Технологии производства аккумуляторов – свинцово-кислотные АКБ, AGM или гелевые Gel.

Все автомобильные аккумуляторы являются основным автономным источником электрического тока, вырабатывают электроэнергию благодаря происходящим внутри корпуса химическим реакциям, способны заряжаться и накапливать электричество для запуска двигателя и питания электрических устройств при работающем или неработающем двигателе автомобиля.

Однако в современной автоиндустрии существует несколько технологий работы аккумуляторных батарей, зарядки и выработки электричества, которые необходимо учитывать при выборе АКБ для собственного авто.

Типовые свинцово-кислотные аккумуляторы

«Классические» свинцово-кислотные аккумуляторы (технология WET) появились еще в конце XIX-го века и представляли собой пакеты свинцовых решетчатых пластин с пастой двуокиси свинца, установленные в прочном корпусе, куда заливался электролит на основе воды и серной кислоты.
При подключении нагрузки на АКБ, пластины и электролит замыкают цепь, а возникающая химическая реакция (губчатый свинец и окись преобразуются в сульфат свинца, а плотность электролита падает) вызывает направленный электрический ток, и батарея начинает разряжаться. При зарядке аккумулятора, электролит увеличивает плотность, а масса свинцовых пластин растет.

Такие 12-вольтовые аккумуляторы используются и сегодня. Они недороги, практичны, устойчивы к средним перезарядам, эксплуатируются до 5-ти лет, могут быть обслуживаемыми и необслуживаемыми. Однако, владельцам такой АКБ обычно необходимо постоянно следить за уровнем и плотностью электролита, а конструкция не очень надежна (замыкания осыпающихся пластин, перезаряд чреват взрывом, клеммы окисляются при выкипании электролита и т.п.). Кроме того, испарение электролита опасно для человека.
В 70-х годах ХХ-го века были созданы необслуживаемые аккумуляторы (токовыводы на основе свинцово-кальциевого сплава + олово), не требующие частого долива воды и имеющие вдвое больший срок эксплуатации. В начале 80-х годов появились также гибридные АКБ с токовыводами из сплава сурьмы, кадмия, свинца и кальция, а в начале XXI столетия появились батареи с токовыводами из многокомпонентных сплавов с добавками серебра. Главное их преимущество: очень медленный разряд и минимальный расход воды, что сделало аккумуляторных полностью необслуживаемыми.

Современные технологии АКБ

Современный мировой рынок аккумуляторных автомобильных батарей предлагает несколько видов АКБ с разными технологиями работы:

• SLA (VRSA) – герметизированные обслуживаемые и необслуживаемые батареи со свинцово-кислотным наполнением и регулируемым клапаном давления (возникает при перезарядке). Комплектуются сурьмянистыми и кальциевыми токовыводами.
• Аккумуляторы по технологии EFB – разновидность кислотно-свинцовых батарей, в которых на положительный токовывод нанесен тонкий слой гигроскопичного синтетического волокна, защищающий катод от осыпания.
• Аккумуляторы по технологии AGM – разновидности свинцово-кислотные АКБ, в которых пластины из чистого свинца располагаются очень плотно и перемежаются сепараторами из микроскопического поглощающего стекловолокна, залитыми электролитом.
• Гелевые аккумуляторы – свинцово-кислотные необслуживаемые АКБ, в которых электролит имеет желеобразное состояние, так как в электролит добавлена двуокись кремния.

Технология EFB для АКБ
Благодаря тому, что пластины всегда находятся во влажном состоянии, аккумулятор:
– быстро заряжается;
– имеет повышенную плотность активной массы;
– поддерживает низкое сопротивление;
– создает высокий пусковой ток.

Такая АКБ служит долго, надежно и выдерживает большое количество перезарядок. Технология считается «промежуточной» между классическими WET-аккумуляторами и новейшими AGM-батареями.

Технология AGM 
Absorptive Glass Mat (AGM) – самая современная технология аккумуляторных автомобильных свинцово-кислотных батарей необслуживаемого типа. Благодаря особому составу волокна, электролит не растекается и не испаряется, формируя плотную адсорбированную массу.

Преимущества такой технологии:
– высокий пусковой ток (до 1000 А) при невысоком сопротивлении;
– инертность пластин к сильным вибрациям;
– отсутствие газовыделения и испарения электролита;
– устойчивость к глубокой разрядке;
– устойчивость к морозам;
-быстрая зарядка.

АКБ на основе AGM универсален и может монтироваться на корпусе авто в любом положении (в том числе, горизонтальном), практически не требуют обслуживания. При нарушении целостности корпуса аккумулятора, электролит не вытекает и не создает пожароопасных ситуаций, что делает батарею на 100% безопасной для здоровья. Срок службы такой аккумуляторной батареи – не менее 8-10-ми лет (190-850 циклов зарядки)

Технология AGM считается намного более продвинутой, чем классическая технология WET и существенно лучше, чем EFB. Однако, при эксплуатации AGM-аккумулятора, следует помнить, что он не любит слишком высокого напряжения при зарядке (не более 15 V), сверхнизких температур (электролит замерзает при -50С) и требует постоянного контроля заряда с помощью реле-регулятора.

prodazha-akb.ru

Производство АКБ – современные технологии в действии

Можно отметить растущий интерес потребителей к гибридной технике и электромобилям. Но на данный момент батареи для тяговых электроприводов пока еще не получили массовое распространение. Общее соотношение между электромобилями и автомобилями с ДВС остается ничтожно малым. Поэтому традиционные АКБ для автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями будут оставаться актуальными еще на протяжении многих лет.

Аккумулятор «устал»

Аккумулятор или стартерная батарея выполняет в конструкции автомобиля функцию накопителя электрической энергии. Вопреки названию «стартерная батарея» электроэнергия в современном автомобиле расходуется не только на запуск двигателя. С каждым годом количество электронных систем в конструкции автомобиля увеличивается, следовательно, растет число потребителей энергии. Нередко возникает ситуация, в которой общее потребление одновременно включенных электронных систем превышает мощность генератора, работающего в определенном режиме. Чаще всего такая ситуация возникает при работе двигателя на холостом ходу. Применение микропроцессорных систем породило еще одно применение аккумулятора – теперь за счет накопленной энергии гасятся скачки напряжения, которые могут быть вредны для сложных электронных компонентов, таких как шаговые электромоторы или полупроводники.

