AGM baterija - tehnologija, prednosti i nedostaci

Neprekinuti izvor napajanja potreban je za više od pukog aktiviranja startera i pokretanja motora. Baterija se koristi i za osvjetljenje u slučaju nužde, rad ugrađenog sustava s isključenim motorom, kao i kratki pogon kada je generator u kvaru. Najčešća vrsta baterija koja se koristi u automobilima je olovna kiselina. Ali oni imaju nekoliko modifikacija. Jedan od njih je AGM. Razmotrimo neke modifikacije ovih baterija, kao i njihove razlike. Što je posebno u tipu AGM baterija?

Što je AGM tehnologija baterija?

Ako baterije podijelimo uvjetno, tada se dijele na servisirane i bez nadzora. Prva kategorija uključuje baterije u kojima elektrolit vremenom isparava. Vizualno se razlikuju od druge vrste po tome što imaju poklopce na vrhu za svaku limenku. Kroz ove se rupe nadoknađuje nedostatak tekućine. U drugu vrstu baterija nije moguće dodati destiliranu vodu zbog značajki dizajna i materijala koji minimaliziraju stvaranje mjehurića zraka u spremniku.

Druga klasifikacija baterija odnosi se na njihove karakteristike. Postoje i dvije vrste njih. Prvo je starter, a drugo vuča. Starterske baterije imaju veliku startnu snagu i koriste se za pokretanje velikih motora s unutarnjim izgaranjem. Vučna baterija odlikuje se sposobnošću duljeg odavanja napona. Takva je baterija ugrađena u električna vozila (međutim, ovo nije punopravni električni automobil, već uglavnom dječji električni automobili i invalidska kolica) i električne instalacije koje ne koriste početnu struju velike snage. Što se tiče punopravnih električnih automobila poput Tesle, AGM baterija se također koristi u njima, ali kao osnova za ugrađeni sustav. Elektromotor koristi drugu vrstu baterije. Za više informacija o tome kako odabrati pravu bateriju za svoj automobil, pročitajte u drugoj recenziji.

AGM baterija razlikuje se od klasičnog kolege po tome što se kućište ne može otvoriti ni na koji način, što znači da spada u kategoriju izmjena koje nisu potrebne za održavanje. U procesu razvoja tipova AGM baterija bez održavanja, znanstvenici su uspjeli postići smanjenje količine plinova koji se oslobađaju na kraju punjenja. Ovaj je učinak postao moguć zahvaljujući činjenici da je elektrolit u strukturi u manjoj količini i u boljem je kontaktu s površinom ploča.

Osobitost ove preinake je da spremnik nije napunjen slobodnim elektrolitom u tekućem stanju, koji je u izravnom kontaktu s pločama uređaja. Pozitivna i negativna ploča odvojene su ultratankim izolacijskim materijalom (stakloplastika i porozni papir) impregniranim aktivnom kiselinskom tvari.

Povijest pojave

Naziv AGM dolazi od engleskog "upijajuća staklena podloga", što u prijevodu znači upijajući materijal za jastuke (izrađen od stakloplastike). Sama tehnologija pojavila se 70-ih godina prošlog stoljeća. Tvrtka koja je registrirala patent za novitet je američki proizvođač Gates Rubber Co.

Sama ideja potekla je od jednog fotografa koji je razmišljao o tome kako smanjiti brzinu oslobađanja kisika i vodika iz prostora u blizini ploča. Jedna od mogućnosti koja mu je pala na pamet bila je zgušnjavanje elektrolita. Ova karakteristika materijala osigurala bi bolje zadržavanje elektrolita kada se baterija preokrene.

Prve AGM baterije otpale su s proizvodne trake 1985. godine. Ova se preinaka uglavnom koristila za vojne zrakoplove. Također, ova napajanja korištena su u telekomunikacijskim sustavima i signalnim instalacijama s pojedinačnim napajanjem.

