Гел батерии и тяхното използване

Оловно-киселинните батерии са широко използвани както като тягови батерии (например за захранване на електрически мотокари), така и като стартерни батерии за автомобили. Системите за непрекъсваемо и резервно захранване за домове и предприятия също използват оловно-киселинни батерии.

Автономните системи за захранване на къщите често съдържат батерия с голям капацитет или сбор от няколкостотин ампера часа, предназначени да осигурят дългосрочно захранване на дома.

Такава батерия може да се зарежда от различни алтернативни източници на електроенергия, като соларен панел, вятър генератор и други, а батерията се разрежда традиционно чрез мощен инвертор, от които потребителите се захранват с променлив ток с промишлена честота и стандартно мрежово напрежение.

Традиционните компютърни непрекъсваеми източници на енергия също включват запечатана ампер-часова батерия с оловно-киселинно налягане

Първите оловно-киселинни батерии използват изключително воден разтвор на сярна киселина, приготвен с дестилирана вода като електролит, така че калциевите и магнезиеви соли, обикновено присъстващи във вода, да не пречат на работата на батерията. Такава батерия е направена по следния начин.

Оловните решетки се потапят в електролита, в който оловен диоксид (на анода, положителен електрод) и метален олово (на катода, отрицателен електрод) се пресоват под формата на прах.

Между плочите се поставя порест сепаратор, изработен от поливинилхлориден прах (Miplast), микропорест ебонит (вулканизирана смес от каучук със силикагел и сяра - Mipor) или полиетилен, чиято функция е да предотврати затварянето на електродите заедно.

Ако свържете шест такива клетки в серийна верига, получавате 12-волтова батерия, съответно по-голям брой клетки ще дадат по-високо напрежение.

Стартерните батерии с течен електролит се използват навсякъде в автомобилите, но особеността на тези батерии е, че когато тече голям ток за дълго време, течният им електролит може лесно да заври. Ето защо в такива батерии е осигурена възможността за добавяне на електролит.

Порестите им плочи с голяма площ позволяват за кратко време да получат ток от 200-300 ампера за захранване на стартера. Въпреки това, за дългосрочна работа в алтернативни системи за захранване и непрекъсваеми източници на захранване, такива батерии са малко полезни.

В началото на 70-те години инженерите на американската компания Gates Rubber Company разработиха нов тип запечатана оловно-кисела батерия на базата на абсорбиран електролит.

Технологията се нарича AGM (Absorbent Glass Mat). За първи път фибростъкло, импрегнирано с електролит, беше използвано като пълнител в отделенията за батерии. По-късно електролитът започва да се сгъстява чрез добавяне на силикагел (смес на базата на разтвори на силициеви киселини), това създава допълнителни пори, в които електролитът вече се задържа по-добре и се оставя напълно да запълни пространството между плочите. Нов тип батерия придоби широка популярност като "гел батерия", тъй като агрегатът имаше консистенция на гел.

Това решение ни позволи да получим редица важни предимства пред батериите с течен електролит. Първо, няма нужда от поддържане на нов тип батерия, тъй като газът не се отделя навън, абсорбира се в порите и не кипи, електролитът не променя плътността си нито по време на зареждане, нито по време на разреждане. Плочите вече не се рушат.

Гел батерията може да работи в абсолютно всяка позиция, дори наопаки, нищо няма да се излее и да не се счупи. Контролът на клапана предотвратява изтичането на киселина и елиминира корозията на клемите. Производителността на гел батерията не се проваля дори при температури до минус 30 градуса по Целзий.

Експлоатационен живот до 10 години, както и устойчивост на дълбок разряд - това са качествата, които превръщат гел батерията в обещаващ инструмент за ефективно захранване на базата на устройства за алтернативна енергия.

Характеристиките на дизайна правят батерията на базата на гел по-малко податлива на сулфатиране, отколкото обикновената AGM батерия, и следователно геловите батерии могат да останат в напълно разредено състояние в продължение на няколко дни, без това да повлияе на капацитета. Гел батерията е в състояние да издържи средно 50% повече цикли на разреждане от обикновената AGM батерия.

Един известен производител на такива батерии твърди, че техните гел батерии могат да извършват 350 цикъла на разреждане с дълбочина 100%, до 550 с дълбочина 50% и до 1200 с дълбочина от 30%. Това са отлични резултати, които свеждат оперативните разходи до минимум, независимо дали се отнася до автономна система за захранване или непрекъсваемо захранване.

Все повече и повече в някои западни страни гел батериите със спирални пластини набират популярност, което може да бъде много по-голямо, отколкото в компактни случаи.

Поради голямата площ на взаимодействие на плочите, токовете в такива батерии могат да бъдат изключително високи. В някои батерии тази цифра достига 800 А и дори по-висока. Единственият сериозен недостатък на всички съвременни гел батерии е високата цена.

Полезни моменти за работа с батерии:

Измерване на капацитета на батерията

Паралелна и серийна връзка на батерии