Гелевый аккумулятор и его особенности

Содержание

 

Гелевый аккумулятор – это необслуживаемый герметичный источник питания. Используется в разных электрических устройствах, чаще в транспорте. Производится он по технологии GEL. В народе их называют гелиевыми батареями. Это не означает наличие в них гелия. Просто электролит имеет желеобразную форму.

Подобные энергетические накопители имеют множество преимуществ перед свинцово-кислотными и AGM АКБ. Из-за своей герметичной конструкции их можно использовать в любом положении. Повреждение корпуса не приводит к вытеканию жидкости. Устойчивы к вибрациям и обладают высоким циклом заряда и разряда. Подзарядка происходит быстро и газы при этом не выделяются. Поэтому  данный тип  считается самым надежным.

Технические характеристики гелиевого аккумулятора

В этом разделе будут приведены основные параметры.

Что такое Gel?

Это электролит зафиксированный в геле. Технология Gel выполнена на основе двуокиси кремния. Гель способен прекрасно контактировать и предотвращать замыкание между пластинами. Это похоже на то, когда губка впитывает воду. Так и здесь идет некое удержание содержимого за счет желе образной консистенции. Пластины благодаря такому подходу не осыпаются.

В АКБ такого рода применяется очищенный свинец. Он обладает небольшим сопротивлением. Это дает возможность быстрого разряда и заряда.

Гелевый аккумулятор выполнен в неразборном корпусе. Разбирать который ни в коем случае нельзя. Может нарушится микроклимат и выйдет газ, оберегающий пластины от окисления. Так же этот газ способствует 100% работоспособности. При повреждении батарея будет функционировать. Правда хуже процентов на 30. И срок службы естественно сократится.

Примерные параметры гелевых аккумуляторов

  1. Емкость от 20 – 200 А/ч.
  2. Сила тока.
  3. Номинальное напряжение 12 вольт.
  4. Вес имеет зависимость от емкости обычно он начинается с 5 кг.
  5. Размер. У каждой модели он свой. У DELTA GEL 12-20 Длина 158, ширина 77 мм, высота 167 мм.
  6. Рабочая температура.
  7. Срок эксплуатации 5 – 12 лет.
  8. Максимальный ток зарядки у некоторых моделей достигает 30 ампер.

Пусковой ток или максимальный ток разряда находится в районе 550 – 950 А.

Маркировка гелевых аккумуляторов

На этикетке можно встретить самые стандартные обозначения. В первую очередь это данные о напряжении в вольтах, емкости в ампер часах и типе. Понять, что это именно гелевый аккумулятор можно по надписи GEL.

Выделяют 4 типа обозначений:

  1. Русскую.
  2. Азиатскую.
  3. Европейскую.
  4. Американскую.

Порой можно встретить такую надпись 60 А/ч. Это значит, что батарея может генерировать ток силой в 1А на протяжении 60 часов.

Кроме этой надписи можно найти ток разряда либо пусковой ток. Например, гелевый аккумулятор с пусковым током 200 ампер будет не в силах завести дизельный двигатель. А вот ток в 500 ампер сможет вытянуть почти любой двигатель даже в мороз. Если конечно батарея работоспособна.

По мимо выше перечисленного, на корпусе производитель оставляет данные о дате производства и сроке эксплуатации. Так же можно заметить компанию изготовителя.

Ниже на примере АКБ марки Delta отображена основная маркировка.

Маркировка гелевого аккумулятора

Срок службы гелевого аккумулятора

Обычно он составляет 10 лет. Иногда производитель может заявить о 15 годах. Минимальный срок это 5 лет. Но также его можно выявить по количеству циклов заряда и разряда.

Циклы Процент разряда
350 раз 100%
Около 550 50% от номинальной емкости
Около 1200 30%

 

Строгое соблюдение условий эксплуатации позволит проработать гелику более 7 лет.

Основные причины быстрого износа гелевого аккумулятора

  1. Многократная недозарядка батареи.
  2. Долгое не отключение от ЗУ, когда АКБ уже заряжена.
  3. Резкие и частые скачки температуры. Особенно падение до -30 и возрастание до +50. Высокая температура вызывает ускорение коррозии тока проводящих пластин.

Устройство гелевого аккумулятора

Для создания этой АКБ используют технологию GEL. Она позволяет не растекаться электролиту и сохранять ЭДС одной выделенной ячейки на уровне 2,1 вольта.

Ниже приведено устройство гелевых аккумуляторов 12в.

В продаже существует 2-а типа подобных элементов питания это с электродами в виде спиралей и пластин.

