Как обслуживать гелевый аккумулятор

Как эксплуатировать и заряжать гелевый аккумулятор

Для того чтобы начать разговор о преимуществах гелевого аккумулятора, нужно вначале разобраться что такое сам аккумулятор. По определению это источник тока, который многократно преобразовывает химическую энергию в электрическую и накапливает ее на продолжительный срок.

Разновидности аккумуляторов

Для бесперебойного питания используются четыре разновидности накопителей:

1. Стартерные автомобильные батареи, требующие проверки уровня электролита единожды в год и добавления дистиллированной воды по необходимости.
2. Стартерные автомобильные аккумуляторы необслуживаемые герметичные.
3. Стационарные батареи типа AGM.
4. Стационарные аккумуляторы типа GEL.

Последних две разновидности аккумуляторов можно устанавливать в жилых помещениях, а срок эксплуатации достигает 12 лет.

Absorptive Glass Mat (AGM) – распространенная технология, в которой применяется пористый заполнитель-сепаратор из стекловолокна, пропитанный электролитом, что позволяет добиться его состояния без жидкости.

Gelled Electrolite (GEL) – технология изготовления аккумуляторов, в которых состояние электролита напоминает гель. Данная субстанция получается путем добавления в него кремния. Это и есть т. н. гелевые аккумуляторы. Гелеобразный электролит в них позволяет достичь полной непроницаемости, а выделение газов осуществляется внутри разветвленной пористой системы геля. Такая технология позволяет свести обслуживание гелевого аккумулятора к нулю.

Преимущества и недостатки гелевых аккумуляторов

Плюсы

Во-первых, гелеобразный электролит не вытекает, что делает аккумулятор более безопасным и устойчивым к вибрациям. Данное качество позволяет устанавливать батарею вертикально.

Во-вторых, в отличие от кислотного электролита гелевый не разлагается, не кристаллизуется и коррозия не касается анодных пластин.

В-третьих, гелевый аккумулятор позволяет использовать его в нестандартных погодных условиях, к примеру, при –35 или при +50 градусах, а также во влажной среде.

В-четвертых, отлично держит кратковременный глубокий разряд.

В-пятых, активный материал, который используется в GEL аккумуляторах, увеличивает их емкость и сохраняет ее на стабильном уровне, что увеличивает срок эксплуатации батареи.

В-шестых, гелевый аккумулятор не выделяет газы, что в свою очередь снижает потерю массы электролита, а производительность аккумулятора возрастает.

Минусы

Эффективность рекомбинации газов в аккумуляторах со сгущенным электролитом несколько меньше (около 97%), чем в аккумуляторах типа AGM, в которых она превышает 99%.

Подвижность ионов из-за более плотной среды имеет более низкий показатель, что в свою очередь сказывается характеристике заряда-разряда гелевых аккумуляторов. Более того, при набросе нагрузки может прослеживаться частичный провал в напряжении, что приводит к активизации автоматики, защиты и неадекватному поведению всего оборудования.

Любой гелевый аккумулятор не переносит даже непродолжительного короткого замыкания. К примеру, при секундном замыкании двух полюсов обычным гаечным ключом, автомобильный гелевый аккумулятор моментально выйдет из строя.

При заряде гелевого аккумулятора током более 0,2 С10 возникает угроза «вспучивания» геля, так как эффективность рекомбинации меньше, а теплопроводность ограничена.

Высокое внутреннее сопротивление не позволяет снимать с гелевых аккумуляторов большие токи.

О некоторых особенностях автомобильных гелевых аккумуляторов можно узнать из видеоролика:

Зарядка гелевого аккумулятора

Сфера использования гелевых аккумуляторов простирается от автомобиля, сельхоз и мотто техники и солнечной батареи до многочисленных бытовых приборов. В правила эксплуатации гелевого аккумулятора входит и правильный заряд.

Когда устройство длительное время находится в простое, номинальная емкость медленно теряется и так же постепенно испаряется электролит. А так как гелевые аккумуляторы относятся к разряду необслуживаемых, то чаще всего их отправляют на свалку.