Все это стало причиной повышения требований к аккумуляторам, в том числе со стороны потребителей. Если раньше севший аккумулятор становился для автолюбителя лишь причиной проблем с запуском двигателя, то сейчас круг негативных последствий такого происшествия заметно расширился. Достаточно вспомнить о том, что некоторые современные автомобили не рекомендуется «прикуривать», в то время как на некоторых других распространенных моделях даже банальная замена АКБ требует изменения настроек в электронных модулях с помощью специального сервисного оборудования. Дополнительные неудобства доставляет «поведение» современных электронных охранных систем при разрядке батареи. В то же время при современном ритме городской жизни слишком короткие поездки не позволяют зарядить аккумулятор до полного восстановления емкости.

К сожалению, многие автолюбители, даже лично столкнувшись с проблемами в работе АКБ, не делают надлежащих выводов и при замене часто выбирают продукт, который не отвечает в полной мере условиям эксплуатации. Основных причин здесь две: естественная тяга к экономии и лень, мешающая разобраться в проблеме выбора действительно подходящего для их автомобиля аккумулятора. Поэтому при выборе автолюбители часто руководствуются иррациональным желанием не выходить за рамки определенной суммы, критериями, которые устарели еще в двадцатом веке, и неквалифицированными советами, основанными на заблуждениях.

Подобные подходы к выбору АКБ совершенно неприемлемы при современном уровне развития автомобилей, буквально начиненных электронными устройствами. Соответственно, крупнейшие производители рекомендуют выбирать батарею исходя из условий применений. Для старых моделей автомобилей с малым количеством дополнительного электрического оборудования предназначены одни АКБ, а для современных автомобилей премиум-класса с большим количеством электроники – другие.

Например, линейка аккумуляторных батарей Bosch представлена тремя цветами этикетки: серым, синим и черным. Серая этикетка, линейка S3, подскажет, что данные аккумуляторы можно устанавливать на подержанные автомобили с небольшим уровнем энергопотребления. Аккумуляторы серии S4 с синей этикеткой подходят для автомобилей среднего ценового сегмента с повышенным потреблением электроэнергии, в том числе и для азиатских моделей. Для автомобилей с высоким уровнем энергопотребления Bosch предлагает линейку S5 с черной этикеткой. Дополнительные пиктограммы на этикетках этих АКБ помогут автолюбителям сделать правильный выбор нужной батареи.

А они у вас «свежие»?

Еще одним из распространенных заблуждений потребителей является зависимость срока службы аккумулятора от даты производства.

Как известно, заблуждения никогда не возникают на пустом месте. Хотя аккумулятор – не скоропортящийся продукт, как йогурт, например, еще пятнадцать – двадцать лет назад вопрос «свежести» при его покупке был актуален. Современные АКБ являются необслуживаемыми – это значит, что они не требуют контроля состояния электролита, в том числе при подзарядке. В прежние же времена наиболее распространенными были обслуживаемые свинцовые аккумуляторы, имевшие тенденцию к значительному саморазряду. Он является следствием гальванических процессов внутри аккумулятора. Процессы возникают из-за наличия посторонних примесей в свинце, из которого сделаны электроды, и в электролите. Нормальный саморазряд таких АКБ обычно не превышает 0,7 – 1% емкости в сутки, однако и этого достаточно, чтобы после хранения на складе производителя, транспортировки и нахождения в магазине аккумулятор нуждался в подзарядке сразу после покупки. 2-3 месяца на полке – и батарея оказывалась практически полностью разряженной. Естественно, что основной «недуг» аккумуляторов – сульфатация пластин – прогрессировал при длительном хранении и отсутствии подзарядки, что и побуждало наших родителей искать «свежие» аккумуляторы.

Сейчас автомобили практически не комплектуются обслуживаемыми свинцовыми батареями. Дело в том, что помимо регулярной подзарядки в случае, если автомобиль не используется, они требуют периодического технического обслуживания. Уровень электролита в процессе саморазряда падает, поэтому в обслуживаемый аккумулятор необходимо время от времени подливать дистиллированную воду. Затем необходимо проверить плотность электролита, при необходимости добавить серной кислоты…

Современного автолюбителя трудно представить себе в гараже, в окружении банок с серной кислотой и в защитных очках. По этой причине производители, чутко реагирующие на изменение конъюнктуры, постоянно работают над улучшением характеристик аккумуляторов, особенно, в отношении склонности к саморазряду. Приобретая современный аккумулятор от известного производителя, вы получаете почти необслуживаемое устройство, не требующее в процессе эксплуатации практически никаких манипуляций. Обратите внимание, что термин «необслуживаемый аккумулятор» подразумевает, что в него не надо доливать воду на протяжении всего периода эксплуатации. Однако это не исключает контроль состояния заряженности и подзарядки АКБ в случае необходимости.

 «Бывалые» автолюбители порой жалуются, что теперь не могут заглянуть внутрь АКБ, использовать ареометр для измерения плотности, следить за состоянием электролита. Но современные технологии как раз и призваны избежать любых проблем, связанных с обслуживанием АКБ.

Какими бывают современные аккумуляторы?

Одно из основных достижений последних двух десятилетий – применение в производстве аккумуляторов сплава свинца с каким-либо другим элементом, позволяющим значительно снизить деградацию решеток-электродов при контакте с электролитом. Используемые добавки придают различные свойства решеткам. В настоящее время при промышленном производстве используется несколько сплавов свинца с другими элементами, каждый из которых обладает своими достоинствами и недостатками. Деление аккумуляторов на необслуживаемые и частично обслуживаемые – результат применения различных сплавов с их специфическими свойствами.

В принципе, ограниченное количество элементов, используемых в сплаве со свинцом, известно уже давно. Это сурьма и кальций, которые применяются в сплавах в различных пропорциях. Существуют также «гибридные» сплавы, в которых присутствуют оба элемента. Состав и процентное содержание добавки в сплаве существенно влияет на его свойства. Можно сказать, что их применение и стало тем толчком, за которым последовало бурное технологическое развитие, приведшее к появлению аккумуляторов, не нуждающихся в обслуживании на протяжении всего срока эксплуатации.