Из чего состоит гелевый АКБ

Гелевый аккумулятор для автомобиля

Состав гелевого аккумулятора включает в себя:

  1. Положительную и отрицательную клейму.
  2. Корпус.
  3. Сепаратор.
  4. Опорные призмы.
  5. Крышку.
  6. Свинцовую решетку.
  7. Герметичные клапаны.
  8. Специальный электролит, смешанный с частицами кремния или другим веществом. Это позволяет ему быть геле подобным. Двуокись кремния не вступает в реакцию с серной кислотой. Поэтому не нарушает работоспособность АКБ в целом.
  9. Система газа отвода.

Между электродами имеются промежутки в которых находятся сепараторы. Они выполнены из стекловолокна. Данный материал имеет небольшие поры, которые не дают растекаться пастообразной жидкости. Подобная конструкция улучшает характеристики АКБ. Так же эффективность увеличивают плотно сложенные пластины электродов. Они изготовлены свинца высокого качества.

Принцип работы

Процесс выработки электричества основан на взаимодействие электролита с пластинами. В этой АКБ в роли энергетической жидкости выступает кислота, в которую включен силиконовый состав. Он позволяет превратить ее в гель. Так же имеется дистиллированная вода.

При работе АКБ одни пластины ВСЕГДА окисляются, другие — ВСЕГДА восстанавливаются!

Как проверить гелевый аккумулятор в домашних условиях?

Для этого подойдет обычный тестер/мультиметр. Алгоритм проверки:

  1. Снимите крышку с АКБ если таковая имеется.
  2. Отсоедините минусовой провод от клеймы, а затем плюсовой.
  3. Измеряющий прибор переведите в режим измерения напряжения.
  4. Аккуратно соблюдая полярность подсоедините щупы прибора к контактам батареи.
  5. На индикаторе отобразится уровень напряжения.

Если U равно 12,8-12,9 вольт, то нормально.

12,6 V – говорит о том, что зарядка составляет около 75%. Напряжение 12,3 V свидетельствует о том, что потребуется подзарядка ведь элемент питания заряжен на 50%.

Проверка с помощью нагрузочной вилки

В момент приобретения АКБ проверяется нагрузочной вилкой. Это устройство забирает какую-то часть тока. В итоге напряжение не должно упасть ниже 9 вольт. Время теста 15 секунд по Российскому ГОСТУ и 30 секунд по Евро стандарту. После отсоединения проверочной вилки напряжение должно восстановится до 12,6-12,7 вольт.

Если после проверке показатели не стали равны нужному напряжению и вольтаж составил меньше 9 вольт, то подобный АКБ брать не советуем. Вероятно, что он достаточно долго пробыл в складском помещении без использования. И его емкость значительно понизилась.

Таким образом каждый потребитель может проверить ГА на работоспособность.

Виды гелевых аккумуляторов

По сути особых вариантов нет. Единственное их можно расклассифицировать по компании производителю, напряжению и варианту изготовления.

Выполняют в 2-х вариантах:

  1. Спиральном – пластины выполнены винтообразно. Сепаратор совместно с электролитом концентрируется в середине всей спиральной конструкции.
  2. Пластинчатом – желеобразный наполнитель находится между плоскими пластинами как в обычном АКБ.

По уровню напряжения выделяют:

  1. 24 вольтовые. Они предназначены для грузовиков и специальных машин.
  2. 12 В. Эти АКБ отлично подходят для мотоциклов, авто, катеров, снегоходов, квадроциклов и т.д.
  3. Батарея на 6 вольт. Требуется в скутерах, баггах, мопедах и другой малой техники.

Емкость подобных источников питания доходит до 200 А/ч.

О производителях будет рассказано ближе к концу статьи.

Плюсы и минусы гелевых аккумуляторов

Чем же хорош этот источник энергии? Ниже будут рассмотрены основные преимущества и недостатки гелевых АКБ.