U početku je kapacitet baterije bio mali. Ovaj je parametar varirao u rasponu od 1-30 a / h. Vremenom je uređaj dobio povećani kapacitet, tako da je instalacija mogla dulje raditi. Osim automobila, ova vrsta baterija koristi se za stvaranje neprekidnih izvora napajanja i drugih sustava koji rade na autonomnom izvoru energije. U računalu UPS može se koristiti manja AGM baterija.

Princip rada

Klasična olovna baterija izgleda poput kućišta, podijeljena u nekoliko odjeljaka (banaka). Svaka od njih ima ploče (materijal od kojeg su izrađeni je olovo). Oni su uronjeni u elektrolit. Razina tekućine mora uvijek prekriti ploče kako se ne bi urušile. Sam elektrolit je otopina destilirane vode i sumporne kiseline (za više detalja o kiselinama koje se koriste u baterijama pročitajte здесь).

Kako bi spriječili kontakt ploča, između njih su pregrade izrađene od mikroporozne plastike. Struja se stvara između ploča s pozitivnim i negativnim nabojem. AMG baterije razlikuju se od ove modifikacije po tome što se između ploča nalazi porozni materijal impregniran elektrolitom. Ali njegove pore nisu u potpunosti ispunjene aktivnom tvari. Slobodni prostor je vrsta odjeljka za plin u kojem se kondenzira nastala vodena para. Zahvaljujući tome, zapečaćena ćelija se ne pukne tijekom punjenja (pri punjenju klasične servisirane baterije potrebno je odvrnuti čepove limenki, jer se u završnoj fazi mjehurići zraka mogu aktivno razvijati i spremnik može biti bez tlaka ).

S obzirom na kemijske procese koji se odvijaju u ove dvije vrste baterija, oni su identični. Samo se baterije izrađene AGM tehnologijom razlikuju po svom dizajnu i stabilnosti rada (ne treba im vlasnik da dolijeva elektrolit). Zapravo je riječ o istoj olovnoj bateriji, ali zahvaljujući poboljšanom dizajnu u njoj su uklonjeni svi nedostaci klasičnog tekućeg analoga.

Klasični uređaj radi prema sljedećem principu. U trenutku potrošnje električne energije gustoća elektrolita se smanjuje. Između ploča i elektrolita odvija se kemijska reakcija, što rezultira električnom strujom. Kada potrošači odaberu cijelu naboj, započinje postupak sulfacije olovnih ploča. Ne može se preokrenuti ako se ne poveća gustoća elektrolita. Ako se takva baterija napuni, tada će se, zbog male gustoće, voda u spremniku zagrijati i jednostavno proključati, što će ubrzati uništavanje olovnih ploča, pa zato, u naprednim slučajevima, neki dodaju kiselinu.

Što se tiče modifikacije AGM, ona se ne boji dubokog pražnjenja. Razlog tome je dizajn napajanja. Zbog čvrstog kontakta staklenih vlakana impregniranih elektrolitom, ploče ne prolaze sulfaciju, a tekućina u limenkama ne kipi. Glavna stvar u radu uređaja je spriječiti prekomjerno punjenje, što izaziva pojačano stvaranje plina.

Takav izvor napajanja morate napuniti na sljedeći način. Obično naljepnica uređaja sadrži upute proizvođača za minimalni i maksimalni napon punjenja. Budući da je takva baterija vrlo osjetljiva na postupak punjenja, za to biste trebali koristiti poseban punjač koji je opremljen funkcijom promjene napona. Takvi punjači pružaju takozvani "plutajući naboj", odnosno dijelnu opskrbu električnom energijom. Prvo se napaja četvrtina nazivnog napona (dok temperatura treba biti unutar 35 stupnjeva).

Nakon što elektronika punjača popravi određenu količinu naboja (oko 2.45 V po ćeliji), aktivira se algoritam smanjenja napona. To osigurava nesmetan završetak postupka i nema aktivne evolucije kisika i vodika. Čak i najmanji prekid ovog postupka može značajno smanjiti performanse baterije.