Производство положительных и отрицательных решеток-электродов, основного элемента конструкции аккумулятора, из сплавов позволило изменить их прочность, что привело к упрощению и удешевлению производства. Появление решеток из сплавов позволило избавиться от некоторых недостатков, свойственных аккумуляторам старого образца. В первую очередь, от возникновения коротких замыканий между электродами в результате их деформации и последующего соприкосновения. Результатом стало существенное увеличение срока службы при почти полном отсутствии обслуживания.

Решетки из свинцово-сурьмяного сплава изготавливаются методом литья под давлением. Это позволяет добиться достаточно высокой точности производства, поэтому большинство аккумуляторов начала 2000-х годов обладали свинцово-сурьмяными решетками. К сожалению, протекание гальванических процессов приводит к тому, что сурьма постепенно выделяется из положительных электродов в результате коррозии, что постепенно приводит к деградации аккумулятора, выраженной в потере емкости.

Недостатки свинцово-сурьмяного сплава побудили производителей искать новые элементы, позволяющие улучшить эксплуатационные характеристики. Выяснилось, что повысить жесткость аккумуляторных решеток можно, если добавить в сплав полтора процента кадмия, а для уменьшения коррозии в сплав добавляют кальций и олово. Однако выяснилась и одна неприятная деталь – использование кальция сопряжено с технологическими трудностями из-за свойства кальция выгорать при изготовлении решеток методом литья. Выход из ситуации был найден – вместо литья при производстве решеток начали использовать технологию просечки-растяжки, а затем и технологию штамповки, при которой из сплава формируется сплошная лента, которую позже подвергают перфорированию. Помимо прочего, штамповка позволяет сохранить внешнюю рамку пластин и делать более сложную оптимизированную форму решетки. Это особенно актуально для пластин положительных электродов, на которые приходятся основные нагрузки. В частности, подобная технология используется на АКБ Bosch с технологией PowerFrame.

Однако в связи со сложностью в производстве решеток с добавлением кальция, свинцово-сурьмяной сплав не стал “технологией прошлого”. В настоящий момент необслуживаемые аккумуляторы производятся как на основе решеток с пониженным содержанием сурьмы, так и на основе решеток из свинцово-кальциевого сплава. Многие аккумуляторы изготавливаются с применением обоих типов решеток: у гибридов для производства положительных решеток используется сплав свинец-кальций, тогда как отрицательные решетки делаются из сплава свинца с сурьмой.

Кроме того, для защиты пластин АКБ применяются специальные сепараторы-конверты, которые препятствуют осыпанию активной массы, приводящей к короткому замыканию.

Аккумуляторы класса «премиум»

Дальнейшее развитие технологии производства аккумуляторов связано с совершенствованием как сплава для производства решеток, так и конструкции всего изделия. Безусловно, «венцом творения» на данный момент можно считать полностью необслуживаемые аккумуляторы, к примеру, топовые батареи S5A с технологией AGM производства компании Bosch (раньше назывались S6).

В аккумуляторах класса «премиум» применяется технология Absorbent Glass Mat (AGM). Ее использование дало возможность существенно увеличить число циклов разряд/заряд. В соответствии с технологией AGM в конструкции аккумулятора используются специальные сепараторы из стекловолокна, которые полностью впитывают в себя электролит. Таким образом, он находится в нетекучем состоянии. Микропоры материала заполнены электролитом не полностью. Свободный объем используется для рекомбинации газов, что позволило сделать корпус аккумулятора полностью герметичным. Применение технологии AGM обеспечивает хорошую устойчивость аккумулятора к вибрации и наклону. Глубокий разряд не приводит к необратимым последствиям для батарей Bosch S5A.

Аккумуляторы с технологией AGM часто путают с гелевыми, в которых электролит находится в состоянии геля. Основными достоинствами этих аккумуляторов также являются возможность использования батареи при любом ее положении в пространстве, устойчивость к вибрациям, а также то, что даже при повреждении корпуса батареи электролит не вытекает наружу. Однако технология AGM является более совершенной, так как электролит в свободной форме обладает преимуществами в эксплуатации. У гелевых аккумуляторов скорость химических реакций ниже, кроме того, они не переносят сильных морозов. Таким образом, АКБ с технологией AGM обладают всеми достоинствами гелевых, при этом недостатки последних в них отсутствуют.

Как долго можно хранить современный аккумулятор?

Из-за низкого саморазряда все полностью необслуживаемые аккумуляторы заполняются электролитом в условиях производства и герметизируются. Это позволяет избежать опасных утечек кислоты и необходимости в обслуживании. Конструкция герметизированных аккумуляторов подразумевает длительное хранение батареи в заряженном состоянии. Если батарея долго не используется, достаточно изредка проверять уровень ее напряжения. Для напоминания об этом на обновленных этикетках всех АКБ Bosch нанесены соответствующие пиктограммы – напряжение разомкнутой цепи должно составлять не менее 12,4 В, в противном случае необходимо произвести зарядку АКБ. Это не потребуется выполнять чаще, чем раз в полгода. А при хранении аккумулятора в соответствующих условиях – сухих прохладных местах с температурой от 0 до +15°С – интервал может увеличиваться вплоть до 12 месяцев для АКБ с гибридными решетками и до 18 месяцев для батарей на основе решеток из свинцово-кальциевого сплава. Таким образом, аккумулятор, произведенный год назад, хранившийся в надлежащих условиях и прошедший хотя бы один цикл обслуживания, в силу своей конструкции и герметичности может спокойно храниться второй год до новой подзарядки и так далее. В этой связи поиски «свежего» аккумулятора теряют свою актуальность и всякий смысл.

