Гелиевые аккумуляторы для авто: Гелевый аккумулятор для автомобиля — стоит ли покупать?

Содержание

Что такое аккумулятор — гелевые батареи, AGM и EFB?

В настоящее время помимо аккумуляторов «классической» конструкции (с жидким электролитом), так называемые SLI батареи, существуют также гелевые аккумуляторы и батареи, созданные по технологии AGM, а также по технологии EFB.

Гелевые батареи — это модификация стандартных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, в которых вместо жидкого электролита используется так называемый «загущенный»: в электролит добавляется загуститель, в результате чего он переходит из жидкого состояния в гелеобразное. «Гелеобразность» электролита предотвращает возможность его выливания и исключает газовыделение в процессе эксплуатации батареи. Основной же недостаток, присущий гелевым батареям, — повышенное внутреннее сопротивление (следствие того, что электролит менее текучий). Это препятствует получению высоких токов, и именно поэтому гелевые батареи мало применяются в качестве стартерных автомобильных батарей и используются, в основном, в качестве резервных источников питания.

Батареи, созданные по EFB-технологии, являются промежуточным звеном между батареями «классической» конструкции (SLI) и AGM-батареями и характеризуются следующими свойствами:

В 2 раза выше устойчивость к циклированию по сравнению с SLI батареями благодаря пленкам из полиэстера, нанесенным на положительные пластины.

Улучшенный прием заряда.

Повышенная плотность активной массы по сравнению с SLI батареями.

Повышенный пусковой ток.

Пример применения технологии EFB — VARTA Blue Dynamic EFB (прежнее название — Start-Stop EFB).

Батареи конструкции AGM, к которым относятся, в частности, аккумуляторы OPTIMA, VARTA Silver Dynamic AGM (прежние названия — Start-Stop Plus и ULTRA Dynamic), BOSCH S5 AGM (прежнее название S6 HighTech), ENERGIZER Premium AGM, ATLAS ABX AGM, а также мотоциклетные аккумуляторные батареи VARTA Powersports AGM (FUNSTART AGM) и BOSCH M6 AGM, — это другой тип батарей, которые, с одной стороны, имеют положительные свойства гелевых батарей — способность работать в любом положении и отсутствие газовыделения при нормальном режиме эксплуатации — и одновременно с этим лишены присущих гелевым батареям недостатков.

Технология AGM (Absorbed Glass Mat) предполагает, что электролит в корпусе батареи находится не в свободном жидком или гелеобразном 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.

AGM-батареи имеют совершенно уникальные эксплуатационные свойства:

Существенно более высокие пусковые характеристики по сравнению с батареями SLI и более высокие по сравнению с EFB-аккумуляторами.

AGM-батареи выдерживают в 3-4 раза больше циклов разряда-заряда, чем обычные свинцово-кислотные стартерные батареи.

AGM-батареи способны выдерживать 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 более энергоемкие системы автомобиля.

AGM-батареи принимают заряд в два-три раза быстрее, т.е. после разряда быстрее заряжаются до 100 %. Вследствие этого удается избежать длительно нахождения батареи в недозаряженном состоянии, что крайне губительно для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.

Аккумуляторные батареи OPTIMA, обладая всеми преимуществами технологии AGM, отличаются еще и тем, что пластины в них не прямоугольные и плоские (как в батареях «классической» конструкции), а представляют собой длинные ленты, плотно скрученные в рулон (инновационная система SPIRALCEL®-TECHNOLOGY).

Вследствие использования такой конструкции батареи OPTIMA могут не только безопасно работать в любом положении и выдерживать вибрации, которые не может выдержать ни одна батарея «классической» конструкции, но и способны работать с поврежденным корпусом, например, с пробоинами.

Конструкция SPIRALCEL®-TECHNOLOGY дает возможность использовать такие батареи не только в качестве стартерных и не только в автомобилях, но и для питания электроприборов, а также в качестве бортовых источников тока на катерах и яхтах. Кроме перечисленных преимуществ батареи OPTIMA имеют еще более высокие пусковые характеристики (ток холодной прокрутки) и более продолжительный срок службы.

Чтобы купить авто аккумулятор, воспользуйтесь формой подбора.