Druga AGM baterija zahtijeva posebnu uporabu. Dakle, možete pohraniti uređaje na apsolutno bilo kojem položaju. Osobitost ovih vrsta baterija je u tome što imaju malu brzinu samopražnjenja. Za godinu dana skladištenja kapacitet može izgubiti najviše 20 posto kapaciteta (pod uvjetom da je uređaj bio uskladišten u suhoj sobi na pozitivnoj temperaturi u rasponu od 5 do 15 stupnjeva).

Ali istodobno je potrebno povremeno provjeravati razinu punjenja, nadgledati stanje stezaljki i zaštititi ga od vlage i prašine (to može izazvati samopražnjenje uređaja). Radi sigurnosti napajanja potrebno je izbjegavati kratke spojeve i nagle skokove napona.

AGM baterijski uređaj

Kao što smo već primijetili, kućište AGM u potpunosti je zapečaćeno, stoga su takvi elementi klasificirani kao modeli bez održavanja. Umjesto plastičnih poroznih pregrada, unutar tijela između ploča nalazi se porozna stakloplastika. To su separatori ili odstojnici. Ovaj je materijal neutralan u električnoj vodljivosti i u interakciji s kiselinama. Pore ​​su joj 95 posto zasićene djelatnom tvari (elektrolitom).

Da bi se smanjio unutarnji otpor, stakloplastika također sadrži malu količinu aluminija. Zahvaljujući tome, uređaj je u stanju održavati brzo punjenje i oslobađa energiju po potrebi.

Baš kao i uobičajena baterija, AGM modifikacija također se sastoji od šest limenki ili spremnika s pojedinačnim setom ploča. Svaka je skupina spojena na odgovarajući terminal baterije (pozitivan ili negativan). Svaka banka daje napon od dva volta. Ovisno o vrsti baterije, ploče možda neće biti paralelne, već smotane. U ovom dizajnu, baterija će imati cilindrični oblik limenki. Ova vrsta baterija izuzetno je izdržljiva i otporna na vibracije. Još jedna prednost takvih modifikacija je ta što njihovo pražnjenje može proizvesti najmanje 500, a najviše 900A (u uobičajenim baterijama ovaj je parametar unutar 200A).

1) čep sa sigurnosnim ventilima i poklopac s jednim odzračnikom; 2) Deblje i jače tijelo i pokrivač; 3) blok ploča; 4) Polublok negativnih ploča; 5) negativna ploča; 6) negativna rešetka; 7) fragment apsorbirane građe; 8) Pozitivna ploča s separatorom od stakloplastike; 9) Pozitivna rešetka; 10) Pozitivna ploča; 11) Polublok pozitivnih ploča.

Ako uzmemo u obzir klasičnu bateriju, tada punjenje izaziva stvaranje mjehurića zraka na površini ploča. Zbog toga je elektrolit manje u kontaktu s olovom, što pogoršava performanse napajanja. U poboljšanom analognom ne postoji takav problem, jer staklena vlakna osiguravaju stalan kontakt elektrolita s pločama. Da bi se spriječilo da višak plina uzrokuje smanjenje tlaka u uređaju (to se događa kada punjenje nije pravilno izvedeno), u kućištu se nalazi ventil koji ih otpušta. Za više informacija o pravilnom punjenju baterije pročitajte odvojeno.

Dakle, glavni elementi dizajna AGM baterija su:

• Hermetički zatvoreno kućište (izrađeno od plastike otporne na kiseline koja podnosi stalne vibracije s malim udarcima);
• Ploče za pozitivni i negativni naboj (izrađene su od čistog olova, koje mogu sadržavati silicijske aditive), koje su povezane paralelno s izlaznim stezaljkama;
• Mikroporozna stakloplastika;
• Elektrolit (puni 95% poroznog materijala);
• Ventili za uklanjanje suvišnih plinova;
• Pozitivni i negativni terminali.