В качестве итога хотелось бы отметить следующие моменты:

1. Выбирать подходящий аккумулятор нужно исходя из модели и модификации автомобиля, а также условий его эксплуатации. При этом предпочтение стоит отдавать продукции крупных мировых производителей, таких как Bosch. Для облегчения поиска информации Bosch указывает на этикетках соответствующие обозначения и пиктограммы (например, АКБ для систем «Start-Stop», тип автомобиля, режим эксплуатации ТС, минимальное значение напряжения АКБ для зарядки и др.).
2. Современные аккумуляторы в процессе хранения и эксплуатации не требуют практически никаких манипуляций. Достаточно лишь осуществлять контроль над показателем напряжения батареи и подзаряжать ее в случае необходимости.
3. Дата производства для современных необслуживаемых аккумуляторов не является важным показателем.
4. При любых сомнениях в выборе подходящей АКБ нужно обратиться к специалистам. Они поделятся информацией по применяемым технологиям и помогут сделать правильный выбор нужного аккумулятора.

a-kt.ru

Новые технологии в производстве аккумуляторов

Более 200 лет назад немецким физиком Вильгельмом Риттером был создан первый в мире аккумулятор. По сравнению с уже существующей тогда батареей А. Вольты, накопительное устройство Вильгельма можно было многократно заряжать‒разряжать. В течение двух столетий аккумулятор электричества сильно изменился, но в отличие от «колеса» его продолжают изобретать и по сей день. Сегодня новые технологии в производстве аккумуляторов продиктованы появлением новейших устройств, нуждающихся в автономном питании. Новые и более мощные гаджеты, электромобили, летающие дроны ‒ все эти устройства требуют небольших по размерам, легких, но более емких и долговечных аккумуляторных батарей.

Принципиальное устройство аккумулятора можно описать в двух словах – это электроды и электролит. Именно от материала электродов и состава электролита зависят характеристики аккумулятора и определяется его тип. В настоящее время существует более 33 типов переряжаемых источников электропитания, но наиболее применяемые из них:

• свинцово-кислотные;
• никель-кадмиевые;
• никель-металл-гидридные;
• литий-ионные;
• литий-полимерные;
• никель-цинковые.

Работа любого из них заключается в обратимой химической реакции, то есть происходящая при разрядке реакция восстанавливается при зарядке.

Область применения аккумуляторов довольно широка и в зависимости от вида устройства, которое от него работает, к батарее питания предъявляются определенные требования. Например, для гаджетов он должен быть легким, минимально габаритным и иметь достаточно большую емкость. Для электроинструмента или летающего дрона важен ток отдачи, так как потребление электрического тока достаточно высокое. При этом есть требования, которые предъявляются ко всем элементам питания – это высокая емкость и ресурс циклов зарядки.

Над этим вопросом работают ученые во всем мире, проводится масса исследований и испытаний. К сожалению, многие образцы, показавшие превосходные электрические и эксплуатационные результаты, оказались слишком дорогими по стоимости и не были запущены в серийное производство. С технической стороны, лучшими материалами для создания аккумуляторов становятся серебро и золото, а с экономической ‒ цена такого изделия будет недоступна для потребителя. При этом поиск новых решений не прекращается и первым значимым прорывом стал литий-ионный аккумулятор.

Литий-ионный аккумулятор

Впервые он был представлен в 1991 году японской компанией Sony. Батарея характеризовалась высокой плотностью и низким саморазрядом. При этом у неё были недостатки.

Первое поколение таких источников питания было взрывоопасным. Со временем эксплуатации на аноде накапливались дендриды, которые приводили к замыканию и возгоранию. В процессе усовершенствования в следующем поколении применили графитный анод и этот недостаток был устранен.

Вторым минусом стал эффект памяти. При постоянной неполной зарядке аккумуляторная батарея теряла емкость. Работа над устранением этого недостатка была дополнена новой тенденцией стремления к миниатюризации. Желание создавать ультратонкие смартфоны, ультрабуки и другие устройства требовало от науки разработок нового источника питания. К тому же уже устаревшая ионно-литиевая батарея не удовлетворяла запросы моделистов, которым нужен был новый источник электричества с гораздо большей плотностью и высоким током отдачи.

В результате в литий-ионной модели был применен полимерный электролит, а эффект превзошел все ожидания.

Литий-полимерный аккумулятор

Усовершенствованная модель не только была лишена эффекта памяти, но и в разы превосходила своего предшественника по всем параметрам. Впервые удалось создать батарею толщиной всего в 1 мм. При этом её формат мог быть самым разнообразным. Такие элементы питания стали пользоваться большим спросом сразу и у моделистов, и у производителей мобильных телефонов.

Но недостатки все же были. Элемент оказался пожароопасным, при перезарядке нагревался и мог воспламениться. Современные полимерные батареи оснащаются встроенной схемой, предотвращающей перезаряд. Рекомендуется также заряжать их только специальными зарядными устройствами, идущими в комплекте или аналогичными моделями.

Не менее важная характеристика элемента питания – себестоимость. На сегодня это самая большая проблема на пути развития аккумуляторов.

Питание электромобиля

Компания Тесла Моторс создает аккумуляторы по новым технологиям на основе комплектующих торговой марки Панасоник. Окончательно секрет не раскрывается, а вот результат испытаний радует. Экомобиль Tesla Model S, оснащенный аккумулятором всего 85 кВт*ч, на одном заряде проехал чуть больше 400 км. Конечно, мир не без любознательных, поэтому одну из таких батарей, стоимостью 45 000 USD, все же вскрыли.

Внутри оказалось множество литий-ионных ячеек Панасоник. При этом вскрытие не дало всех ответов, которые хотелось бы получить.

Технологии будущего

Несмотря на длительный период застоя, наука находится на грани великого прорыва. Вполне возможно уже завтра мобильный телефон будет работать месяц без подзарядки, а электромобиль преодолевать по 800 км на одном заряде.

Нанотехнологии

Ученые Южно-Калифорнийского университета утверждают, что замена графитовых анодов на кремниевые провода диаметром 100 нм увеличит емкость батареи в 3 раза, а время зарядки сократит до 10 минут.

В Стэнфордском университете предложили принципиально новый вид анодов. Пористые углеродные нанопровода, покрытые серой. По их утверждению такой источник питания аккумулирует в 4-5 раз больше электроэнергии, чем Li-ion батарея.

Ученый из США Дэвид Кизайлус заявил, что аккумуляторные батареи на основе кристаллов магнетита будут не только более ёмкими, но и сравнительно дешевыми. Ведь добывать эти кристаллы можно из зубов панцирного моллюска.

Учёные Вашингтонского университета смотрят на вещи более практично. Они уже запатентовали новые технологии для аккумуляторов, в которых вместо графитного электрода применен анод из олова. Все остальное не изменится и новые батареи смогут легко заменить старые в наших привычных гаджетах.

