностях поиска запчастей для ремонта и, собственно, проведении мелкого ремонта, но и в принципах работы основных узлов своего автомобиля. Вообще, электростатика и электродинамика являются довольно сложными и комплексными разделами физики, однако далее мы попытаемся объяснить принцип работы аккумулятора наиболее просто. Разбираться мы будем на примере именно автомобильного аккумулятора. А внутри него находятся:

• Шесть 2-вольтовых элементов;
• Пластины с активным покрытием;
• Электролит.

Начнет с определения из справочников: электрический аккумулятор является химическим источником тока многоразового циклического использования. Здесь важных момента: этот источник тока является химическим; как источник тока аккумулятор является многоразовым. Упрощенно схема устройства типового аккумулятора выглядит так:

С точки зрения физики, любые кислотные аккумуляторы работают по одинаковым принципам и имеют одинаковое устройство. В качество электролита выступает раствор серной кислоты, который проводит ток и может вступать к химические реакции. Последнее крайне важно, так как свинцово-кислотный аккумулятор работает за счет электрохимических реакций диоксида свинца и свинца в растворе серной кислоты. Здесь напомним: анод является электродом, из которого электрический ток «уходит» (обозначается “+“), а катод является «принимающим» электродом (знак “-“). На аноде наблюдается окислительная реакция (отдача электронов), а на катоде – восстановительная (прием электронов). Однако электроды могут как бы поменяться местами в зависимости от того, в каком режиме работает аккумулятор: разряда или заряда.

Итак, к электродам подключается нагрузка, как-то лампочка или другой приемник электрической энергии. Сейчас происходит разряд аккумулятора. Так как между пластинками находится электролит, образуется замкнутая электрическая цепь. В ней может свободно действовать ток разряда – движение электронов по свинцовой «начинке» аккумулятора с т.н. анионов с катионами в имеющемся электролите. При этом восстановитель, которым является отрицательный электрод, отдает электроны и начинает окисляться, а окислитель, в качестве которого выступает положительный электрод, наоборот восстанавливается. Здесь важно понимать химию процесса: при разряде аккумулятора электролит расходуют серную кислоту, выделяя воду, и одновременно с этим металлический свинец начинает окисляться до сульфата свинца. Это будет происходить до тех пор, пока в электролит не перестанут переходить ионы свинца и аккумулятор не разрядится (электрохимические процессы пройдут активную фазу).

При заряде аккумуляторной батареи происходят обратные процессы. Концентрация электролита повышается, так как водород соединяется с сернистым осадком и начинает образовывать серную кислоту. Происходит восстановление металлического свинца. Внутренняя система при зарядке аккумулятора как бы восстанавливается – в дальнейшем станет возможным нормальный переход ионов свинца в залитый электролит и снятие электрического тока при подключении устройства к приемнику электрической энергии. Однако здесь же таится опасность: при заряде аккумулятора на электродах сначала происходит восстановление свинца, а после полного восстановления подаваемая электрическая энергия начинает расходоваться на разложение (электролиз) воды, которая является важной составляющей электролита. При этом образуется взрывоопасная смесь кислорода с водородом.

В чем особенности гелевых аккумуляторов

Что ж, мы более-менее разобрались с тем, как работает кислотный аккумулятор. У него есть несколько недостатков. Наибольшую опасность представляет выделение опасной пары газов из электролита. Как было описано в предыдущем разделе, их выделение непременно возникает при перезаряде аккумулятора. Еще одна проблема: испарение воды. На практике АКБ постепенно теряет воду по ходу эксплуатации – идеальная зарядка практически невозможна, да и на нее приходится лишь доля потерь H₂O. Гелевые аккумуляторы лишены этого недостатка. Аккумуляторный гель состоит из воды, серной кислоты и иммобилизирующего силиконового вещества на основе двуокиси кремния. За счет добавления последнего в жидкий электролит он становится очень плотным. Вот каковы достоинства гелевых аккумуляторов:

1. В них не наблюдается бурного выделения газов;
2. Емкость АКБ почти не меняется в неблагоприятных условиях (например, в сильный мороз);
3. Устройство не выходит из строя при пробое корпуса;
4. Такие аккумуляторы не требуют обслуживания;
5. Их можно перезаряжать до 1000 раз;
6. Пластины таких аккумуляторов со временем не осыпаются.

Наиболее приятными «бонусами» гелевой АКБ является то, что в ней не осыпаются пластины, не наблюдается самопроизвольный разряд и само устройство отличается высокой устойчивостью к механическим воздействиям. Приятной особенностью устройства является низкий ток саморазряда – теряется лишь 15-20% заряда при 12-месячном простое. Однако без минусов не обошлось. Гелевые аккумуляторы не стали сверхпопулярными по причине:

• Высокой стоимости;
• Необходимости использования устройств, регулирующих напряжение зарядного тока (14,3-14,5 V, не больше);
• Необходимость установки на автомобиль специальных промежуточных блоков;
• Опасности выхода устройства из строя при сильной перезарядке.

Также практика успела показать, что хоть гелевые аккумуляторы исправно работают даже в сильный мороз, длительные воздействия низких температур отрицательно сказываются на самом геле. Автомобиль с таким аккумулятором всегда заводится с пол-оборота даже в сильный мороз, однако само устройство может выйти из строя спустя несколько лет эксплуатации. Решить эту проблему позволяет дополнительное утепление батареи, организация которого не займет много времени и не ударит по кошельку.