Однако, если гелевые аккумуляторы «умерли» не до конца, есть способ их «оживить». Вначале нужно провести тест, который покажет, есть ли шансы на выживание. Примечательно, что все это можно сделать своими руками.

Тест

Снять аккумулятор с устройства и замерить вольтметром остаточное напряжение. Если показатели не упали ниже 9 В, значит реанимировать батарею возможно. Нормальное напряжение колеблется в диапазоне 12,6-13,4 В.

Ремонт и восстановление

Инструментом с острым концом снять пластину или заглушки на верхней панели (зависит от типа АКБ).

Снять пробки с отверстий для залива.

Двухкубовым одноразовым шприцом набрать дистиллированную воду и при помощи иглы маленькими порциями заливать в отверстия, пока жидкость не покажется на поверхности. Дать отстояться около 3-х часов. Если вода полностью впиталась, добавить еще.

Затем, не закрывая заливные отверстия, подключить гелевую батарею к зарядному устройству, следя чтобы напряжение держалось на уровне 14-14,4 В, а величина тока не превышать 1/10 от емкости батареи. К примеру, при емкости 7 А/ч заряд тока должен быть не более 0,7 А. Превысив величину тока можно испортить гелевый аккумулятор, раздув его окончательно.

После заряда и периода отстоя должно получиться напряжение в пределах 12,6-12,8 В, тогда восстановление можно считать состоявшимся.

Отключить гелевый аккумулятор от зарядки, вытереть насухо «ловушки», закрыть резиновыми пробками и зафиксировать крышку верхней панели при помощи клея или скотча.

Для наглядности можно посмотреть видеоролик как восстановить гелевый аккумулятор:

Советы

Нужно обязательно контролировать вытекающий у заливных отверстий электролит: собирать шприцом и не допускать его выливания на борта корпуса аккумулятора.

При отсутствии прибора для зарядки, гелевая батарея присоединяется к клеммам прибора, на котором она был установлена. Остается включить прибор в электросеть.

После процедуры восстановления гелевого аккумулятора не рекомендуется класть его на бок или опрокидывать вверх тормашками.

Советы по эксплуатации

Прежде всего, нужно придерживаться правил указанных в эксплуатационном листке.

Также рекомендуется тренировать гелевый аккумулятор каждые 10 дней.

Каждые 2-3 года проводить ревизию, т.е. разбирать батарею и заправлять дистиллированной водой.

Все эти действия могут значительно увеличить срок эксплуатации гелевого аккумулятора.

Особенности и обслуживание гелевых аккумуляторов

Стандартные электролитные аккумуляторы, традиционно используемые в автомобилях, начали постепенно заменяться инновационными гелевыми моделями. Эти устройства являются необслуживаемыми. Вместо жидкого электролита внутри таких аккумуляторов находится гель, не способный вытечь наружу ни при каких обстоятельствах, даже при переворачивании.

Устройство приборов, основные разновидности

Устройство гелевого аккумулятора идентично строению свинцово-кислотных АКБ, но отличается состояние электролита. Сегодня выпускаются гелевые аккумуляторы двух типов – AGM и GEL. Устройство гелевых аккумуляторов этих двух типов идентично. Разница между ними в том, что в моделях GEL для того, чтобы придать электролиту желеобразную форму, в него добавляют двуокись кремния. В приборах AGM типа электролит располагается в специальном стекловолоконном сепараторе.

Где используются?

Гелевые аккумуляторы используются в скутерах, мотоциклах, квадроциклах, снегоходах, лодках и т.д. Если транспортное средство перевернется, гель не растечется, поэтому можно будет продолжать движение. Также их нередко используют в солнечных батареях и газовых котлах.

Обслуживание гелевых аккумуляторов

Срок службы гелевого аккумулятора зависит от правильности его обслуживания и соблюдения правил эксплуатации прибора. Устройство может храниться без подзарядки в течение года в сухом помещении. Температура внутри него должна быть не ниже 35 градусов мороза и не выше 60 градусов тепла. Запрещается устанавливать прибор около источника тепла. Также нельзя его ставить рядом с источником разряда, способным вырабатывать искры во время работы.