Революция уже сегодня

Снова электромобили. Пока они еще уступают автомобилям по мощности и пробегу, но это ненадолго. Так утверждают представители корпорации IBM, которые предложили концепцию литий-воздушных аккумуляторов. Более того, новый превосходящий по всем параметрам источник питания обещано представить потребителю уже в этом году.

qwizz.ru

что это такое, технология изготовления, особенности, и как их правильно заряжать

В наше время автомобилестроение совершенствует свои технологии год за годом. Не так давно сотни тысяч автолюбителей со всех уголков нашей планеты ломали голову над вопросом: «Какой из аккумуляторов лучше GEL или AGM»? Сравнивали их положительные и отрицательные качества.

Теперь же на рынке появилась эффективная замена — EFB аккумуляторы. Технология EFB очень актуальна в европейских странах. Однако в России эти АКБ пока ещё не так популярны. Новая технология — однозначный прорыв в производстве аккумуляторов, которые становятся всё более надежными и долговечными в использовании.

Обзор технологии

Совсем недавно в нашей стране было запущено производство аккумуляторов по технологии EFB. Эта инновационная технология позволяет аккумуляторам служить намного дольше,чем классическим свинцовым батареями. Но в то же время, такие АКБ доступнее, чем AGM батареи.

EFB аккумулятор — это новый, улучшенный вариант батареи. В его состав входит жидкий электролит. Вокруг свинцовой пластины расположено микроволоконный наполнитель, с постоянной пропиткой из электролита. Благодаря этой технологии наше устройство под защитой от пагубного влияния окружающей среды.

EFB технология — это будущее аккумуляторной промышленности. Производители гарантируют прочность и долговечность АКБ.

Устройство батарей

EFB — расшифровывается как  Enhanced Flooded Battery или «улучшенная затопленная/заливная батарея». Такая батарея является улучшенным типом свинцовой, она намного продуктивнее в работе, чем модели прошлого поколения. В данной модели свинцовые пластины значительно толще, а так же каждая пластина завернута в пакет из специального материала, который пропитывается электролитом.

• Размер свинцовых пластин, в данной модели они толще в 1,5 раза, является основным отличием EFB аккумулятора от обычных . Благодаря этому увеличивается емкость, и как следствие – уменьшена длительность зарядки.
• Сетка из полиэстера, находящаяся между сепаратором и пластиной, удерживает активную массу внутри и предотвращает её вымывание. Как результат — более высокий уровень заряда, так же повышается устойчивость к глубокому заряду-разряду.
• На сепаратор был приклеен ворс из стекловолокна, это сделано для сохранения правильного расположения пластин. Благодаря ему, пластины остаются на месте вне зависимости от обстоятельств.
• Защитный конверт из микроволокна — еще одо ноу-хау EFB-аккумуляторов. В такой конверт помещена каждая свинцовая пластина, а сам конверт заполнен жидким электролитом на основе серной кислоты. Производители уверенно заявляют, что это позволяет надежно защитить поверхность пластины от преждевременной сульфатации. А при осыпании предотвратит от возникновения токов короткого замыкания.
• Объем электролита снижен в три раза. Повышена устойчивость к глубокому разряду, это дает восстановиться АКБ на сто процентов. Показатели пускового тока улучшены практически до пятидесяти процентов.
• Неприхотливость в обслуживании и безопасность безоговорочно можно считать большим плюсом.

В целом, EFB аккумуляторы – улучшенные батареи, которые прослужат намного дольше традиционных аккумуляторных батарей.

Преимущества и недостатки

Владельцы автомобилей отдают предпочтение EFB аккумуляторам по разным причинам. Чтобы выяснить, какие же преимущества имеет эта модель, детальнее нужно разобрать все плюсы и минусы этих аккумуляторов.

1. Улучшенные свинцовые пластины. Для их изготовления было использовано гораздо больше свинца, по сравнению с другими стандартными видами аккумуляторов.
2. Свинцовые пластины закрыта и защищена от агрессивных факторов внешней среды благодаря специальному пакету, в который её поместили . Данный пакет предотвращает преждевременную сульфатацию пластин, уберегает пластину от повреждений и разрушений.
3. Данная батарея заряжается на порядок быстрее. Это происходит благодаря использованию очищенного свинца.
4. Пластины данных АКБ защищены  от быстрого износа при глубоких разрядах. Батарея работает намного дольше, по сравнению с ранее разработанными моделями аккумуляторов, так как батарея на самом деле разряжается лишь наполовину. Это стало возможным из-за того, что оксиды не оседают на поверхность пластин.
5. EFB батареи выдерживают порядка 100 — 150 глубоких разрядов, для сравнения, традиционные АКБ принимаю на себя приблизительно 25 — 50 разрядов.  Это увеличивает срок службы EFB аккумулятора, ведь количество случившихся глубоких разрядов не имеет влияния на срок его работы.
6. Батареям EFB аккумулятора не страшна тряска. Это происходит благодаря вибростойкости спаек, находящихся между пластинами. Производитель гарантирует длительность работы EFB аккумуляторов на период более 7 лет.
7. Внутри конструкции батареи предусмотрены специальные воронки, с помощью которых электролит непрерывно перемешивается. Это дополнительно продлевает продуктивность работы АКБ.
8. EFB аккумуляторы не требуют обслуживания, исключением могут быть аккумуляторы бюджетного диапазона.
9. Повышение температуры не влияет на продуктивность работы и срок службы аккумуляторов данного типа.

Важно! Эффективность работы EFB аккумулятора не изменяется, в зависимости от изменений температуры, которая может колебаться от — 50 c° до + 60 c° Это невероятно актуально в условиях русской зимы!

Наряду с вышеперечисленными плюсами и преимуществами EFB аккумуляторов, стоит упомянуть и о парочке недостатков:

• EFB батареи несовместимы с двигателями, оснащенными системой рекуперации кинетической энергии торможения.
• Эти АКБ менее мощные, по сравнению с AGM аккумуляторами, однако это можно заметить только при большом энергопотреблении в салоне автомобиля.

Как заряжать?

Принципы зарядки аккумуляторных батарей AGM и EFB мало чем отличаются. Ведь принципы их очень схожи.

• Соблюдение рекомендаций производителя — основное условие при зарядке.
• При этом необходимо заряжать АКБ качественным и проверенным зарядным устройством (преимущественно интеллектуальным).
• В процессе зарядки необходимо вести наблюдение за определенными параметрами, именно поэтому желательно отдать предпочтение зарядным устройствам с опцией индикации тока.
• Максимальное рабочее напряжение в вашем ЗУ должно быть не менее 14,4 вольт.
• Главное требование: заряжать аккумулятор можно лишь тогда, когда температура электролита не больше пятидесяти градусов! Иначе сверх нагрузка на свинцовые пластины может привести к тому, что они будут менее устойчивыми к коррозии.