Новые технологии аккумуляторных батарей

В предыдущих разделах мы не затронули один важный момент: электроды аккумуляторов могут иметь плоскую или же спиральную конфигурацию. Это не столь важный момент, однако он все же касается последних технологий аккумуляторных батарей. Дело в том, что спиральные электроды для батарей запатентованы компанией Johnson Controls, причем использование патента серьезно ограничивается компанией. По этой причине аккумуляторы со спиральными электродами ведется только в США, а вот с плоскими – на всех континентах. Однако практически все производимые АКБ с технологией AGM имеют плоские электроды. В некотором смысле патентные ограничения даже сыграли на руку производителям, использующим эту технологию.

AGM-аккумуляторы отличаются от гелевых и обычных свинцово-кислотных тем, что в них электролит не может свободно течь внутри корпуса – им пропитана стекловолоконная сепараторная ткань. При этом кислотным составом заполнены не все микропоры ткани – в свободном пространстве выделившиеся газы могут рекомбинировать. У AGM-аккумуляторов есть несколько интересных особенностей:

• Они имеют почти такую же высокую, как и GEL-аккумуляторы, устойчивость к вибрации;
• В них не наблюдается выплескивания электролита;
• Они долговечнее обычных аккумуляторов, хотя и несколько уступают гелевым;
• Стекловолоконные кислотные аккумуляторы имеют высокую емкость (особенно модели со спиральными электродами).

К тому же, AGM-аккумуляторы значительно дешевле гелевых. Многие автолюбители справедливо считают ценник последних искусственно завышенным. В странах Евросоюза многие специалисты отдают предпочтение именно технологии AGM. Во многом это обусловлено дешевизной задействованного при производстве сырья (положительно сказывается на цене готового изделия) и схожими с гелевыми аналогами показателями безопасности и износоустойчивости. И помните: технологии AGM и GEL это не одно и то же. Многие автолюбители ставят равно между ними, что является серьезной ошибкой.

Выбор гелевого аккумулятора

Подобрать GEL-аккумулятор несложно, хотя автолюбителю придется учесть очень важный момент: не все автомобили можно оснастить таким устройством. В комплекте с ним имеет смысл приобрести приобрести специальное зарядное устройство, так как гелевые аккумуляторы заряжают при напряжении не более 14,5 V строго определенное время. Но что касается выбора непосредственно аккумулятора, то стоит учитывать:

• Напряжение, подаваемое установленным генератор: не более рекомендованного производителем аккумулятора (параметр Cycle use);
• Пусковой ток: такой же, как у имеющейся батареи, или больше;
• Емкость аккумулятора: тот же принцип, что и в случае пускового тока.

Как видите, ищут гелевый аккумулятор как и обычный жидкостный свинцово-кислотный, но с одним исключением – учитывают напряжение от генератора. Впрочем, подобные устройства подходят практически ко всем легковым автомобилям, так как для них не характерны высокие генерирующие и потребляющие мощности. Приятный бонус: гелевые АКБ очень компактны. Даже аккумулятор повышенной емкости наверняка уместится в подкапотной нише вашего автомобиля. А что касается производителей, то мы рекомендуем обратить внимание на изделия таких фирм:

• Bosch (Германия);
• Optima (США);
• Banner (Австрия);
• Mutlu (Турция);
• Varta (Германия);
• Furukawa (Япония);
• Exide (США).

Качество европейских и американских изделий не вызывает нареканий автолюбителей. Многие покупатели обращают внимание в первую очередь на стоимость гелевых АКБ. Самые дорогие изделия предлагают немецкие производители, тем временем как турецкие и американские фирмы имеют весьма демократичную ценовую политику. Особняком стоят отечественные производители – их аккумуляторы могут похвастать приемлемой ценой и достойным качеством исполнения, которое, впрочем, немного не дотягивает до уровня зарубежных аналогов.

Правильная зарядка гелевого аккумулятора

Сразу отметим, что и AGM и GEL-аккумуляторы можно заряжать и обычными устройства, однако в этом случае автолюбителю придется следить за величиной напряжения. Также они могут заряжаться током большой силы, однако эксперты все же рекомендуют выставлять силу тока, равную десятой части емкости. После покупки АКБ мы настоятельно рекомендуем изучить параметры устройства на наклейке / пропечатанные на корпусе. А именно: Cycle use, Standby use и Max Initial current. А сама зарядка осуществляется так:

• Выкрутите пробки, если ваш аккумулятор является обслуживаемым (в продаже такие уже появляются);
• Выставьте значение напряжение на зарядном или пуско-зарядном устройстве, соответствующее значению Standby use;
• Соблюдая полярность, подключите клеммы устройства к аккумулятору;
• Выставьте ток зарядки, равный десятой части емкости батареи.

Некоторые специалисты утверждают, что выставляемая сила тока и вовсе должны быть равна одной двадцатой от емкости батареи. Например, если емкость составляет 7,00 Ah, то сила зарядного тока должна равняться 0,35 А. При этом аккумулятор придется заряжать целые сутки. Достоинства у такого метода только одно: АКБ будет заряжаться в идеальных условиях и это положительно скажется на ее эксплуатационном ресурсе. Однако самым важным параметром является именно напряжение – его показатель нужно строго соблюдать. В обычном режиме гелевый аккумулятор будет заряжаться с 0 до 100% в районе 12-15 часов.

Вывод

Несмотря на впечатляющие характеристики и высокую надежность, гелевые аккумуляторы пока не успели стать популярными. А возможно, не станут никогда – выбирая между GEL и AGM, многие выбирают аккумуляторы со второй технологией. Но где гелевые АКБ практически незаменимы, так это в тюнинге. Надежные, выносливые и малогабаритные, они будто созданы для спортивного тюнингованного транспорта. Но даже если вы владелец обычной городской легковушки и ваш не бюджет не слишком ограничен, мы рекомендуем обратить внимание на гелевые аккумуляторы.