مقایسه باتری: اسید سرب ، ژل و AGM

در حال حاضر ، سه نوع اصلی باتری ذخیره سازی در بازار وجود دارد: اسید سرب با الکترولیت مایع ، ژل و AGM. همه آنها اصل عملکرد یکسانی دارند ، اما تفاوت های قابل توجهی در دستگاه وجود دارد. این تفاوت ها ویژگی های خاصی به آنها می دهد ، با این حال ، هر نوع معایب خاص خود را دارد که باید هنگام انتخاب باتری مورد توجه قرار گیرد.

باتری های اسید سرب با الکترولیت مایع

این نوع باتری قابل شارژ بیشترین استفاده را دارد. طرح آنها از زمان اختراع در سال 1859 تاکنون تا حد زیادی تغییر نکرده است.

دستگاه و اصل عمل

محفظه باتری شامل شش محفظه یا قوطی جدا شده از یکدیگر است. هر محفظه حاوی صفحات سرب و یک الکترولیت مایع است. صفحات با بارهای مثبت و منفی (کاتد و آند). صفحات سرب ممکن است حاوی ناخالصی های آنتیموان یا سیلیسیم باشند. الکترولیت مخلوطی از اسید سولفوریک (35٪) و آب مقطر (65٪) است. بین صفحات سربی صفحات جداکننده متخلخل وجود دارد که جدا کننده نامیده می شوند. آنها برای جلوگیری از اتصال کوتاه لازم هستند. هر بانک در حدود 2 ولت برای مجموع 12 ولت (زنجیره دیزی) تولید می کند.

جریان موجود در باتری های اسید سرب با واکنش الکتروشیمیایی بین دی اکسید سرب و اسید سولفوریک تولید می شود. این باعث مصرف اسید سولفوریک می شود که تجزیه می شود. چگالی الکترولیت کاهش می یابد. هنگام شارژ از شارژر یا از یک مولد اتومبیل ، روند معکوس (شارژ) اتفاق می افتد.

مزایا و معایب

استفاده گسترده از باتری های اسید سرب با طراحی ساده و قابل اعتماد آنها تسهیل می شود. آنها جریانهای شروع نسبتاً بالایی را برای راه اندازی موتور (حداکثر 500 آمپر) ارائه می دهند ، با عملکرد مناسب تا 3-5 سال پایدار کار می کنند. باتری می تواند با افزایش جریان شارژ شود. این به ظرفیت باتری آسیب نمی رساند. مزیت اصلی قیمت مناسب است.

معایب اصلی این نوع باتری ها مربوط به نگهداری و کارکرد آنها است. الکترولیت مایع است. بنابراین ، خطر جریان آن وجود دارد. اسید سولفوریک مایعی بسیار خورنده است. همچنین ، گازهای خورنده در حین کار ساطع می شوند. این بدان معنی است که باتری را نمی توان فقط در زیر کاپوت داخل خودرو نصب کرد.

راننده باید به طور دوره ای میزان شارژ باتری و تراکم الکترولیت را کنترل کند. اگر باتری دوباره شارژ شود ، می جوشد. آب تبخیر می شود و باید به طور دوره ای در محفظه ها دوباره پر شود. فقط از آب مقطر استفاده می شود.

سطح شارژ مجاز نیست به زیر 50٪ برسد. تخلیه کامل باعث تخریب دستگاه می شود ، زیرا سولفاتاسیون عمیق صفحات رخ می دهد (تشکیل سولفات سرب).

ذخیره و کار باتری در موقعیت عمودی دقیق ضروری است تا الکترولیت به بیرون نشت نکند و صفحات به هم نزدیک نشوند. در اثر خرد شدن صفحات ، اتصال کوتاه نیز می تواند رخ دهد.

در فصل سرما معمولاً باتری را از ماشین جدا می کنند تا یخ نزند. این می تواند با الکترولیت مایع اتفاق بیفتد. باتری سرد نیز بدتر کار می کند.

باتری های ژل

باتری های ژل با همان اصول باتری های اسید سرب معمولی کار می کنند. فقط الکترولیت داخل آن در حالت مایع نیست بلکه در حالت ژل است. این امر با افزودن ژل سیلیس حاوی سیلیسیم حاصل شد. ژل سیلیکا الکترولیت را درون خود نگه می دارد. صفحات مثبت و منفی را از هم جدا می کند ، یعنی به عنوان جدا کننده عمل می کند. برای ساخت صفحات ، فقط از سرب بسیار خالص و بدون هیچ گونه ناخالصی استفاده می شود. چیدمان متراکم صفحات و ژل سیلیکا مقاومت کم و در نتیجه شارژ سریع و جریان برگشت زیاد (800-1000A در هر استارت در هنگام راه اندازی) را ایجاد می کند.

وجود ژل سیلیکا همچنین یک مزیت بزرگ را به همراه دارد - باتری از تخلیه عمیق نمی ترسد.

روند سولفاتاسیون در چنین باتری هایی کندتر است. گازهای حاصل در داخل باقی می مانند. اگر تشکیل گاز بیش از حد شدید رخ دهد ، گازهای اضافی از طریق دریچه های مخصوص خارج می شوند. این برای ظرفیت باتری بد است ، اما حیاتی نیست. نیازی نیست که چیزی را شارژ کنید. باتری های ژل فاقد تعمیر و نگهداری هستند.