Što koči širenje AGM-a

Prema nekim procjenama, godišnje se u svijetu proizvede oko 110 milijuna punjivih baterija. Unatoč njihovoj većoj učinkovitosti u usporedbi s klasičnim olovnim kiselinama, oni zauzimaju samo mali dio tržišne prodaje. Nekoliko je razloga za to.

1. Ne proizvodi svaka tvrtka za proizvodnju baterija napajanja pomoću ove tehnologije;
2. Trošak takvih baterija puno je veći od uobičajenih vrsta uređaja (za tri do pet godina rada automobilistu neće biti teško prikupiti par stotina dolara za novu tekuću bateriju). Obično su dva do dva i pol puta skuplji;
3. Uređaj identičnog kapaciteta bit će puno teži i obimniji u usporedbi s klasičnim analogom, a ne omogućuje vam svaki model automobila postavljanje povećane baterije ispod haube;
4. Takvi su uređaji vrlo zahtjevni za kvalitetu punjača koji također košta puno novca. Klasično punjenje može uništiti takvu bateriju za nekoliko sati;
5. Nije svaki ispitivač u stanju odrediti stanje takve baterije, stoga za servisiranje električnog izvora morate potražiti specijalizirani servis;
6. Da bi generator stvarao napon potreban za adekvatno punjenje baterije tijekom rada, ovaj će mehanizam također morati biti promijenjen u automobilu (za detalje o načinu rada generatora pročitajte u drugom članku);
7. Uz negativan učinak jakih mrazeva, uređaj također ne podnosi dobro visoke temperature. Stoga se pretinac tijekom ljeta mora dobro provjetravati.

Ovi razlozi natjeraju vozače na razmišljanje: vrijedi li uopće kupiti tako složenu bateriju ako za isti novac možete kupiti dvije jednostavne preinake? Uzimajući u obzir potrebe tržišta, proizvođači ne riskiraju puštanjem velikog broja proizvoda koji će jednostavno skupljati prašinu u skladištima.

Glavne vrste olovnih baterija

Budući da je glavno tržište baterija automobilska industrija, one su uglavnom prilagođene vozilima. Glavni kriterij po kojem se bira izvor napajanja je ukupno opterećenje cijelog električnog sustava i instrumenata vozila (isti parametar vrijedi i za odabir generatora). Budući da moderni automobili koriste veliku količinu elektronike na brodu, mnogi modeli više nisu opremljeni standardnim baterijama.

U nekim se situacijama tekući modeli više ne mogu nositi s takvim opterećenjem, a AGM modifikacije to mogu podnijeti prilično dobro, jer njihov kapacitet može biti dva do tri puta veći od kapaciteta standardnih analoga. Osim toga, neki moderni vlasnici automobila nisu spremni trošiti vrijeme na servis napajanja (iako im nije potrebno puno održavanja).

Suvremeni automobil može koristiti jednu od dvije vrste baterija. Prva je opcija tekućine bez održavanja. Umjesto pločica antimona koristi kalcijeve ploče. Drugi je analogni nama već poznat, napravljen uporabom AGM tehnologije. Neki vozači brkaju ovu vrstu baterija s gel baterijama. Iako izgledom mogu izgledati slično, zapravo se radi o različitim vrstama uređaja. Pročitajte više o gel baterijama здесь.

Kao poboljšani analog klasične tekuće baterije, na tržištu postoje modifikacije načinjene pomoću EFB tehnologije. Riječ je o istom tekućem napajanju olovnim kiselinama, samo radi sprečavanja sulfacije plus ploča, oni su dodatno omotani poroznim materijalom i poliesterom. To produžava vijek trajanja standardne baterije.