Хорош ли гелевый аккумулятор — достоинства и недостатки

Что такое гелевый аккумулятор

Все автолюбители прекрасно понимают назначение аккумулятора, но далеко не все понимают принцип его работы и какими же они бывают. Итак, рассмотрим принципиальную схему устройства любой аккумуляторной батареи для автомобиля.

Аккумулятор, каким мы его привыкли видеть — это пластиковая герметичная коробка, которая обеспечивает целостность устройства. Внутри неё расположены пластины-электроды, изготовленные из свинца или его особых сплавов.

Вся эта система залита жидким электролитом — водным раствором сильной кислоты. В результате химической реакции между электродом и электролитом образуется электрический ток, жизненно необходимый для функционирования автомобиля. При подаче внешнего электрического напряжения на клеммы пластин происходит процесс восстановления батареей первоначальных свойств, то есть её зарядка.

Итак, почему же описываемое устройство называется именно гелевый аккумулятор? Всё очень просто — в отличие от обычной автомобильной АКБ раствор кислоты имеет консистенцию желе, иными словами, геля. Гелевые аккумуляторы — это не требующие обслуживания батареи, изготовленные по двум технологиям:

GEL — Gel Electrolite. В раствор кислоты добавлена двуокись кремния, которая вызывает загустение.
AGM — Absorptive Glass Mat. В переводе на русский «поглощающее стекловолокно». В качестве электролита используется привычный раствор серной кислоты, чаще всего. Но пространство между электродами заполнено материалом-сепаратором, изготовленным из микроскопического стекловолокна.

Это волокно удерживает в себе кислоту и не даёт ей растекаться. В итоге получается гелеподобная единая масса.

Итак, почему же такой тип батарей называют также необслуживаемыми? Дело в том, что приезжая на плановый технический осмотр на машине, оснащённой обычной АКБ, её каждый раз проверяют на предмет плотности электролита. Как правило, каждый раз в устройство заливают некоторое количество дистиллированной воды. Гелевый аккумулятор не требует долива для сохранения необходимой плотности электролита. К тому же даже при повреждениях пластикового корпуса он никогда не протекает по причине более плотной консистенции электролита.

Видео о том, какие разновидности аккумуляторов существуют и как их выбрать:

Теперь вы знаете о том, что гелевые аккумуляторы бывают нескольких типов. Рассмотрим более подробно каждый из них.

Аккумуляторы технологии AGM

Главная их особенность — чуть ли не стопроцентная рекомбинация газов. В отличие от обычного аккумулятора, продукты химических реакций (водород, кислород) между электродами и электролитами не выбрасываются во внешнюю среду, а «прячутся» в порах стекловолокна. Эти газы при подзарядке батареи вновь становятся частью электролита, тем самым позволяя намного дольше сохранять изначальную энергоёмкость батареи. Гарантированный жизненный срок такого аккумулятора составляет 400 циклов полной разрядки — зарядки. Причём это минимальный показатель. К тому же такое устройство очень медленно разряжается в неподключенном виде — за год примерно на 20% энергоёмкости.

Аккумуляторы технологии GEL

В отличие от вышеописанного типа этот обладает чуть меньшей степенью рекомбинации газов. И это, пожалуй, единственное, что делает его хуже. Аккумулятор такого типа гарантированно выдерживает в 2 раза больше циклов разрядки — зарядки и не требует подзарядки сразу же после глубокого израсходования накопленной энергии. Для таких моделей типичен гарантированный срок службы 10 лет.

Нужен ли такой аккумулятор именно вам?

Итак, стоит заметить существенный минус такого типа устройств. Их можно применять лишь в автомобилях с очень точным механизмом заряда. Идеально работающее реле-регулятор как в отечественных, так и в зарубежных автомобилях поддерживает напряжение в пределах 13–16 вольт, а для подзарядки этого аккумулятора напряжение выше 14,4 вольта губительно. Гель просто тает и обратного процесса не получится добиться. К тому же сильный мороз также недопустим, потому что гель застывает, теряя свои характеристики и сразу же становясь в 2 раза менее мощным.