مزایا و معایب

مقدار اضافی باتری های ژلی بیشتر از منهای است. با توجه به اینکه الکترولیت داخل آن در حالت ژل است ، می توان از باتری تقریباً در هر موقعیت و مکانی با خیال راحت استفاده کرد. هیچ چیز مانند الکترولیت مایع نمی ریزد. حتی اگر کیس آسیب دیده باشد ، ظرفیت باتری کم نمی شود.

عمر مفید باتری ژل با مراقبت مناسب حدود 10-14 سال است. از آنجا که روند سولفاتاسیون کند است ، صفحات خرد نمی شوند و چنین باتری را می توان تا 3 سال بدون شارژ مجدد و با از دست دادن ظرفیت زیاد ذخیره کرد. معمولاً 15-20٪ شارژ در سال طول می کشد.

باتری ژل تا 400 تخلیه کامل را تحمل می کند. این امر دوباره به دلیل وضعیت الکترولیت بدست می آید. سطح شارژ به سرعت بهبود می یابد.

مقاومت کم اجازه می دهد تا جریان های هجومی بالا تحویل داده شود ، اطمینان از بازده بالا.

از معایب آن می توان به حساسیت به شارژ اضافی و اتصال کوتاه اشاره کرد. بنابراین ، چنین باتری هایی پارامترهای ولتاژ مجاز را در هنگام شارژ نشان می دهند. شما همچنین باید با ولتاژ 10٪ ظرفیت باتری شارژ کنید. حتی اضافه ولتاژ اندک نیز می تواند منجر به خرابی آن شود. بنابراین توصیه می شود از شارژرهای مخصوص با چنین باتری هایی استفاده کنید.

در یخبندان شدید ، ژل سیلیکا همچنین می تواند در ظرف یخ زده و از بین برود. اگرچه باتری های ژل بهتر از باتری های معمولی در برابر سرما مقاومت می کنند.

یکی از اصلی ترین معایب آن نیز هزینه بالای باتری های ژل در مقایسه با باتری های ساده است.

باتری های AGM

اصل کار باتری های AGM همانند دو نوع قبلی است. تفاوت اصلی در طراحی جداکننده ها و حالت الکترولیت است. بین صفحات سربی فایبرگلاس قرار دارد که با الکترولیت آغشته می شود. AGM مخفف Abs Mature Glass Mat یا Absorbed Glass Fiber است. برای صفحات نیز فقط از سرب خالص استفاده می شود.

فایبرگلاس و صفحات کاملاً به هم فشرده می شوند. الکترولیت به دلیل تخلخل ماده حفظ می شود. یک مقاومت کم ایجاد می شود که بر سرعت شارژ و جریان بالای شروع تأثیر می گذارد.

چنین باتری هایی نیز به عنوان باتری های بدون تعمیر و نگهداری طبقه بندی می شوند. سولفات آهسته است ، صفحات خرد نمی شوند. الکترولیت جریان ندارد و عملاً تبخیر نمی شود. گازهای اضافی از طریق دریچه های مخصوص خارج می شوند.

یکی دیگر از ویژگی های باتری های AGM توانایی پیچاندن صفحات به صورت رول یا مارپیچ است. هر محفظه به شکل یک استوانه است. این باعث افزایش ناحیه تعامل و بهبود مقاومت در برابر لرزش می شود. باتری های موجود در این طرح را می توان از مارک معروف OPTIMA مشاهده کرد.

مزایا و معایب

باتری های AGM را می توان در هر مکانی کار و ذخیره کرد. بدن مهر و موم شده است. شما فقط باید سطح شارژ و وضعیت پایانه ها را کنترل کنید. دستگاه می تواند به مدت 3 سال ذخیره شود ، در حالی که فقط 15-20٪ شارژ در سال را از دست می دهد.

چنین باتری هایی جریان بالایی را تا 1000 آمپر ارائه می دهند. این چندین برابر بیشتر از حد معمول است.

ترشحات کامل ترسناک نیستند. باتری می تواند 200 صفر تخلیه ، تا 500 نیمی از تخلیه و 1000 تخلیه را با 30 تحمل کند.

باتری های AGM در دمای پایین عملکرد بهتری دارند. حتی در یخبندان شدید ، خصوصیات کاهش نمی یابد. آنها همچنین دمای بالا را تا 60-70 درجه سانتیگراد تحمل می کنند.

مانند باتری های ژل ، AGM ها نیز به شارژ حساس هستند. اندکی اضافه جریان به باتری آسیب می رساند. بالاتر از 15 ولت در حال حاضر حیاتی است. همچنین اتصال کوتاه مجاز نیست. بنابراین ، همیشه باید از شارژر اختصاصی استفاده کنید.

باتری های AGM چندین برابر بیشتر از باتری های معمولی ، حتی گران تر از باتری های ژلی ، قیمت دارند.

یافته ها

حتی با وجود چنین مزایای قابل توجهی ، باتری های ژل و AGM نمی توانند باتری های اسید سرب را فشار دهند. دومی ها مقرون به صرفه تر هستند و وظیفه خود را به خوبی در اتومبیل انجام می دهند. حتی در فصل سرما 350-400A برای شروع موتور کافی است.

در اتومبیل ، باتری های AGM یا ژل فقط در صورت وجود تعداد زیادی مصرف کننده انرژی مصرفی مرتبط خواهند بود. بنابراین ، آنها کاربرد گسترده تری به عنوان وسایل ذخیره انرژی از صفحه های خورشیدی ، مزارع بادی ، در خانه ها یا به عنوان منبع انرژی و در دستگاه های مختلف قابل حمل پیدا کرده اند.