В инструкции к EFB аккумуляторам производитель поэтапно рассказывает, как правильно заряжать данные батареи.

Соблюдая полярности, подключаем зарядное устройство к соответствующим клеммам. Необходимо проследить, чтобы сила тока по показаниям ЗУ стала меньше двух с половиной ампер. При использовании  зарядного устройства, оснащенного опцией индикации напряжения и силы тока, отключать аккумулятор от зарядки следует тогда, когда оба параметра перестанут изменяться.

Важно! Ускоренный режим зарядки категорически не подходит для данной модели АКБ.

Заряжая аккумулятор в ускоренном режиме, можно повысить процесс газообразования, что неизбежно приведет к поломке EFB аккумулятора. Так же производители запрещают открывать пробки, так как это может нарушить химическое равновесие внутри батареи и значительно снизит эффективность ее работы.

Полезное видео

Можете ознакомиться с видео, где проводили тест аккумуляторов EFB.

Система Start-Stop

Толчком для изобретения инновационной модели АКБ нового поколения, стало появление автомобилей, оснащенный функцией «старт-стоп».

Автомобили с этой функцией отличаются тем, что в момент остановки отключается двигатель. А для запуска силового агрегата необходимо всего лишь отпустить педаль тормоза. Между этими моментами нагрузка от автомобильной электрики ложится на аккумулятор. Без изменения характеристик, без увеличения приема заряда АКБ не может восстановить объем до нормальной емкости.

Остановка автомобиля в режиме «стоп» автоматически отключает двигатель. А нажатие сцепления и снятие тормоза, быстро его запускает. При таких мощных нагрузках, которые исходят от всех электроприборов, без увеличения приема заряда стандартная аккумуляторная батарея физически не успевает получать необходимое количество заряда в режиме «старт».

Современные производители новых авто, оснащенных системами Start-Stop, обычно, устанавливают именно EFB аккумуляторы. Так же системы Start-Stop, благодаря принципам своей работы (автоматическое отключение двигателя и его запуск, для снижения времени работы на холостых оборотах), сокращают расход топлива и вредные выбросы в атмосферу.

Заключение

Специалисты по всему миру долгое время пытались изобрести новые разновидности АКБ. Технология EFB аккумуляторов пользуется популярностью, особенно в странах Европы. По сравнению с батареями AGM, аккумуляторы, изготовленные по новой технологии, более доступны по стоимости. Главным преимуществом аккумуляторов нового поколения является их долговечность, если сравнивать со свинцовыми аналогами. На данном этапе EFB зарекомендовали себя надежными в эксплуатации. Это — шаг вперед в аккумуляторном производстве.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

akkummaster.com

Современные технологии изготовления аккумуляторов

AGM (Absorbent Glass Mat)

Электролит батареи находится не в свободном жидком виде, а абсорбирован в высокопористой волокнистой стеклоткани-сепараторе, плотно прижатой к пластинам (при этом сам электролит – жидкий). В результате достигается высокая степень контакта электролита с активной массой пластин и, как следствие, снижается собственное сопротивление батареи. Зарядное напряжение генератора машины должно быть в диапазоне 14,4 -14,8 В, иначе АКБ не будет заряжаться полностью.

Достоинства технологии AGM

• выдерживают в 3-4 раза больше циклов разряда-заряда, чем обычные свинцово-кислотные стартерные батареи,
• выдерживают более глубокие разряды: если обычные свинцово-кислотные стартерные батареи можно разряжать на 10-15% без возникновения необратимых повреждений, то AGM-батареи – на 25-30%. Это означает, что AGM-батареи без участия генератора способны снабжать электропитанием энергоемкие системы автомобиля.
• принимают заряд в два-три раза быстрее, т.е. после разряда быстрее заряжаются до 100%. Этим удается избежать долгого нахождения батареи в недозаряженном состоянии, что крайне губительно для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.

Gel (гелевые)

В электролит батарей добавлена кремниевая кислота, превращающая его в гель и фосфорная кислота, которая увеличивает количество возможных циклов разряда и заряда и способность к восстановлению после глубокого разряда. По своей сути гелевый аккумулятор является силовым (тяговым) аккумулятором, наиболее подходящим для электромобилей и погрузчиков, а также для систем резервного электроснабжения.

Стартовые характеристики хуже, чем у AGM или EFB. Гелевые аккумуляторы применяют рыбаки, дачники, охотники, сельские хозяйства, жители частных домов в системах бесперебойного питания. Распространены в электротранспорте, системах альтернативной энергетики (ветряки, солнечные батареи), в мототехнике.

Достоинства технологии GEL

• небольшая вероятность потери электролита, эксплуатировать можно практически в любом положении,
• высокая циклическая стойкость и полная безуходность.

Недостатки

• ухудшенные пусковые свойства при низких температурах и непереносимость повышенных температур (непригодны к установке в подкапотном пространстве).
• высокая стоимость.

EFB (Enchanced Flooded Battery)

Это промежуточный вариант между AGM и обычными жидкостными батареями. Фактически – улучшенный кислотный аккумулятор. При сборке на пластину накладывается ещё тонкий слой гигроскопичного волока, как в AGM. Поэтому лучше удерживается активная масса на пластине, продлевается срок эксплуатации аккумулятора и повышается надежность.

Достоинства технологии EFB

• повышенная стойкость к расслоению электролита и осыпанию активной массы,
• повышенная циклическая устойчивость благодаря улучшенному сцеплению активной массы (до 100 циклов при 50% разрядке),
• недорогая альтернатива AGM.

Обращаем внимание: на любом из этих аккумуляторов ВСЕГДА будет надпись «AGM –Technology» или «GEL-Technology» или «Enchanced Flooded Battery». Не позволяйте продавцам вводить вас в заблуждение.