Подведём итоги

Плюсы гелевого аккумулятора:

не требует обслуживания;
работает в любом положении, хоть на боку, благодаря состоянию электролита;
не протекает даже при повреждении корпуса;
огромный срок службы при исправной электронике;
высокий пусковой ток.

Минусы гелевого аккумулятора:

не выдерживают перезаряда, нужно следить за индикатором;
не переносит сильных морозов;
высокая стоимость;
требует «навороченной» электроники в автомобиле.

Исходя из сказанного можно сделать вывод, что это хороший вариант для системы аварийного энергоснабжения, но никак не для автомобиля. Обладая множеством преимуществ, этот тип с трудом сможет выдержать наш климат и наверняка раньше положенного срока придёт в негодность. Но, если вы, к примеру, счастливый обладатель шикарной аудиосистемы, этот аккумулятор как нельзя лучше сможет удовлетворить вашим энергопотребностям.

плюсы и минусы, отличия от обычных батарей

Аккумулятор – незаменимая часть каждого автомобиля. От того, насколько хорошо заряжен аккумулятор, зависит пуск двигателя автомобиля. Автомобильные аккумуляторы практически не меняются уже несколько десятилетий, несмотря на то, что у них есть масса проблем: большие габариты, необходимость постоянного обслуживания и относительно низкий срок службы. Несколько лет назад в продаже стали появляться гелевые автомобильные аккумуляторы, которые частично лишены недостатков стандартных батарей. В статье разберемся, действительно ли плюсы гелевых аккумуляторов перевешивают их минусы, и нужно ли подобным устройствам отдавать предпочтение.

Оглавление: 
1. В чем отличия гелевых аккумуляторов 
2. Какие бывают типы гелевых аккумуляторов
3. Можно использовать гелевый аккумулятор вместо обычного на автомобиле
4. Плюсы и минусы гелевых аккумуляторов

В чем отличия гелевых аккумуляторов

Стандартный автомобильный аккумулятор, который сейчас используется повсеместно, имеет достаточно простую конструкцию. Он представляет собой герметичный пластиковый бокс, внутри которого расположены пластины из свинца или его сплавов. Пластины залиты электролитом, который представляет собой водный раствор сильной кислоты. Между кислотой и пластинами происходит химическая реакция, которая ведет к образованию электрического тока, необходимого для работы автомобиля.

Гелевый аккумулятор не сильно отличается от рассмотренной выше батареи. Его основное отличие – использование вместо водного раствора кислоты гелеобразного вещества, выполняющего идентичные функции. Такие аккумуляторные батареи, в отличие от стандартных, не требуют обслуживания.

Приезжая на станцию технического обслуживания со стандартной батареей, ее требуется при проведении планового ТО проверить на плотность электролита. Если требуется, мастера доливают в такие батареи дистиллированную воду. Что касается гелевых аккумуляторов, для них проведение такой операции не требуется. Им не нужно доливать воду для сохранения плотности электролита, поэтому такие батареи называются необслуживаемыми.

Обратите внимание: Если повредить корпус батареи гелевого аккумулятора, оттуда не выльется жидкость, поскольку ее консистенция гелеобразная – плотная.

Какие бывают типы гелевых аккумуляторов

В данный момент в продаже можно найти гелевые аккумуляторы, выполненные по двум технологиям:

AGM — Absorptive Glass Mat. В таких аккумуляторах используется раствор серной кислоты в качестве электролита, тогда как пространство между электродами заполняется материалов-сепаратором, изготовленным из стекловолокна, отсюда и название подобных батарей – «поглощающее стекловолокно». Данное волокно держит в себе кислоты, тем самым образуя гелеобразную массу, которая не растекается. Особенность таких батарей – максимальная рекомбинация газов, которая стремится к 100%. В обычных аккумуляторах результаты химических реакция (водород и кислород) выбрасываются во внешнюю среду. В гелевых аккумуляторах по данной технологии этого не происходит, и они уходят в поры стекловолокна. В момент зарядки аккумуляторной батареи происходит рекомбинация этих газов, и они становятся частью электролита. За счет подобного решения аккумулятор не теряет свою энергоемкость максимально долго. Разработчики подобных аккумуляторов заверяют, что минимальный жизненный срок подобной батареи составляет 400 циклов заряда-разряда. Еще одна интересная особенность таких аккумуляторов – это медленный разряд в неподключенном виде. За год они теряют не более 20% от емкости.
GEL — Gel Electrolite. Загущение раствора электролита выполняется при помощи двуокиси кремния. Такая батарея не может похвастаться столь же эффективной рекомбинацией газов, как рассмотренный выше вариант. Но на этом его минусы заканчиваются. Такая батарея имеет гарантированный срок службы не менее 10 лет при правильной эксплуатации. Она способна выдержать в 2 раза больше циклов заряд-разряд, и ее не требуется заряжать сразу после глубокого разряда.