Плюсы

  1. В любом положении плотность будет одна и та же.
  2. Экологически безопасен.
  3. Гель не пропускает газ на поверхность АКБ.
  4. Имеет большой срок эксплуатации.
  5. Выдерживает глубокий разряд. Гель способствует предотвращению образования кристаллов окисного сернокислого свинца. Который может блокировать передачу тока. Но не стоит создавать ситуацию, при которой гелевый аккумулятор 12 вольт сильно сядет. Это понижает срок службы.
  6. Малый размер. Этого позволяет достичь спиральная компоновка.
  7. Долго держит заряд.
  8. Прост в обслуживании.
  9. Менее чувствительны к дополнительному мощному оборудованию автомобиля.
  10. Могут достигать до 1000 циклов заряда – разряда.
  11. Способны само восстанавливаться после того как израсходуют свой запас! Особенно такое случается из-за долгих попыток запустить двигатель. Поэтому их иногда называют тяговыми гелиевыми аккумуляторами или стартерными.
  12. Риск осыпания пластин почти отсутствует.
  13. Не нужно подливать дистиллированную воду.
  14. Срок службы более 7 лет.
  15. Зависимость плотности электролита от степени заряда выражена достаточно слабее чем у других АКБ.
  16. Можно долго не заряжать.
  17. Низкое внутренне сопротивление 3-4 мОм. От него зависит скорость отдачи тока.
  18. Слабо подвержены сульфатации.
  19. Быстро заряжается за счет использования в конструкции быстрого свинца.
  20. Можно пользоваться гелевым аккумулятором в помещение. Он не выделят газ.

Гель окутывает свинцовые пластины и тем самым предотвращает их осыпание. В результате этого уменьшается само разряд и риск внутреннего короткого замыкания.

Газы, образующиеся внутри не выходят наружу. Они формируются в пузырьки. Это позволяет изготовить корпус полностью герметичным. Со временем газ будет накапливаться и распирать корпус. Поэтому производители позаботились об этом и оснастили корпуса специальными клапанами. Открыв которые можно выпустить избыточное давление и не выплеснуть жидкость.

Из-за полностью герметичного корпуса эти АКБ так же получили название необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторы.

Минусы

  1. Плохо выдерживает избыточный заряд. Из-за этого время службы может сокращаться. Напряжение бортовой сети должно быть стабилизировано. Гелевый АКБ с номинальным напряжение 12,6 вольт нельзя заряжать напряжением 14,5 в.
  2. Высокая цена. Обычно она колеблется от 600 – 77 000 р. Все зависит от компании, емкости и напряжения. Дешевый гелевый аккумулятор сегодня вряд ли можно встретить.
  3. Плохая устойчивость к низким температурам. При сильных морозах сильнее теряют заряд чем обычные кислотные АКБ. Становится более хрупким.
  4. Придется частенько проверять степень зарядки.
  5. Резкие скачки напряжения снижают срок службы.
  6. Ограничение по току зарядки. Оптимальный ток для Gel батарей равен 10% от емкости в A/h.
  7. Если использовать АКБ при сильно высокой температуре произойдет разжижение электролита. Данный процесс необратим.
  8. Бояться короткого замыкания. По этой причине даже могут выйти из строя.
  9. Реле регулятора может его убить если выдается напряжение больше 14 вольт. Гель просто растает.
  10. Иногда приходится докупать дополнительные защитные клеймы с регулирующем реле. Это позволит предотвратить батарею от скачка напряжения выше нормы.

Как обслуживать гелевый аккумулятор

Некоторые потребители оставляют негативные отзывы о подобных типах АКБ. Обычно они связаны с тем что гель тает и характеристики устройства падают. Но здесь большинство забывает об условиях, эксплуатации, которые приведены ниже. Если их нарушать, то гелевый аккумулятор проработает мало времени.

Газ, который генерируется внутри АКБ, наружу не выходит. Поэтому можно особо не контролировать чистоту отверстий. При плохих температурных условиях, например, в мороз, емкость проседает на 19%. Это не слишком много.

Особого ухода он не требует. Главное не перезаряжать и не перегревать его. Протирайте поверхность от пыли и влаги. Следите за тем чтобы ничего не спровоцировало замыкание. Данный АКБ особо не прихотлив. Он сможет завести автомобиль и после 3-х летнего сна на полке.

Температурная кривая гелевого аккумулятора

Условия хранения и эксплуатации гелевых аккумуляторов

Данные устройства особо не прихотливы, но некоторые правила следует соблюдать.

 

  1. Не следует допускать перезаряда. Напряжение не должно превышать 14,4 вольт. В противном случае электролит начинает выкипать. Это приводит к порче АКБ.
  2. Следует хранить его в температурном диапазоне от -35 до +50 градусов Цельсия. Этот период не должен превышать 6 месяцев.
  3. Хоть производитель и сообщает что глубокий разряд не вредит,  лучше до этого не доводить.

Со временем емкость снижается

Зарядка гелевого аккумулятора

Обычное зарядное устройство для этих типов АКБ не подойдет. Нужно использовать такое где имеется возможность настроить силу тока и напряжение. В противном случае можно испортить источник энергии.