Это лишь немногие технологии, применяемые в производстве аккумуляторов. У любой есть и достоинства и недостатки. Наши консультанты расскажут о них и помогут подобрать аккумулятор именно для Вашей машины. 

akumulator.by

Технологии производства АКБ Bosch – DAEWOO-LANOS

Повышение требований безопасности, а также все более жесткие автомобильные нормы по сокращению выбросов выхлопных газов, стали драйвером развития передовых систем в автомобилях. В связи с этим была продуманна одна из новых систем Start/Stop. Эта система однако требует специального генератора и аккумулятора устойчивого к воздействию многократных циклов разрядки. Инженеры компании Bosch разработали три инновационные технологии производства АКБ для автомобилей с системой Start/Stop. В рамках нашей статьи познакомим читателя c новыми разработками Bosch.

Система «Start-stop»

Технология, предназначена для автоматического отключения и перезапуска двигателя с целью экономии топлива, снижению вредных выбросов и уровня шума, за счёт сокращения работы двигателя на холостом ходу. Первые эксперименты по созданию системы предприняла компания Toyota в середине 70-х годов.

Принцип работы заключается в отключении мотора при остановке и быстрый запуск при нажатии на педаль сцепления (механическая КП) или отпускании педали тормоза (АКПП).

Соответственно такое решение требует применение технологически нового оборудования:

• Стартер. Должен соответствовать увеличенным от обычного сроком эксплуатации и рассчитан на большое количество пуска двигателя.
• Генератор. Вырабатывать необходимую энергию.
• АКБ. Кроме стандартных функций обычного аккумулятора, удовлетворять дополнительным задачам, т. е. выдерживать частые запуски двигателя, испытывать большое количество циклов разрядки, сохранять требуемую электроэнергию на другие приемники энергии (фары, габариты, отопление, ABS …) в момент выключения двигателя.

Поэтому, отвечая на запросы рынка, разработчики Bosch создали аккумуляторные батареи с применением новых технологий.

Технологии производства АКБ – EFB

Для таких целей был создан аккумулятор Bosch в технологии EFB (Enhanced Flooded Battery), с применением в конструкции специальной пленки нанесенной на положительные плюсовые «+» пластины из полиэстера, способные удерживать активную массу. Емкость батареи, в такой технологии, подходит для применения в автомобилях с системами Start/Stop.

По сравнению от обычных батарей, технология EFB обеспечивает более высокую стойкость, аккумулятор сохраняют полную работоспособность даже при сильных разрядах.

Технологии производства АКБ – AGM

В технологии AGM между свинцовыми плитами укладывают маты из стекловолокна насыщенные электролитом, в результате повышается эффективность работы аккумулятора. AGM (Absorbent Glass Mat) наиболее современная технология автомобильных аккумуляторов на рынке: оптимально подходит для системы Start/Stop, а также для автомобилей с большим оснащением дополнительных электрических функций комфорта.

К примеру, если одновременно включить большое количество источников потребления энергии, это может заставить генератор работать на пределе его возможностей. Обыкновенный стартерный аккумулятор выдержит данную ситуацию максимум 100 раз, а потом произойдет падение его емкости, что естественно вызовет проблемы с запуском двигателя. Батареи Bosch с AGM в состоянии компенсировать недостаток энергии около 300 раз.

На заметку. Замена аккумулятора в автомобилях с Start/Stop, связана с необходимостью адаптации системы электросети для установленного аккумулятора. В связи с этим эта операция может быть выполнена только специальном автосервисе сети Bosch Car Service.

Технологии производства АКБ – Powerframe

В течении последних 20 лет, с введением новых технологических разработок, средняя температура под капотом автомобиля увеличилась с 50°C до 100°C. Такие системы активной безопасности как ABS, ESP, ACC, системы комфорта: кондиционер, аудио, навигация, электрическая регулировка сидений, окон, зеркал, или люка, привели к тому, что потребность автомобиля в энергии возросла более чем в три раза, в сравнении 90-х годов.

Каждая новая модель автомобиля имеет все больший спрос на энергию.
Результатом этого послужило то, что производители автомобилей, путем реализации в них все более и более сложных систем потребуют передовых аккумуляторных батарей использующих технологию Powerframe – повышение прочности пластин.

Преимущества новых технологии:

• Повышенная устойчивость решетки (пластин) к коррозии.
• Большая устойчивость батареи к ударам и вибрации, низким температурам.
• На 20% увеличен срок службы, чем традиционные батареи.
• Увеличение тока холодного пуска.
• Сокращение пути прохождения тока.
• Укорочено время зарядки.
• Устойчивость к циклической разрядке частым циклам заряд-разряд.
• Приспособление для езды на короткие расстояния.
• Отсутствие необходимости в обслуживании – батарею просто установить и про нее можно забыть.
• Исключен контакт пользователя с электролитом.

Чтобы исключить необходимость долива дистиллированной воды используется процесс экструзии решеток. Благодаря улучшению точности изготовления решетки, сводится к минимуму испарение воды из электролита. Кроме того, увеличен запас электролита над пластинами аккумулятора. По заверениям компании Bosch, в течение всего срока эксплуатации уровень электролита никогда не упадет ниже верхнего края пластин и, следовательно, не возникнет необходимость восстанавливать его уровень дистиллированной водой.

Читайте –  Как подобрать свечи зажигания на авто

Аккумулятор Bosch S5 с технологией AGM

Bosch S5 с технологией AGM

В 4 раза выше стойкость по сравнению с обычными батареями.
Постоянная мощность даже при езде на короткие расстояния.
Возможность установки батареи в любом положении гарантирует 100 процентную защита от утечки.
Стойкость к частым циклам заряд-разряд.
Устойчивость к ударам.
Способность отдачи запасенной энергии в три раза выше традиционного аккумулятора

Аккумулятор Bosch S5 с технологией powerframe особенно подходит для автомобилей нового поколения, с дизельными двигателями или большим оснащением потребительских источников. По своим характеристикам, превосходит требования, какие производители ставят в заводской комплектации. Технология powerframe имеет большой резерв мощности, значительно продлевает срок службы батареи.

daewoo-lanos.com

Кальциевые аккумуляторы. Что это такое, принцип работы, а также плюсы и минусы

Я уже рассказывал про выбор аккумуляторов для вашего автомобиля, статья получилась очень полная и познавательная (однозначно читайте). В ней я краем затронул типы изготовления батарей, основных сейчас всего три – сурьмянистая, гибридная и одна из самых совершенных кальциевая. Если первых две технологии я уже рассматривал, да и многие знают о них, то вот последняя вызывает у людей много споров о плюсах — минусах, зарядке эксплуатации и т.д. Сегодня я постараюсь простыми словами рассказать вам — что это такое, почему она так называется, как обычно будет и полезное видео …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Сейчас технологии производства батарей ушли далеко вперед, появились EFB, AGM и даже GEL (гелевые) аккумуляторы. Однако пока они не получили широкого применения в ряд некоторых причин (самая основная это конечно цена). Поэтому основные технологии всего три

Технологии производства АКБ

Как нам известно, в пластинах используется свинец, а это очень мягкий металл, который от циклов заряда – разряда, от температурных колебаний может разрушаться.