Можно использовать гелевый аккумулятор вместо обычного на автомобиле

Гелевые аккумуляторы сейчас не используются повсеместно, и на то есть несколько причин, которые перекрывают плюсы подобных устройств.

Первое, что нужно знать о минусах гелевых аккумуляторов – это разложение геля батареи при подзарядке напряжением выше 14,4 Вольт. Если подать подобное напряжение, гель начинает «таять», после чего вернуть ему прежнее состояние будет невозможно. Учитывая, что на современных автомобилях используется зарядное напряжение от 13 до 16 Вольт, это является большой проблемой. То есть, использовать гелевый аккумулятор без вероятности ему навредить можно только на автомобилях, где очень точный механизм заряда, способный поддерживать напряжение не выше 14,4 Вольт.

Второй минус – это сложности при использовании гелевого аккумулятора в холодное время года. При отрицательной температуре окружающей среды гель застывает, что ведет к потере им характеристик и снижению мощности.

Плюсы и минусы гелевых аккумуляторов

Подводя итоги, рассмотрим очевидные плюсы и минусы гелевых аккумуляторов, по которым каждый из водителей сможет решить, подходит ему подобное устройство или нет.

Плюсы гелевых аккумуляторов:

Являются необслуживаемыми;
Поскольку электролит имеет большую плотность, такой аккумулятор можно ставить на бок – он будет работать в любом положении;
Если на корпусе подобной батареи появилась трещина, через нее не будет вытекать электролит;
При грамотном использовании батарея имеет большой срок службы;
Гелевый аккумулятор обладает высоким пусковым током.

Минусы гелевых аккумуляторов:

Высокая стоимость, в сравнении с обычными батареями;
Использовать можно только с точным механизмом заряда, способным поддерживать напряжение не выше 14,4 Вольт;
Потеря свойств при низкой температуре окружающей среды.

Гелевый аккумулятор является хорошей технологий, но в данный момент она не может использоваться массово, особенно в российских реалиях. Малое количество автомобилей имеют механизм заряда необходимой точности, особенно если говорить о машинах 5-10-летней давности. К тому же, климатические условия явно не позволяют эксплуатировать подобные батареи на автомобилях круглогодично.

Загрузка…

Гелевый аккумулятор — конструкция, преимущества и недостатки

Содержание статьи

С момента изобретения автомобиля в его конструкции успело измениться практически все: вместо маломощных нижнеклапанных моторов под капотами стоят верхневальные двигатели с изменяемыми фазами газораспределения, карбюраторы давно уступили место впрыску топлива, но, как и сто лет назад, в качестве резервного источника энергии большинство машин использует свинцово-кислотные аккумуляторы. При всех их достоинствах (простота, солидная удельная емкость) эти батареи имеют и множество недостатков, с которыми приходится или мириться, или бороться.

Изобретение гелевых аккумуляторов – это прямое следование нуждам аэрокосмической индустрии: массивные свинцово-кислотные аккумуляторы, требующие регулярной доливки воды и неспособные работать при кренах и тем более переворотах, мало подходили в этих отраслях. Фактически гелевые аккумуляторы стали развитием технологии AGM, где электролит пропитывал инертный наполнитель между пластин: отказавшись от наполнителя, инженеры решили сделать нетекучим сам электролит.

Видео: Гелевый аккумулятор АКБ — плюсы и минусы. Просто о сложном

Устройство гелевого аккумулятора

Ключевая особенность гелевого аккумулятора – это именно его электролит: в отличие от других типов, здесь в раствор серной кислоты введен диоксид кремния, превращающий жидкость в гелеобразную субстанцию. В результате электролит может удерживаться между пластинами в любом положении АКБ и одновременно служит своеобразным демпфером вибраций: удары и тряска такой батарее практически не страшны, в то время как в традиционных АКБ приходится использовать упругие пластиковые сепараторы.