Алгоритм зарядки гелевого аккумулятора

  1. Открутите пробки.
  2. На зарядном устройстве поставьте нужное напряжение и нулевой ток.
  3. Подсоедините клеймы зарядника к источнику питания соблюдая полярность.
  4. Настройте параметры тока ЗУ.
  5. Периодически наблюдайте за показателями. Не стоит оставлять АКБ в одиночестве! 😊 Если заметите скачки напряжения, то отсоедините зарядное устройство от источника тока.

Сколько заряжать гелевый аккумулятор?

Многие специалисты советуют выполнять подзарядку на протяжение суток. В течение этого времени следует постепенно снижать силу тока. При этом следует контролировать напряжение. Подобный подход позволит значительно увеличить срок службы батареи. И зарядить ее уже через 12-15 часов.

Во время зарядки напряжение может подняться выше нормы. Чтобы понизить, уменьшите силу тока.

Использование геля делает зарядку лучше и быстрее.

Зарядное устройство для гелевых аккумуляторов

На данный момент на рынке имеется множество зарядников. Но для АКБ выполненной по технологии GEL потребуется особый аппарат.

Союз ВС-2410А

ЗУ для геля 1

Omnicharge 12-40

ЗУ гел 2

Это достаточно мощное и дорогое устройство.

Таким образом реанимировать гелевый аккумулятор с помощью ЗУ сможет каждый!

Перед приобретением ЗУ убедитесь, что оно:

  1. Автоматически выключать подачу тока после остановки процесса зарядки.
  2. Владеет защитой от перегрева.
  3. Выдает стабильно напряжение.
  4. Имеет температурную компенсацию. То есть регулирует параметры зарядки учитывая условия окружающей среды.
  5. Может регулировать силу тока.

Рекомендуемое напряжение зарядки обычно находится на корпусе после словосочетания «Cycle use». К гелевым АКБ применим режим для поддержания энергии. Какое напряжение для этого нужно указано на против строки «Standby use».

Схема зарядного устройства для гелевых аккумуляторов

Самодельное зарядное устройство можно собрать по схеме, изображенной ниже. Подходит для АКБ на 12 вольт и 7 ампер в час.

Схема ЗУ для гелевого аккумулятора

При сборке не нужно ни каких редких деталей. Их можно прикупить в радио магазине или найти в старой не сломанной технике.

вид с верху

Вид на плате

Печатная плата

Более детальнее о сборке ЗУ написано в этих статьях:

  • https://www.drive2.ru/b/3121981/
  • http://radioskot.ru/publ/zu/zarjadnoe_dlja_gelevykh_akkumuljatorov/8-1-0-822
  • http://rustaste.ru/improvised-charger-for-gel-batteries-l200c.html

Напряжение зарядки не должно превышать 14,4 вольт! Они очень чувствительны к повышенному току зарядки! Несоблюдения этого может спровоцировать взрыв!!!

Замена электролита в гелевой АКБ

Иногда может произойти так что гелевый аккумулятор потерял часть своей емкости. Это может произойти из-за высыхания содержимого. Для доливания выполните следующее:

  • Уберите закрывашку.
  • Избавьтесь от резиновых заглушек на корпусе.
  • Наберите в шприц 2 кубика дистиллированной воды.
  • Залейте его в каждую банку.
  • Подождите около 4 часов. Должна произойти реакция.
  • Если нужно долейте еще дистиллированной воды и оставьте его на некоторое время. Если воды много, удалите ее.
  • Измерьте напряжение на клеймах.
  • Установите заглушки на их прежнее место и закройте крышку.
  • Поставьте источник питания заряжаться.

Для гелевых батарей проверка плотности электролита не нужна. Из-за литого корпуса он не теряет эффективность. Все сохраняется и работает даже при повреждении.

Где используется гелевый аккумулятор?

Гелевые аккумуляторы на 6 и 12 вольт могут применяться в:

  1. Шуруповертах.
  2. Бесперебойниках (ИБП).
  3. Машинах.
  4. Скутерах.
  5. Мотоциклах.
  6. Снегоходах.
  7. Квадрациклах.
  8. Котлах.
  9. Лодочных электромоторах.
  10. Для солнечных батарей.
  11. Применяют для электроколясок.
  12. Эхолота.
  13. Спутниках.
  14. Космических кораблях.
  15. Военной технике.
  16. Уличном освещении.
  17. Как накопители альтернативной энергии от ветряков.
  18. Аппаратура связи.
  19. Гидроциклы.

Чем выше ток разряда или пусковой ток, тем мощнее является АКБ.

Как отличить гелевый аккумулятор от кислотного?

АКБ по типу GEL изначально разрабатывался для военных целей. При повреждении этот тип способен еще долго проработать.