Не буду сильно затягивать (про это говорил уже много раз) но стоит упомянуть технологии производства:

• Сурьмянистая – в пластины начали добавлять такой металл как СУРЬМА «Sb», они стали намного прочнее, теперь температурные перепады им были не страшны. НО минусами можно назвать кипение при 100% заряде (проходит интенсивный процесс электролиза, теряется большая часть воды из электролита). А также интенсивный саморазряд
• Кальциевая технология («Ca» — Кальций). Про нее я расскажу чуть ниже, важно понять, что она была вторым поколением
• Гибридная – это что-то среднее между кальцием и сурьмой, здесь одна пластина с добавками кальция, а другая сурьмы, обозначение «Sb/Ca» или «Ca+». Этот вид впитал в себя достоинства одной и другой технологий

НО на данный момент, одной из самых прогрессивных технологий считается именно второй тип, и сейчас он очень сильно эволюционировал.

Что такое кальциевый аккумулятор?

Это батарея в которой свинцовые решетки легированы небольшим количеством кальция (Ca), около 0,07 — 0,1% от общего веса (в современных типах может быть немного больше). На корпусе можно видеть такие надписи — Ca/Ca (говорит о том что обе пластины и «плюсовая», и «минусовая» легированы этой добавкой).

Для чего добавляли? Причин здесь много, но основных всего две — это уменьшение саморазряда (к слову он уменьшился в 6 раз), а также снизить потерю воды из электролита (здесь этот процесс не такой интенсивный, а поэтому батарею можно сделать почти необслуживаемой)

Справедливости ради стоит отметить — сейчас есть три поколения этих батарей, и они реально разные по технологиям производства, но для начала давайте посмотрим на основные плюсы и минусы

Плюсы и минусы

Положительных моментов здесь не мало:

• Более высокая емкость, из-за использования очищенного свинца
• Большие токи запуска
• Вода из электролита улетучивается медленно, а поэтому можно сделать практически необслуживаемый АКБ
• Не такой высокий саморазряд

Но есть и отрицательные пункты и они существенные:

• Боится глубоких разрядов (старые поколения после 2 – 3 теряли емкости на 50%), это основной минус!
• Дороже чем предшественники (цена может быть очень высокой, иногда в два раза выше, чем у оппонентов)
• Необслуживаемый. Зачастую у них нет крышек и вы не можете физически залезть в банки и довести уровень электролита до нормы, не можете поверить и его плотность.

Три различных технологии, как борьба с сульфатами

Что же друзья кальциевые аккумуляторы всем хорошо, но у них есть один ОЧЕНЬ большой минус, это глубокий разряд.

Немного о принципе работы:

Как мы с вами знаем, при разрядке аккумуляторной батареи на пластинах образуется сульфат свинца (образуются кристаллы) — это нормальное явление (если разряжать до положенных значений), при этом плотность электролита падает.

Когда ставите на зарядку, то под воздействием электрического тока, эти кристаллы начинают распадаться, плотность растет и емкость восстанавливается. Так собственно работает процесс заряда – разряда.

Если же разрядить глубоко (скажем даже до ноля Вольт), то кристаллы сульфата начнут расти и укрупняться, и уже при заряде они не смогут разрушится – этот процесс называется сульфатация аккумулятора.

Для заметки, если батарею после глубокого разряда сразу подключить к зарядному устройству (не медля ни минуты), то она может потерять не значительную емкость

НО у кальциевых аккумуляторов, ситуация усугубляется еще и тем что при глубокой разрядке образуется сульфат кальция! А это в отличие от сульфатов свинца — не растворимая ни в воде, ни в кислоте субстанция, причем с повышением температуры кристаллы становятся только прочнее. Причем они не проводят электричество, и являются прекрасным диэлектриком, таким образом закупорив пластину, они как бы ее выключают из всего химического процесса, что крайне снижает емкость!  А как говорят эксперты, начинают они образовываться уже при 10В!

Таким образом, ИМЕННО ДЛЯ КАЛЬЦИЕВЫХ БАТАРЕЙ глубокие разрядки особенно губительны!

ТО так как технология перспективная, ученые начали ее трансформировать и сейчас есть условно три типа таких АКБ

• Старый тип. Такие кальциевые АКБ содержат в своем строении «Ca» (около 0,1%) и Олово (Sn) также около 0,1 – 0,2%. Они условно переносят 2 – 3 глубоких разряда (ГР)
• Передовой тип. Еще 20 лет назад в пластины с «Ca» начали добавлять серебро «Ag» около 0,28%, производить их сложнее, причем они самые дорогие, однако могут выдерживать до 10 (ГР) почти без потери емкости

• Промежуточный тип. Сейчас в современных реалиях у производителей есть задача снизить стоимость батареи, а поэтому наряду с «Ca» добавляются различные добавки (производители до сих пор экспериментируют), например Медь, Селен, Кадмий и т.д. Здесь устойчивость от 3 до 5 (ГР)

Кто не понял, посмотрите небольшой видео ролик

Будущее кальциевых аккумуляторов

Как я писал в начале статьи, сейчас начинают появляться EFB, AGM и GEL технологии. Все они являются также свинцово-кислотными кальциевыми батареями с добавлением серебра в пластины, только в немного измененной форме.

EFB – пластины толще и запечатаны в специальные сепараторы, также электролита намного меньше

AGM – электролит запечатан в специальную стеклоткань причем он не вытекает

GEL – электролит запечатан в специальный гель.

Это если кратко, как видите, промышленность развивается, а мы будем за ней наблюдать.

На этом все, думаю было полезно, ИСКРЕННЕ ВАШ АВТОБЛОГГЕР.

avto-blogger.ru