Primjena AGM baterija

AGM baterije se često koriste u automobilima opremljenim sustavima start / stop, jer imaju impresivan kapacitet u usporedbi s klasičnim tekućim napajanjima. Ali automobilska industrija nije jedino područje u kojem se primjenjuju AGM modifikacije.

Razni sustavi s vlastitim napajanjem često su opremljeni AGM ili GEL baterijama. Kao što je ranije spomenuto, takve se baterije koriste kao izvor električne energije za samovozna kolica i dječja električna vozila. U svakom slučaju, električna instalacija s pojedinačnim neprekidnim napajanjem od šest, 12 ili 24 volta može uzeti uređaj iz ovog uređaja.

Ključni parametar pomoću kojeg možete odrediti koju bateriju ćete koristiti je vučna snaga. Tekuće modifikacije ne podnose se dobro s takvim opterećenjem. Primjer za to je rad audio sustava u automobilu. Tekuća baterija može sigurno pokrenuti motor nekoliko puta, a radio magnetofon će ga isprazniti za nekoliko sati (kako pravilno spojiti magnetofon s pojačalom, pročitajte odvojeno), iako je potrošnja energije ovih čvorova vrlo različita. Iz tog se razloga za pokretanje koriste klasična napajanja.

Prednosti i tehnologija AGM baterije

Kao što je već spomenuto, razlika između AGM i klasičnih baterija samo je u dizajnu. Razmotrimo koje su prednosti poboljšane modifikacije.

1. Ne boji se dubokih pražnjenja. Bilo koja baterija ne podnosi jako pražnjenje, a za neke preinake ovaj faktor je jednostavno destruktivan. U slučaju standardnih izvora napajanja, na njihov kapacitet kritično utječe često pražnjenje ispod 50 posto. Nemoguće je pohraniti bateriju u ovom stanju. Što se tiče tipova AGM, oni podnose oko 20 posto više gubitaka energije bez ozbiljne štete u odnosu na klasične baterije. Odnosno, opetovano pražnjenje do 30 posto neće utjecati na performanse baterije.
2. Ne boji se jakih padina. Zbog činjenice da je kućište baterije zapečaćeno, elektrolit se ne izlije iz posude kada se prevrne. Apsorbirani materijal sprječava slobodno kretanje radne tvari pod utjecajem gravitacije. Međutim, bateriju ne smijete čuvati ili raditi naopako. Razlog tome je što u ovom položaju prirodno uklanjanje viška plina kroz ventil neće biti moguće. Ventili za odvod bit će na dnu, a sam zrak (njegovo stvaranje je moguće ako se krši postupak punjenja - prekomjerno punjenje ili upotreba uređaja koji daje pogrešnu ocjenu napona) pomaknut će se prema gore.
3. Bez održavanja. Ako se baterija koristi u automobilu, postupak popunjavanja volumena elektrolita nije naporan i nije štetan. Kada se poklopci limenki odvrnu, pare sumporne kiseline izlaze iz posude u maloj količini. Iz tog razloga servisiranje klasičnih baterija (uključujući njihovo punjenje, jer u ovom trenutku banke moraju biti otvorene) treba biti u dobro prozračenom prostoru. Ako baterija radi u stambenom okruženju, takav se uređaj mora ukloniti iz prostora radi održavanja. Postoje električne instalacije koje koriste snop velikog broja baterija. U ovom je slučaju njihov rad i održavanje u zatvorenoj sobi opasno za ljudsko zdravlje, pa se u takvim slučajevima koriste baterije proizvedene uporabom AGM tehnologije. Elektrolit u njima isparava samo ako je prekršen postupak punjenja i ne trebaju ih servisirati tijekom cijelog radnog vijeka.
4. Ne podliježe sulfaciji i koroziji. Budući da elektrolit ne vrije i ne isparava tijekom rada i pravilnog punjenja, ploče uređaja su u stalnom kontaktu s radnom tvari. Zbog toga se proces uništavanja u takvim izvorima energije ne događa. Iznimka je isto neispravno punjenje, tijekom kojeg se rekombinacija nastalih plinova i isparavanje elektrolita poremete.
5. Ne boji se vibracija. Bez obzira na položaj kućišta baterije, elektrolit je stalno u kontaktu s pločama, jer je stakloplastika čvrsto pritisnuta na njihovu površinu. Zbog toga niti male vibracije niti tresenje ne izazivaju kršenje kontakta ovih elemenata. Iz tog se razloga ove baterije mogu sigurno koristiti na vozilima koja često voze po neravnom terenu.
6. Stabilnije na visokim i niskim temperaturama okoline. U uređaju AGM akumulatora nema slobodne vode koja bi se mogla smrznuti (tijekom kristalizacije tekućina se širi, što je često razlog smanjenja tlaka u kućištima) ili ispariti tijekom rada. Iz tog razloga poboljšani tip napajanja ostaje stabilan pri mrazevima od -70 stupnjeva i vrućini od +40 stupnjeva Celzijusa. Istina, u hladnom vremenu pražnjenje se događa jednako brzo kao u slučaju klasičnih baterija.
7. Pune se brže i isporučuju veću struju u kraćem vremenskom razdoblju. Drugi je parametar vrlo važan za hladno pokretanje motora s unutarnjim izgaranjem. Tijekom rada i punjenja takvi se uređaji ne zagrijavaju jako. Ilustracije radi: tijekom punjenja uobičajene baterije oko 20 posto energije pretvara se u toplinu, dok je u AGM inačicama taj parametar unutar 4%.