Как заряжать гелевый аккумулятор?

Зарядка возможна двумя способами. Можно это сделать, используя специальное зарядное устройство, автоматически поддерживающее 14-вольтное входное напряжение и не позволяющее аккумулятору перезаряжаться.

Также такую АКБ можно зарядить с помощью зарядки для обычного аккумулятора. Быстро заряжать таким способом производители не рекомендуют. Лучше это делать в течение суток током такой силы, которая составляет порядка десяти процентов от емкости аккумуляторной батареи.

Заряжать необходимо до стопроцентного уровня, чтобы в дальнейшем батарея могла также набирать полный заряд.

Что заливать в гелевый аккумулятор?

Можно доливать дистиллированную воду также, как и в обычную аккумуляторную батарею. При этом нужно время, чтобы жидкость смешалась с двуокисью кремния либо впиталась в стекловолокно. Добавлять электролит нельзя, так как он способен разрушить пластины. Доливать электролит можно лишь в крайних случаях — только в старый прибор, который нужно просто ненадолго «оживить».

Как оживить гелевый аккумулятор?

Большинство вышедших из строя приборов (вздутые, с разрушенными пластинами) восстановлению не подлежат. Если внутренние части устройства целые, а просто в нем высох гелевый слой, что привело к потере его емкости, можно попытаться оживить устройство.

Как восстановить гелевый аккумулятор? Для этого с батареи снимают крышку, затем удаляют резиновые колпачки и при помощи шприца добавляют в каждую банку по паре кубиков дистиллированной воды, которую можно купить в аптеке. После этого прибору необходимо дать полежать несколько часов. После того, как вода впитается, при необходимости можно добавить еще жидкости. Сделав это, колпачки с крышкой возвращают на место и заряжают прибор.

Плюсы и минусы гелевых аккумуляторов

Преимущества гелевых аккумуляторов состоят в увеличенном сроке эксплуатации, их быстрой зарядке и отсутствии испарения электролита. Обволакивая пластины, гель не даёт им осыпаться. Корпус полностью герметичен.

Минусы гелевого аккумулятора:

• высокая цена;
• чувствительность к чрезмерному повышению напряжения во время зарядки;
• ограничения тока зарядки.

Прием гелевых аккумуляторов

Если ваше устройство вышло из строя, не выбрасывайте его в мусор, так как оно токсично и способно повредить окружающей среде. Привозите свой старый акб в любой из наших пунктов приёма или закажите самовывоз на сайте, по телефону или в онлайн-чате. Компания Аккумулятор Сервис это прием гелевых аккумуляторов б/у в Екатеринбурге, расчёт наличными на месте, официальная документация для юрлиц. Подробнее читайте здесь.

Как правильно заряжать, использовать и хранить гелевый аккумулятор?

Гелевые аккумуляторы являются удобными и эффективными альтернативными источниками питания для автомобилей; они также могут использоваться в других областях, требующих обеспечения бесперебойного электрического питания. Главное их отличие от традиционных аккумуляторов – форма электролита. Кислота здесь содержится в гелеобразном, а не жидком состоянии. Технология появилась в конце прошлого века, но широко распространилась сегодня.

Особенности эксплуатации гелевого аккумулятора

Гелевый аккумулятор требует бережного обращения и соблюдения всех правил эксплуатации. В таком случае он прослужит долго и не потеряет эксплуатационных характеристик на протяжении применения.

Используя гелевые аккумуляторы, нужно иметь ввиду:

• Нормально функционировать аккумулятор может в диапазоне рабочих температур от -55 °С до +55 °С – таким образом, гелевое устройство отлично подходит практически для любого климата.
• При использовании армирования аккумулятор может прослужить не менее 7 лет.
• Уровень самозаряда весьма низок из-за герметичности гелевого аккумулятора.
• Из-за того, что внутри аккумулятора нет жидкости, его возможно использовать в любом положении. Он не боится повреждений – электролит не сможет вылиться через трещины и пробоины в корпусе устройства.

• Использовать аккумулятор на гелевом электролите можно в бытовых условиях.
• Ресурс работи – около 10 лет.