Узнать гелевый аккумулятор это или нет, можно по этикетке на самом устройстве. На корпусе будет надпись GEL.

Гелевый аккумулятор_1

Чем отличается гелевый аккумулятор от кислотного?

Основное отличие от обычного накопителя тока заключается в наличие густого электролита. Это позволяет использовать источник энергии хоть к верх ногами. Он будет работать, в отличие от кислотного. В кислотном сразу и плотность изменится и напряжение станет другим. В Gel АКБ все будет без особых изменений.

Лучше всего гелевые аккумуляторы применять для автомобилей с точной электронной начинкой.

Производители

  • Deka;
  • Varta;
  • Bosch;
  • Optima;
  • Delta;

Компания VARTA ULTRA DYNAMIC

Гелевые аккумуляторы от компании Varta это изобретение немецких инженеров. Им удалось сделать батарею надежной. Электролит в их модели способен впитываться в отдельный сепаратор и сразу превращаться в гель. Такой АКБ может работать в любом положении. Правда есть один недостаток, это потеря мощности при низких температурах. Плюс высокая стоимость.

АКБ от фирмы Optima Yellow Top

Это разработка американских ученых. Они научились по-особому укладывать пластины. За счет этого производимые элементы питания уменьшились в размерах. Их можно узнать по цилиндрическим банкам. Такие акб с малой емкостью имеют пусковой ток до 765 А. Хорошо выдерживают большие нагрузки. Стоимость на такие батареи варьирует в районе 20 000 р.

Гелевый АКБ DELTA GX 12-60

Производитель обещает высокий срок службы до 10 лет. Выдерживает температурные перепады от -40 до +40 градусов Цельсия.

Производство гелевых аккумуляторов

Для получения густого наполнителя в его состав добавляют частицы кремния или наполнитель на основе стекловолокно. Как создаются такие АКБ в действительности является секретной информацией. Так сказать, коммерческой тайной. Ниже в ролике о них немного говорится.

Видео о гелевых аккумуляторах

Сколько стоит гелевый аккумулятор?

Расценки зависят от характеристик. На современные рынки маленькие акб батареи можно встретить и по цене 600 рублей.  Максимальный предел стоимости доходит до 80 000 р. За эти деньги можно приобрести полноценный мотоцикл.

Отзывы о гелевых аккумуляторах

В интернете по этому чуду техники есть как положительные, так и отрицательные отзывы. Некоторые из них связаны с жалобами на гельку. Но кто знает может быть эти владельцы грубо нарушили правила эксплуатации. Например заряжали высоким током или сильно морозили его. Вот он им и не понравился.

Пару скриншотов с отзывами

1 2 3

Мороз и гелевый аккумулятор

Производители заявляют, что он выдерживает температуры до -50 градусов Цельсия. Но здесь есть свои нюансы. И вообще это спорное утверждение.

При умеренной нагрузке на холоде гелевый аккумулятор для автомобиля показывает преимущество перед всеми другими типами АКБ. Так же его можно спокойно хранить на морозе.

В минусовых температурных условиях у Gel АКБ заметно падает пусковой ток. Это может привести к тому что на сильном холоде автомобиль не заведется.

В холодное время года гель может замерзнуть. Но есть виды со специальными присыпками против замерзания. Правда в этом случае стоимость источника энергии будет заметно выше.

Как выбрать гелевый аккумулятор?

Перед покупкой следует обратить внимание на следующие вещи:

  • Максимальный ток нагрузки.
  • Номинальное напряжение.
  • Номинальная емкость.
  • В каком режиме можно заряжать.
  • Длительность цикла заряда/разряда.
  • При какой температуре можно использовать.
  • Для чего предназначен.
  • Знать размеры АКБ для того чтобы удостоверится что он войдет в специальный разъем автомобиля.
  • Проследите за тем чтобы клеймы были расположены в удобном для вас порядке. В противном случае придется удлинять провода, идущие на батарею.

Так же нужно знать напряжение которые выдает ваш генератор. Оно не должно превышать 14,4 вольт.

Какой аккумулятор выбрать гелевый или свинцово кислотный?

Здесь нужно исходить из того где собираетесь его использовать. Если в авиации или мототехники, то гелевая батарея — это отличный выбор. В старый автомобиль по типу ВАЗ лучше воткнуть кислотный. Там с генератора напряжение может идти и 16 вольт, а это очень плохо для Gel технологии.

Гелевый это более чувствительный источник энергии и в мороз он может подвести.

Здесь все зависит от того где вы его собираетесь использовать и при каких условиях. Поэтому делайте свой выбор правильно!

 

Ссылка на основную публикацию