Mane baterija s AGM tehnologijom

Unatoč takvom nizu prednosti, baterije tipa AGM također imaju značajne nedostatke, zbog kojih uređaji još nisu dobili široku upotrebu. Ovaj popis uključuje takve čimbenike:

1. Iako su neki proizvođači pokrenuli masovnu proizvodnju takvih proizvoda, njihovi su troškovi i dalje dvostruko veći od klasičnih analoga. Trenutno tehnologija još nije dobila ispravna poboljšanja koja bi smanjila troškove proizvoda bez ugrožavanja njihovih performansi.
2. Prisutnost dodatnih materijala između ploča čini dizajn većim i istodobno težim u usporedbi s tekućim baterijama istog kapaciteta.
3. Za pravilno punjenje uređaja potreban vam je poseban punjač koji također košta pristojan novac.
4. Postupak punjenja mora se pratiti kako bi se spriječilo prekomjerno punjenje ili neispravno napajanje naponom. Također, uređaj se jako boji kratkih spojeva.

Kao što vidite, AGM baterije nemaju toliko negativnih aspekata, ali to su značajni razlozi zašto ih se vozači ne usuđuju koristiti u svojim vozilima. Iako su u nekim područjima jednostavno nezamjenjivi. Primjer za to su velike električne jedinice s pojedinačnim neprekidnim napajanjem, skladišne ​​stanice napajane solarnim pločama itd.

Na kraju pregleda nudimo kratku video usporedbu tri izmjene baterije:

ZA # 26: EFB, GEL, AGM prednosti i nedostaci akumulatora!

Pitanja i odgovori:

Koja je razlika između AGM i obične baterije? AGM je još teži od konvencionalne kiselinske baterije. Osjetljiv je na prekomjerno punjenje, morate ga napuniti posebnim punjenjem. AGM baterije ne zahtijevaju održavanje.

Zašto vam treba AGM baterija? Ovo napajanje ne zahtijeva održavanje, stoga ga je prikladnije koristiti na stranim automobilima. Dizajn kućišta baterije omogućuje okomitu instalaciju (zapečaćeno kućište).

Što znači oznaka AGM na bateriji? To je skraćenica od moderne tehnologije napajanja s olovnom kiselinom (Absorber Glass Mat). Baterija je u istoj klasi kao i gelasta baterija.