Важное отличие гелевых аккумуляторов – в их нулевом газовыделении, что достигается легированием отрицательных пластин кальцием (во время циклов заряда-разряда происходит рекомбинация водорода). Загущенный электролит не требует наличия между пластинами пространства для отвода водорода, выделяющегося при зарядке, и это определяет сразу два ценных момента:

Во-первых, возможность разместить пластины с минимальным зазором позволяет либо снизить габариты аккумулятора, либо увеличить его емкость и токоотдачу.
Во-вторых, это делает возможным полную герметизацию батареи – точнее говоря, каждая банка снабжается клапаном, настроенным на определенное давление, необходимое для запуска реакции рекомбинации водорода. В нормальных условиях эксплуатации клапана всегда закрыты, что позволяет считать гелевые аккумуляторы герметичными, но при резком росте газообразования (перезаряд) клапана открываются, предохраняя корпус от разрушения.

При плотной компоновке банки необязательно использовать классическую конструкцию с двумя параллельными пластинами в каждой банке. Многие производители гелевых батарей сворачивают пластины в спираль, что позволяет максимально эффективно использовать пространство – такие источники энергии можно сразу узнать по цилиндрическим обводам банок.

Читайте также: Как выбрать лучший аккумулятор

Видео: Гелевый или кислотный аккумулятор — какой лучше выбрать? Просто о сложном

Главные преимущества

Для среднестатистического автомобилиста наиболее важна не способность гелевого аккумулятора работать в любом положении, а его стойкость к глубокому разряду. Напомним, что произойдет в этом случае с классическим аккумулятором: как только напряжение на пластинах банки снижается до критического предела, на пластинах начинается реакция образования сульфата свинца, приводящая к значительному падению плотности электролита и «обрастанию» пластин характерным белым налетом.

Аккумулятор фактически «засыпает» — чем меньше плотность электролита, тем хуже его электропроводность. Именно поэтому долго простоявший разряженным АКБ нельзя зарядить автоматическим зарядным устройством: ток, принимаемый батареей, слишком мал, что воспринимается автоматикой как отсутствие нагрузки. Батарею приходится «оживлять» мощными импульсами, способными запустить распад сульфата свинца и разогреть электролит. Но полностью разложить его трудно, поэтому засульфатированная батарея ощутимо снижает емкость и токоотдачу, а крупные кристаллы сульфата свинца, отрываясь от пластин, выпадают в осадок, что вызывает необратимое разрушение пластин.

Читайте также: Как выбрать лучшее пуско-зарядное устройство

В гелевых же аккумуляторах сульфатация практически отсутствует – батарею такого типа можно «высадить в ноль», и она все равно будет исправно принимать заряд. Именно поэтому гелевые аккумуляторы используются в источниках резервного питания и ИБП: отдав весь запас энергии, они могут оставаться разряженными до подачи электропитания. Для автомобилиста же это означает возможность заводить машину «на последнем дыхании» зимой после длительных стоянок без отключения аккумулятора.

Читайте также: Зарядное устройство для гелевого аккумулятора

Видео:♣ AGM и Гелевый аккумулятор. Зарядка гелевого и AGM аккумулятора ♣

Отсутствие пузырьков газа на поверхности пластин, неизбежное при работе классического аккумулятора, определяет и заметный рост токоотдачи гелевых батарей в импульсном режиме, так как площадь контакта электролита с пластинами увеличивается. Можно встретить рекламные ролики, где с помощью гелевого мотоаккумулятора заводят автомобиль: действительно, по импульсному току гелевая батарея может превосходить аналогичного типоразмера классическую почти вдвое.

Недостатки гелевых батарей

Однако именно в конструкции гелевых аккумуляторов скрыт и их главный недостаток: строгие требования к режиму зарядки. Если классический АКБ может безболезненно пережить многократное превышение зарядного тока (например, при неисправности реле-регулятора), лишь бы хватило пропускного сечения вентиляции для удаления водорода из «кипящей» батареи, то для гелевого аккумулятора подобные условия смертельны: газообразование начинает превышать скорость рекомбинации, пузырьки водорода удерживаются в геле, резко снижая площадь его контакта с пластинами, затем открываются клапана, сбрасывая избыточное давление, и аккумулятор уже не восстановит изначальные характеристики.

