GEL - Гелевые аккумуляторы

Основной недостаток свинцово-кислотных батарей с жидким электролитом – необходимость их обслуживания, проверка плотности электролита, долив дистиллята. Результатом поиска решений, устраняющих этот и другие недостатки, стала разработка герметизированных, не требующих обслуживания свинцово-кислотных батарей типа VRLA – гелевых и AGM.

Что такое гелевый аккумулятор?

GEL – это разновидность свинцово-кислотных АКБ, в которых электролит загущен силикагелем (SiO2) до гелеобразного состояния.

Принцип работы гелевых источников питания тождественен всем свинцово-кислотным и основан на электрохимических реакциях. Они происходят между отрицательными и положительными пластинами из Pb и PbO2 и раствором серной кислоты.

Загущенный электролит обладает высокой пластичностью, хорошо заполняет сепаратор, имеет хороший контакт с пластинами, прочно удерживается в порах, предохраняя активную массу от осыпания.

В микротрещинах гелеобразного электролита собираются возникающие в процессе зарядки водород и кислород. Образующаяся при их реакции друг с другом вода поступает обратно в гель. Этот процесс называется рекомбинацией. В результате состав кислотного геля сохраняется практически неизменным на всем протяжении службы. Отсутствие потребности корректировки состава электролита дистиллированной водой существенно облегчает эксплуатацию данных источников питания.

Незначительная часть нерекомбинировавших газов, не представляющих из-за своего малого объема опасности, может стравливаться через регулирующие клапана в корпусе.

Сепараторы в гелевых батареях изготовлены из микропористого дюропластика, с высокой механической прочностью, малым внутренним сопротивлением, стойкостью к агрессивным средам, температурной стабильностью.

Гелевые аккумуляторы могут использоваться в циклическом и буферном режимах. Эксплуатироваться в жилых помещениях с естественной вентиляцией. Работать в любом положении, исключая клапанами вниз. Долго находиться в разряженном состоянии. Перевозиться любыми видами транспорта.

Батареи устойчивы к глубоким разрядам. Из-за особенностей технологии выдерживают несколько меньшее количество циклов заряда/разряда, чем жидкостные модели. Их количество зависит от глубины разряда и составляет ориентировочно 300-350 при 100% разряде, 500-600 при 50%, 1300 при 30%. Эти данные верны при соблюдении рекомендаций производителя. На сроке службы сильно сказывается температура воздуха в помещении, скорость разряда, параметры зарядки.

Деградационные процессы в гелевых АКБ происходят медленно, поэтому срок их службы в годах может достигать 10-12 лет, что значительно больше чем у обслуживаемых аналогов.

Аккумуляторы поставляются изготовителем полностью готовыми к эксплуатации.

Сравнение GEL, AGM, WET (обслуживаемых) АКБ

Параметры	GEL	AGM	WET
Форма электролита	Гель	В сепараторе	Жидкий
Герметичность	Да	Да	Нет
Обслуживание	Не требуется	Не требуется	Требуется
Количество циклов при глубине разряда 50%	500-600	400-500	1000-1200
Устойчивость к глубоким разрядам	Умеренное	Умеренное	Нет
Положение при эксплуатации	Любое, кроме клапанами вниз	Любое, кроме клапанами вниз	Строго вертикальное
Выделение газов	Очень малое	Очень малое	Значительное
Особые требования к помещению	Отсутствуют	Отсутствуют	Специальное с искусственной вентиляцией
Саморазряд	1-2,5%	1-2,5%	3-3,5%

Преимущества гелевых аккумуляторов

• Необслуживаемость.
• Герметичность, возможность эксплуатации в любом положении.
• Долгая продолжительность службы (до 10-12 лет). По количеству циклов гелевые аккумуляторы превосходят AGM аналоги, но уступают жидкостным.
• Устойчивость к глубоким разрядам.
• Малая подверженность сульфатации (эксплуатация в основном заканчивается из-за коррозии электродов).
• Малый риск короткого замыкания между пластинами.
• Не требуют при зарядке выравнивающего заряда.
• Малый саморазряд.
• Безопасность, возможность эксплуатировать в помещениях с естественной вентиляцией, оборудованием и людьми.
• Не выделяют газов при разрядке/зарядке.
• Длительный срок хранения без подзарядки – до двух лет.

Область применения

Гелевые аккумуляторы могут эксплуатироваться как в буферном (флотирующем), так и циклическом режимах.

В буферном и флотирующем режимах АКБ применяются для выравнивания напряжения постоянной питающей сети или в качестве резервного источника питания при ее отключении.

В циклическом режиме батареи питают электродвигатели машин и механизмов. А также могут работать в системах солнечно-ветровой энергетики для накапливания энергии в один период и отдачи ее в другой.

Область использования гелевых АКБ охватывает многие сферы.

• Быт и отдых – для питания электродвигателей гольфкаров, электромобилей, скутеров, инвалидных колясок, клининговой техники, лодочных моторов и пр.
• Логистика – для приведения в действие электромоторов складских машины и механизмов (штабелеров, погрузчиков, перевозчиков паллет, ножничных подъемников, электротележек и др.).
• Телекоммуникационные системы.
• Медицина – в качестве резервного или основного питания лечебно-профилактических аппаратов.
• Системы солнечно-ветровой генерации.

Основные производители

Первенство в производстве всех, в том числе и гелевых аккумуляторных батарей, принадлежит Северной Америке. США являются родиной многих популярных мировых брендов – Dyno, US Battery, Trojan, Exide, Sonnenschein, Crown Battery.

Из европейских брендов популярна продукция немецких Varta и Robert Bosch, словенской TAB, Topla, китайской Ventura.

Наиболее известные российские компании – Akom и Елхим-Искра.

Как подобрать?

Выбор батарей осуществляется с учетом параметров.

• Напряжение и емкость. Должны соответствовать характеристикам электродвигателей машины или электросистемы. Производитель техники указывает необходимую емкость источника питания исходя из прогнозируемого режима работы устройства.
• Срок службы. Зависит от типа и назначения АКБ.
• Габариты. Должны отвечать посадочному месту в машине или пространству отведенного под установку АКБ в помещении.
• Вес. Имеет повышенное значение при использовании АКБ на мобильных устройствах и в технике где аккумулятор также является противовесом - штабелерах, электропогрузчиках.