Confronto batterie: piombo acido, gel e AGM
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Al momento, ci sono tre tipi principali di accumulatori sul mercato: piombo-acido con elettrolita liquido, gel e AGM. Hanno tutti lo stesso principio di funzionamento, ma ci sono differenze significative nel dispositivo. Queste differenze conferiscono loro caratteristiche speciali, tuttavia, ogni tipo ha i suoi svantaggi che dovrebbero essere considerati quando si sceglie una batteria.
Batterie al piombo con elettrolita liquido
Questo tipo di batteria ricaricabile è la più utilizzata. Il loro design è rimasto sostanzialmente invariato dalla loro invenzione nel 1859.
Dispositivo e principio di funzionamento
L'alloggiamento della batteria contiene sei scomparti o lattine isolati l'uno dall'altro. Ogni scomparto contiene piastre di piombo e un elettrolita liquido. Piastre con cariche positive e negative (catodo e anodo). Le piastre di piombo possono contenere impurità di antimonio o silicio. L'elettrolita è una miscela di acido solforico (35%) e acqua distillata (65%). Tra le piastre di piombo ci sono piastre distanziali porose chiamate separatori. Sono necessari per prevenire cortocircuiti. Ogni banco genera circa 2V per un totale di 12V (collegamento a margherita).
La corrente nelle batterie al piombo è generata da una reazione elettrochimica tra il biossido di piombo e l'acido solforico. Questo consuma acido solforico, che si decompone. La densità dell'elettrolita diminuisce. Quando si carica da un caricatore o da un generatore per auto, si verifica il processo inverso (ricarica).
Vantaggi e svantaggi
L'uso diffuso di batterie al piombo-acido è facilitato dal loro design semplice e affidabile. Emettono correnti di avviamento piuttosto elevate per l'avviamento del motore (fino a 500 A), funzionano stabilmente fino a 3-5 anni con un corretto funzionamento. La batteria può essere caricata con correnti maggiori. Ciò non danneggerà la capacità della batteria. Il vantaggio principale è il prezzo accessibile.
I principali svantaggi di questo tipo di batteria sono associati alla manutenzione e al funzionamento. L'elettrolito è liquido. Pertanto, c'è il pericolo del suo flusso. L'acido solforico è un liquido molto corrosivo. Inoltre, durante il funzionamento vengono emessi gas corrosivi. Ciò significa che la batteria non può essere installata all'interno del veicolo, ma solo sotto il cofano.
Il conducente dovrebbe monitorare periodicamente il livello di carica della batteria e la densità dell'elettrolito. Se la batteria viene ricaricata, bolle. L'acqua evapora e deve essere rabboccata periodicamente negli scomparti. Viene utilizzata solo acqua distillata.
Il livello di carica non deve scendere al di sotto del 50%. È garantito uno scarico completo per distruggere il dispositivo, poiché si verifica una profonda solfatazione delle piastre (formazione di solfato di piombo).
È necessario conservare e far funzionare la batteria in una posizione verticale rigorosa in modo che l'elettrolito non fuoriesca e le piastre non si chiudano tra loro. Il cortocircuito può anche verificarsi a causa dello sbriciolamento delle piastre.
Nella stagione fredda, la batteria viene solitamente rimossa dall'auto in modo che non si congeli. Questo può accadere con l'elettrolita liquido. Anche una batteria fredda funziona peggio.
Batterie al gel
Le batterie al gel funzionano secondo gli stessi principi delle batterie al piombo-acido convenzionali. Solo l'elettrolita all'interno non è in un liquido, ma in uno stato di gel. Ciò è stato ottenuto aggiungendo gel di silice contenente silicio. Il gel di silice mantiene l'elettrolito all'interno. Separa piastre positive e negative, ad es. funge da separatore. Per la produzione di lastre, viene utilizzato solo piombo altamente purificato senza impurità. La disposizione densa delle piastre e del gel di silice fornisce una bassa resistenza, quindi una ricarica rapida e correnti di rinculo elevate (800-1000 A per avviamento all'avviamento).
La presenza di gel di silice offre anche un grande vantaggio: la batteria non teme le scariche profonde.
Il processo di solfatazione in tali batterie è più lento. I gas risultanti rimangono all'interno. Se si verifica una formazione di gas troppo intensa, i gas in eccesso fuoriescono attraverso valvole speciali. Questo è negativo per la capacità della batteria, ma non critico. Non è necessario ricaricare nulla. Le batterie al gel non richiedono manutenzione.