Поэтому, как ни странно, гелевые аккумуляторы нецелесообразно применять не только на старых автомобилях, где отказ генератора может произойти непредсказуемо, но и на вполне новых. Дело в том, что современные автомобили все больше отходят от классической схемы заряда, когда реле-регулятор поддерживает в сети фиксированное напряжение: в них генератор управляется бортовым контроллером, который запрограммирован на быструю зарядку аккумулятора после запуска мотора и может в некоторых случаях значительно увеличивать напряжение в бортсети.

Второй недостаток гелевых аккумуляторов, критичный для многих автомобилистов – это их цена: более сложная технология изготовления делает их гораздо дороже, чем AGM и тем более классические аккумуляторы того же типоразмера.

Где стоит использовать гелевый аккумулятор?

Установка гелевых аккумуляторов — один из частых элементов тюнинга. На спортивной технике меньшая масса при той же токоотдаче важна не меньше, чем и сохранение работоспособности при кренах и тряске. Способность к отдаче больших токов в пике ценна для серьезной внедорожной техники: такие батареи устанавливают для питания мощных лебедок, к тому же после герметизации клемм они могут спокойно переживать погружение под воду.

Еще одна сфера, где внимание к гелевым аккумуляторам традиционно высоко, это автозвук, и в первую очередь – шоу-кары с мощными акустическими системами. В них, как правило, акустика запитывается от собственного гелевого аккумулятора: тут снова на руку отличная импульсная токоотдача (не проседает напряжение при резких скачках громкости) и возможность уходить в глубокий разряд без повреждений.

Необслуживаемые аккумуляторы: Жидкостные, Гелевые и AGM

Такие аккумуляторы бывают различных типов: Жидкостные, Гелевые и AGM. Начнем с того, что это все кислотные аккумуляторы и принцип их работы не отличается от друг от друга.

12-ти вольтовый Аккумулятор состоит из шести ячеек, в которых находятся электродные блоки, состоящие из пластин (решеток) положительных и отрицательных с нанесенной на них активной массой и разделенных между собой сепаратором, все это залито электролитом. Процесс образования (выработка) электричества происходит при химическом взаимодействии между активной массой, нанесенной на решетки и электролитом.

Основное принципиальное отличие Обычных жидкостных, Гелевых (GEL) и VRLA или SLA созданных по AGM технологии батарей заключается в физическом состоянии электролита:

Обычные аккумуляторы имеют — жидкий электролит.
Гелевые (GEL) — загущенный электролит до нетекучего состояния с помощью специальных присадок.
VRLA или SLA, произведенные по AGM технологии — электролит абсорбирован (впитан) в сепаратор.

Решетки электродов, удерживающие активную массу, легируют сурьмой и мышьяком. Добавки улучшают технологичность литья, повышают твердость и коррозионную стойкость электродов. В то же время сурьма способствует повышенному расходу воды и снижению ЭДС батареи в процессе эксплуатации.

Дальнейшее развитие привело к снижению доли сурьмы в составе сплава, из которого льют решетки. Это привело к появлению малообслуживаемых аккумуляторов (малосурьмянистые технологии), так же увеличился срок службы батареи. Затем из отрицательных пластин сурьму вытеснил кальций. Появились «Гибридные» аккумуляторы стали требовать долива еще реже.

Применение кальция в положительных и отрицательных пластинах (кальциевые технологии) привело к появлению батарей, теоретически не требующих долива на протяжении всего срока эксплуатации. Однако такие батареи выходят из строя от глубоких разрядов. Чтобы повысить стойкость, в свинцово-кальциевый сплав положительных пластин стали добавлять серебро. Применение лабиринтных крышек и пробок, конденсирующих остатки испарения воды и возвращающих ее обратно в аккумулятор, привело к появлению полностью необслуживаемых батарей в течение всего срока их жизни.

