Багато хто плутає і називає акумулятори з абсорбованим гелітовим електролітом. Але це не так, просто дві різні технології виробництва акумуляторів, що вирішували одні й ті самі завдання, але знайшли різне застосування у техніці.
Свинцево-кислотні акумуляторні батареї з часу їх винаходу і досі залишаються надійними, довговічними і не вимагають великих експлуатаційних витрат хімічними джерелами струму в автомобілях. В даний час виробляються та активно експлуатуються акумуляторні батареї трьох типів.
Батареї першого покоління – батареї з рідким електролітом
Активною масою позитивного електрода звичайної автомобільної батареї служить двоокис свинцю, негативного – чистий свинець, а електроліт – водний розчин сірчаної кислоти. При розряді батареї активні маси пластин входять у хімічну реакцію з електролітом, виробляючи електричний струм. При цьому вони перетворюються на сульфат свинцю, а в електроліт виділяється вода. При заряді відбувається зворотний процес.
Для підвищення твердості та корозійної стійкості електродів свинцеві грати, що утримують активну масу, спочатку легували добавками сурми та миш’яку. Але сурма сприяє підвищеній витраті води та зниженню ЕРС акумуляторної батареї в процесі експлуатації. Така незручність як необхідність обслуговування класичних батарей змусила виробників шукати способи спрощення експлуатації. Спочатку було знижено вміст сурми у пластинах, потім із негативних пластин сурму витіснив кальцій. Гібридні АКБ продовжували вимагати доливання води, але вже набагато рідше. Застосування кальцію в позитивних пластинах призвело до появи батарей, що теоретично не вимагають доливання протягом усього терміну експлуатації. Проте, кальцієві батареї мають інший недолік: вони погано переносять глибокі розряди. Щоб підвищити стійкість АКБ до глибоких розрядів, свинцево-кальцієвий сплав позитивних пластин стали додавати срібло (Ag). Так виникли найпоширеніші на сьогоднішній день автомобільні АКБ, що не обслуговуються.
Батареями другого покоління стали герметизовані гелеві батареї (Gelled Electrolite)
У таких батареях кислотний електроліт знаходиться у гелеподібному стані завдяки додаванню до нього сполук кремнію. Гелевий електроліт дозволяє досягти повної герметичності батареї, так як все газовиділення відбувається всередині сильно розвиненої системи пір в масі гелю. Це вирішує проблему необслуговуваності АКБ.
Однак акумулятори із загущеним електролітом мають дещо гірші навантажувальні характеристики в порівнянні з класичними АКБ: великі струми з них зняти складніше через більш високий внутрішній опір. Батареї з рідким електролітом краще працюють при високих струмах навантаження за коротких режимів. Крім того, гелеві батареї критичні до температури навколишнього середовища та стабільності зарядної напруги. Для їх підзаряду потрібно використовувати зарядні пристрої, що забезпечують нестабільність напруги заряду не гірше +/- 1% для запобігання рясному газовиділенню.
Батареї типу GEL найбільш стійкі до глибоких розрядів і не потребують обслуговування протягом усього терміну служби за нормальних умов експлуатації. Але при їх порушенні відбувається швидке старіння батареї.
Як автомобільні акумулятори великого поширення гелеві батареї не отримали через дуже високі вимоги до бортового електроустаткування і через різке падіння пускового струму на холоді. Але широко застосовуються як резервні джерела живлення у сфері телекомунікацій.
Батареї третього покоління – це герметизовані батареї з абсорбованим сепараторами електролітом (AGM – Absorptive Glass Mat)
AGM-технологія знову повернулася до рідкої кислоти, але електроліт утримується в порах сепаратора з ультратонких скляних волокон, розміщених між електродами. Такий сепаратор є пористою системою, в якій капілярні сили утримують електроліт. При цьому кількість електроліту дозується так, щоб дрібні пори були заповнені, а великі залишалися вільними для вільної циркуляції газів. Принцип рециркуляції такий самий, як у гелевих АКБ: блукаючи по порах сепаратора, гази встигають “повернутися” в електроліт, не залишаючи корпус акумулятора. Таким чином, батареї AGM також не вимагають обслуговування протягом усього терміну експлуатації.
Конструкція батарей AGM дозволяє не тільки герметизувати корпус, але й зберегти працездатність батареї навіть у разі пошкоджень зовнішньої оболонки. Вони нечутливі до коливань температури, довговічні та вібростійкі.
Але головна перевага таких батарей – у стійкості до глибоких розрядів. Відбувається це за рахунок підвищеної щільності складання блоку пластин та утримання активної маси. Електроліт “пов’язаний”, і розряд акумулятора не супроводжується його випарюванням з подальшим окисленням пластин, як це трапляється з традиційними АКБ.
Але, як і гелеві, AGM батареї чутливі до перевищення зарядної напруги, тільки причиною тут є значно менша кількість електроліту в них. Тому єдиною умовою для тривалої експлуатації таких акумуляторів в автомобілі є правильний вибір зарядного пристрою і контроль за роботою генератора.