Vantaggi e svantaggi
Ci sono più vantaggi delle batterie al gel che svantaggi. A causa del fatto che l'elettrolito all'interno è in uno stato gel, la batteria può essere utilizzata in sicurezza in quasi tutte le posizioni e luoghi. Niente trabocca come può con l'elettrolita liquido. Anche se la custodia è danneggiata, la capacità della batteria non viene ridotta.
La durata di una batteria al gel con la dovuta cura è di circa 10-14 anni. Poiché il processo di solfatazione è lento, le piastre non si sbriciolano e tale batteria può essere conservata fino a 3 anni senza ricarica e con una grande perdita di capacità. Di solito ci vuole il 15-20% della carica all'anno.
La batteria al gel può sopportare fino a 400 scariche complete. Ciò viene nuovamente ottenuto a causa dello stato dell'elettrolita. Il livello di carica si ripristina rapidamente.
La bassa resistenza consente l'erogazione di correnti di spunto elevate, garantendo un'elevata efficienza operativa.
Gli svantaggi includono la sensibilità al sovraccarico e ai cortocircuiti. Pertanto, tali batterie indicano i parametri di tensione consentiti durante la carica. È inoltre necessario caricare con una tensione del 10% della capacità della batteria. Anche una leggera sovratensione può portare al suo guasto. Pertanto, si consiglia di utilizzare caricabatterie speciali con tali batterie.
In condizioni di freddo estremo, il gel di silice può anche congelarsi e perdere nel contenitore. Sebbene le batterie al gel resistano al gelo meglio delle batterie convenzionali.
Uno dei principali svantaggi è anche l'alto costo delle batterie al gel rispetto a quelle semplici.
Batterie AGM
Il principio di funzionamento delle batterie AGM è lo stesso dei due tipi precedenti. La differenza principale è nel design dei separatori e nello stato dell'elettrolita. Tra le piastre di piombo c'è la fibra di vetro, che è impregnata di elettrolita. AGM sta per Absorbed Glass Mat o Absorbed Glass Fiber. Per le piastre viene utilizzato anche solo piombo puro.
La vetroresina e le lastre sono pressate strettamente insieme. L'elettrolita viene trattenuto dalla porosità del materiale. Si crea una bassa resistenza che influisce sulla velocità di carica e sull'elevata corrente di kick-off.
Queste batterie sono anche classificate come batterie esenti da manutenzione. La solfatazione è lenta, i piatti non si sbriciolano. L'elettrolita non scorre e praticamente non evapora. I gas in eccesso fuoriescono attraverso valvole speciali.
Un'altra caratteristica delle batterie AGM è la capacità di torcere le piastre in rotoli o spirali. Ogni scomparto ha la forma di un cilindro. Ciò aumenta l'area di interazione e migliora la resistenza alle vibrazioni. Le batterie in questo design possono essere viste dal noto marchio OPTIMA.
Vantaggi e svantaggi
Le batterie AGM possono essere utilizzate e conservate in qualsiasi luogo. Il corpo è sigillato. Hai solo bisogno di monitorare il livello di carica e le condizioni dei terminali. Il dispositivo può essere conservato per 3 anni, perdendo solo il 15-20% della carica all'anno.
Tali batterie forniscono correnti di avviamento elevate fino a 1000A. Questo è parecchie volte superiore al solito.
Gli scarichi completi non fanno paura. La batteria può sopportare 200 scariche zero, fino a 500 scariche medie e 1000 scariche al 30%.
Le batterie AGM offrono prestazioni migliori a basse temperature. Anche in caso di forte gelo, le caratteristiche non diminuiscono. Tollero anche alte temperature fino a 60-70 ° C.
Come le batterie al gel, gli AGM sono sensibili alla carica. Una leggera sovracorrente danneggerà la batteria. Sopra i 15 V è già fondamentale. Inoltre, non deve essere consentito un cortocircuito. Pertanto, dovresti sempre utilizzare un caricabatterie dedicato.
Le batterie AGM costano molte volte di più di quelle convenzionali, anche più costose di quelle al gel.
risultati
Anche con vantaggi così significativi, le batterie al gel e AGM non potevano spremere le batterie al piombo. Questi ultimi sono più economici e fanno bene il loro lavoro in macchina. Anche nella stagione fredda, 350-400 A sono sufficienti per l'avviamento del motore.
Su un'auto, le batterie AGM o al gel saranno rilevanti solo se vi è un gran numero di consumatori che consumano energia. Pertanto, hanno trovato un'applicazione più ampia come dispositivi di accumulo di energia da pannelli solari, parchi eolici, nelle case o come fonte di energia e in vari dispositivi portatili.