Гелевые аккумуляторы появились с началом освоения космоса. Гель, получающийся в результате добавления в серную кислоту двуокиси кремния, позволяет добиться полной герметичности батареи, так как все газовыделение происходит внутри пор в массе геля. Таким батареям нет равных по стойкости к глубоким разрядам, они намного долговечнее традиционных. Но распространения у автомобилистов гелевые аккумуляторы не получили по причине очень высоких требований к бортовому электрооборудованию и из-за резкого падения пускового тока на холоде.

Наиболее современная технология (AGM) вновь вернулась к жидкой кислоте, но теперь электролит удерживается в порах сепаратора из ультратонких стеклянных волокон. Такая конструкция позволяет не только герметизировать корпус, но и сохранить работоспособность батареи даже в случае повреждений наружной оболочки. AGM-батареи нечувствительны к колебаниям температуры, очень стойки к глубоким разрядам, долговечны, виброустойчивы и могут работать хоть лежа на боку, но боятся перезаряда.

ОСОБЕННОСТИ ГЕЛЕВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

Гелевый электролит заполняет пространство между пластинами аккумулятора, но сепаратор не исключается. Рекомбинация газов в гелевых аккумуляторах имеет эффективность до 97%. Гель эффективнее фиксирует материал пластин, снижая их износ в режимах глубоких разрядов, поэтому циклический ресурс гелевых аккумуляторов в 2-3 раза выше, чем у обычных, поэтому их целесообразно применять в тех случаях, где такое применение (циклический режим с глубоким разрядом) востребовано. Гелевые аккумуляторы также могут эксплуатироваться в любом положении (кроме перевернутого), имеют несколько меньший саморазряд, поэтому гелевые аккумуляторы предпочтительно использовать в тех режимах, где разряд производится малым током на протяжении длительного времени.

В гелевом электролите ионы имеют худшие показатели подвижности (в силу большей плотности среды), что отрицательно сказывается на динамических разрядных и зарядных характеристиках гелевых аккумуляторов. Более того, может наблюдаться временный провал в напряжении при резком увеличение нагрузки, что может приводить к неадекватному поведению оборудования; поэтому следует с осторожностью применять гелевые аккумуляторы в системах управления током и т.п. устройствах с коммутацией быстроизменяющихся токов. Гелевые батареи очень чувствительны к качеству зарядки аккумуляторы с гелем внутри можно применять лишь там, где бортовая электрика позволяет очень точно поддерживать режим заряда. Куда там, на отечественных автомобилях даже с исправным реле-регулятором напряжение «гуляет» с 13 до 16 вольт! Да и на большинстве иномарок немногим лучше. А уж если реле-регулятор из строя выйдет, то гелевый аккумулятор можно сразу выбрасывать. Не зря же на нем написано: напряжение заряда не более 14,4 В. Если больше, то гель тает как холодец в тепле и обратно уже не восстанавливается. И вот еще что: у настоящих гелевых батарей, конечно, может быть огромный ток, но только летом. Гель и так вязкий, а на морозе он совсем застывает. В результате характеристики падают наполовину и больше.

Зарядка гелевых аккумуляторов ограничивается очень малыми токами, в противном случае возникает опасность «вспучивания» геля избыточными газами из-за меньшей эффективности рекомбинации и ограниченной теплопроводности. Гелевые аккумуляторы предпочтительней питать от зарядных устройств с высоким качеством напряжения (стабильность, минимум пульсаций) во избежание перезаряда и перегрева, они не переносят даже кратковременных коротких замыканий — любое КЗ (например, при установке аккумулятора Вы случайно замкнули на долю секунды два полюса металлическим гаечным ключом) моментально выводит аккумулятор из строя.

Высокие вибрации приводят к разжижению геля и стеканию его с пластин. Как видим, гелевые аккумуляторы «лушче» (если так можно сказать), только в плане повышенного циклического ресурса и меньшего % саморазряда. К тому же такой тип батарей самый дорогой.