Правила зарядки гелевого аккумулятора

Правильная последовательность действий при зарядке позволит продлить срок службы аккумулятора. Действовать нужно следующим образом:

• АКБ подключается к зарядному устройству. Его характеристики должны соответствовать аккумулятору: напряжение – не больше 14 В, сила тока – 1/10 от емкости (например, если емкость устройства равна 5 А/ч, то сила тока при зарядке должна равняться 0,5 А).
• Нельзя допускать перезаряд. Понять, что устройство полностью заряжено, можно по напряжению на его клеммах. Полной зарядке соответствует показатель в 12,6-13,4 В.

Как хранить гелевую АКБ?

Если аккумулятор не подвергается регулярной зарядке, срок его хранения ограничивается 2 годами. При этом должна поддерживаться температура около -20 °С, чтобы гель не потерял своих свойств.

Дополнительные правила эксплуатации

• Лутше хранить всегда зарадженн ый акумулятор.
• Не следует переворачивать устройство после зарядки.

При соблюдении всех правил аккумулятор на гелевом электролите прослужит долго и будет значительно надежнее устройств на жидкой кислоте.

Правильная эксплуатация гелевых аккумуляторов

Свинцово-кислотные аккумуляторы изготовлены по технологии с внутренней рекомбинацией воды, поэтому не требуют обслуживания в течение всего срока службы. В качестве электролита используется загущенная серная кислота в виде геля, что обеспечивает устойчивость аккумуляторов к глубоким разрядам и высокую температурную стабильность.
Расчетный срок службы составляет 12 лет.
Гелевые аккумуляторы предназначены для работы, как в буферном, так и в циклическом режимах.

Конструкция гелевого аккумулятора

Особенности конструкции:

• Полностью герметичная конструкция, утечка электролита невозможна.
• Система внутренней рекомбинации газа, нет необходимости в доливе воды.
• Моноблоки снабжены регулирующими клапанами для обеспечения выпуска газа, при превышении внутреннего давления выше допустимого уровня.
• Нет ограничений на перевозку воздушным, железнодорожным или автотранспортом.

Химическая реакция и механизм рекомбинации:

Химическая реакция, протекающая в аккумуляторе при заряде/разряде, описывается формулой:

• При заряде кислород, проходя через сепаратор от положительной пластины, вступает в реакцию с активным веществом отрицательной пластины с образованием оксида свинца:

• Оксид свинца, в свою очередь, вступает в реакцию с серной кислотой:

• Сформировавшийся на отрицательной пластине сульфат свинца восстанавливается кислородом до свинца с образованием серной кислоты:

• Если упростить описанные выше уравнения, то получается следующее:

Разрядные характеристики

На рисунке ниже приведены кривые разряда гелевых аккумуляторов постоянным током до определенного конечного напряжения. Разряд до напряжения ниже указанного снижает емкость и срок службы свинцово-кислотных батарей.

Разрядные кривые постоянным током при 25°С

Заряд

Правильный заряд является одним из важнейших условий успешной работы свинцово-кислотных батарей с автоматическим регулированием внутреннего давления. Правильный выбор зарядного устройства влияет самым непосредственным образом на производительность и срок службы батарей.

Заряд постоянным напряжением

Заряд постоянным напряжением – наиболее часто применяемый метод. На рисунке ниже показаны зарядные характеристики гелевого аккумулятора при заряде их постоянным напряжением 2,40 В/ячейку при начальных значениях тока 0,3 СА.

График заряда постоянным напряжением при 25°С

Двухстадийный заряд при постоянном напряжении

Этот метод является одним из наиболее эффективных и рекомендуется для быстрого заряда свинцово-кислотных батарей с автоматическим регулированием внутреннего давления и поддержания их в полностью заряженном состоянии (буферный режим). Характеристики зарядного устройства для двухстадийного заряда постоянным напряжением приведены на рисунке ниже:

Зарядные характеристики двухстадийного зарядного устройства

На стадии «А» ток ограничен величиной 0,3 СА, а напряжение на клеммах батареи растет. На стадии «В» зарядный ток начинает падать, а напряжение стабилизируется на уровне 2,40 В/эл-т. На этой стадии уровень заряда аккумулятора достигает 80%. При достижении зарядным током уровня «точки переключения Y» зарядная цепь переключается на стадию «С», где зарядное напряжение падает с 2,40 до 2,25 В/эл-т, а ток плавно снижается практически до нуля. Зарядное устройство переходит в буферный режим.

Напряжение заряда зависит от температуры окружающей среды и должно регулироваться в соответствии с графиком показанном на рисунке ниже:

Зависимость зарядного напряжения от температуры окружающей среды

Напряжение заряда (на элемент) в буферном режиме вычисляется по формуле:
U_заряда = 2,25 + (25 – (t + grad t +1)) · 0,0033

Напряжение заряда (на элемент) в циклическом режиме вычисляется по формуле:
U_заряда = 2,40 + (25 – (t + grad t +1)) · 0,005

где t – температура окружающей среды, °С
grad t – температурный градиент аккумуляторного шкафа, °С. При установке на открытые стеллажи grad t = 0.

Хранение и срок службы

Гелевые аккумуляторы могут храниться без подзаряда в течение 1 года в сухом помещении при температуре окружающей среды от –35° до +60°С.
Они рассчитаны на работу в буферном режиме работы в течение пяти лет (при 25°С). На рисунке ниже показана зависимость доступной емкости гелевого аккумулятора от времени. Газы, генерируемые внутри аккумулятора, непрерывно рекомбинируют и возвращаются в водную составляющую электролита. Потеря емкости и конец службы аккумуляторов наступают в результате постепенной коррозии электродов.

Срок службы в буферном режиме работы

Срок службы аккумуляторов в циклическом режиме работы зависит от целого ряда факторов

Наиболее существенными из них являются рабочая температура окружающей среды, скорость разряда, глубина разряда и способ заряда. На рисунке ниже показано влияние глубины разряда на количество циклов работы гелевых аккумуляторов при циклическом режиме.

Срок службы в циклическом режиме работы

По мере повышения температуры электрохимическая активность аккумулятора возрастает, а при понижении – падает. Поэтому при увеличении температуры окружающей среды емкость аккумулятора увеличивается, а при понижении температуры – уменьшается. Рисунок ниже демонстрирует влияние температуры на доступную емкость гелевых аккумуляторов.

Зависимость емкости от температуры окружающей среды при различных токах разряда

Температура окружающей среды является важным фактором, влияющим на срок службы аккумуляторов. При повышении температуры увеличивается скорость коррозии пластин, вследствие чего уменьшается срок службы. На рисунке ниже показана зависимость срока службы гелевых аккумуляторов от температуры окружающей среды.

Зависимость срока службы в буферном режиме от температуры окружающей среды

Свинцово-кислотные аккумуляторы обладают саморазрядом, вследствие чего при хранении их доступная емкость со временем уменьшается.
Этот процесс описан графиком на рисунке:

Зависимость емкости от времени хранения

Если аккумуляторы хранились в течение длительного периода времени, необходимо перед пуском в эксплуатацию провести их подзарядку.
При сроке хранения до 6 месяцев подзарядка должна осуществляться в течение 4-6 часов постоянным током 0,1 СА, либо 15-20 часов постоянным напряжением 2,40 В/эл-т.
При сроке хранения свыше 6 месяцев подзарядка должна осуществляться в течение 8-10 часов постоянным током 0,1 СА, либо 20-24 часов постоянным напряжением 2,40 В/эл-т.

Рекомендации по монтажу:

• Для гелевых аккумуляторов диапазон зарядного напряжения буферного режима установлен в диапазоне 2,23–2,28 В/эл-т (при 25°С).
• Для циклического режима диапазон зарядного напряжения установлен в диапазоне 2,38–2,42 В/эл-т (при 25°С).
• Аккумуляторы гелевые не требуют уравнительного заряда. Буферного напряжения достаточно, чтобы поддерживать моноблоки в полностью заряженном состоянии.
• Аккумуляторы предназначены для установки на изолированных стеллажах или в специальных батарейных шкафах в вертикальном положении. Допускается установка аккумуляторов в горизонтальном положении при вертикальном расположении пластин. Помещения не требуют принудительной вентиляции.
• Если отнивелированность элементов не обеспечивается непосредственно самим способом установки, то необходимо с помощью чалика (нивелировочного шнура) отнивелировать элементы. Расстояние между соседними боковыми стенками двух моноблоков (монтажная длина) задается длиной перемычек. При относительно длинных рядах монтируемых моноблоков рекомендуется начинать нивелировку монтажной длины с середины монтируемого ряда моноблоков, для того чтобы можно было в оба конца сглаживать набегающие допуски. Рекомендуемая минимальная величина воздушного зазора между аккумуляторами составляет от 5 до 10 мм.
• Взаимоподключение единичных аккумуляторов осуществляется с помощью жестких изолированных перемычек, которые привинчиваются к полюсам или гибких кабельных перемычек. Перемычки привинчиваются с помощью динамометрического ключа. Осуществлять следующий крутящий момент 20 Нм ± 1 Нм.
• Если используются две или более групп батарей, соединенных параллельно, то провода, кабели и шины, посредством которых эти батареи подключаются на нагрузку, должны быть одинаковой длины и обладать одним и тем же сопротивлением.

Последовательность монтажа аккумуляторов в батарею:

• Соедините положительную клемму первого аккумулятора с отрицательной клеммой второго аккумулятора. Таким образом, соедините все аккумуляторы в группе (под группой понимается набор аккумуляторов на одном ярусе или в одном ряду стеллажа).
• Соедините аналогично п.1 аккумуляторы в остальных группах (если таковые имеются).
• одключите «земляной» вывод зарядного устройства или нагрузки к отрицательной клемме (если «земля» – отрицательная) последнего аккумулятора или последней группы.
• Если имеются группы, соедините их между собой, начиная с последней (подключенной к «земляному» выводу).
• В заключение, подключите положительную клемму первого аккумулятора или первой группы к положительному выводу зарядного устройства или нагрузки.
• После окончания монтажных работ аккумуляторы необходимо пронумеровать, а наружные поверхности клемм, перемычек и узлов соединения смазать тонким слоем технического вазелина или синтетического солидола.

Рекомендации по эксплуатации:

• Свинцово-кислотные гелевые аккумуляторы предназначены для эксплуатации в закрытых помещениях с естественной вентиляцией, в том числе в помещении с технологическим оборудованием и обслуживающим персоналом, при температуре от -20°С до +60°С. Диапазон температуры хранения аккумуляторов от –35°С до +60°С.
• Аккумуляторы поставляются предприятием-изготовителем в заряженном состоянии, заполненные электролитом и готовыми к эксплуатации.
• Не рекомендуется установка аккумуляторов вблизи источников тепла. Поскольку аккумуляторы могут генерировать воспламеняющиеся газы, запрещается их установка вблизи оборудования, которое может давать электрический разряд в виде искр.
• Запрещается установка и эксплуатация аккумуляторов в атмосфере, содержащей пары органических растворителей или адгезивов или контакт с ними.
• Чтобы максимально повысить срок службы аккумуляторов, среднее значение тока пульсаций любого происхождения, протекающего через аккумулятор, не должно превышать 0,1 СА, а стабилизация зарядного напряжения должна быть в пределах 1%.
• Очистку корпуса аккумуляторов всегда рекомендуется производить с помощью кусочка ткани, смоченного водой. Никогда не используйте для этих целей масла, органические растворители, такие как бензин, разбавители для краски и др.
• Запрещается разбирать аккумулятор. В случае попадания электролита в глаза или на кожу, необходимо сразу промыть пораженный участок сильной струей чистой проточной воды и немедленно обратиться к врачу.
• Прикосновение к токопроводящим частям аккумулятора может повлечь за собой электрический удар. Работу по проверке или обслуживанию аккумуляторов необходимо проводить в резиновых перчатках.
• Использование разнородных аккумуляторов (различных емкостей, с различной историей применения, различной давностью изготовления и происходящих от разных изготовителей), может нанести ущерб, как самой батарее, так и связанному с ней оборудованию.