СВИНЦОВО—КИСЛОТНЫЕ, ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫЕ, КЛАПАННО-РЕКОМБИНАЦИОННЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ (VRLA или SLA)

VRLA (Valve Regulated Lead Acid) в переводе с английского — Клапанно-Регулируемые Свинцово-Кислотные;
SLA (Sealed Lead Acid) — Герметизированные Свинцово-Кислотные;
AGM (Absorbent Glass Mat) — это технология изготовления свинцово-кислотных аккумуляторов, созданная инженерами Gates Rubber Company в начале 1970-х годов. Пористый сорбент из стекловолокна (AGM) — впитывающий сепаратор, использующийся между пластинами в VRLA-батарее.

Особенность аккумуляторов типа VRLA — отсутствие необходимости долива воды в течение всего срока службы и практически полное отсутствие выделения газов (водорода и кислорода) — продуктов электролиза воды, входящей в состав электролита. Поэтому их нередко называют герметизированными необслуживаемыми. Незначительное обслуживание, тем не менее, необходимо: прежде всего, визуальный осмотр, протирание от пыли, подтяжка соединений и контроль напряжений.

Благодаря особенностям конструкции и составу материалов пластин, сепараторов и электролита продукты электролиза воды — молекулы водорода и кислорода — в аккумуляторах данного типа рекомбинируют, превращаясь в молекулы воды и возвращаясь в состав электролита.

Коэффициент рекомбинации при нормальных условиях эксплуатации достаточно высок и может достигать >99 %. Поэтому лишь очень незначительная часть непрорекомбинировавших газов накапливается внутри корпуса аккумулятора и затем при превышении заданного уровня давления стравливается в атмосферу через специальные клапаны.

Преимущества:

Устойчивость к вибрации, возможность установки в любом положении и в отсутствии необходимости обслуживать, высокий пусковой ток.
Конструкция не требующая обслуживания.
Конструкция герметична и имеет клапанную регулировку, предотвращает утечку кислоты и коррозию клемм.
Более безопасная работа: при правильной зарядке батарей исключается возможность выделения газов и опасность взрыва.
Герметичная конструкция позволяет устанавливать батарею почти в любом положении (однако установка вверх дном не рекомендуется).
Уверенная работа при низких температурах (ниже − 40*С), низкий саморазряд (всего на 15 — 20% за год простоя), полная необслуживаемость и долгий, до 12 — 15 лет, срок службы.
Повышенная виброустойчивость увеличивает срок службы.
Они обеспечивают число полных (70%) циклов разряда около 500 раз.

Недостатки:

Не должны храниться в разряженном состоянии, напряжение не должно упасть ниже 10,8 В. Крайне чувствительны к превышению напряжения заряда.
Для заряда батарей изготовленных по технологии AGM, желательно использовать специальное зарядное устройство с соответствующими параметрами заряда, отличными от заряда классических аккумуляторов с жидким электролитом. AGM-батареи не такие «капризные» как гелевые, но тоже требуют внимания к состоянию генератора и реле-регулятора. Дело в том, что в аккумуляторах этого типа конструктивно очень мало электролита, и если он выкипит, то долить невозможно.
Высокая цена.

Аккумуляторы, производимые с использованием технологии AGM, изготавливаются в спиральной или плоской конфигурации. Спиральные элементы обладают большей площадью поверхностного контакта, что даёт возможность кратковременно выдавать большие токи и быстрее заряжаться. Однако обратной стороной является уменьшение удельной ёмкости аккумулятора (соотношение электрической ёмкости и размеров) по сравнению с плоской конфигурацией. Обе технологии являются перспективными. В настоящий момент наиболее распространены автомобильные аккумуляторы AGM с плоской конфигурацией блоков. Спиральные блоки SpiraCell запатентованы компанией Johnson Controls для серии Optima и не могут использоваться без её разрешения, в отличие от плоских блоков. У спиральных батарей выше характеристики токоотдачи и меньшее внутреннее сопротивление из-за большей рабочей поверхности пластин при тех же внешних габаритах батареи. Простым языком говоря, они мощнее.

Свинцовые аккумуляторы со связанным электролитом, изготовленные по технологии AGM, появились около 40 лет назад — их изобрели для работы в буферном режиме в стационарных системах бесперебойного электроснабжения. Такие батареи хороши с точки зрения безопасности, поскольку практически не выделяют в атмосферу образующиеся при зарядке газы. В 90-х годах прошлого века технология AGM прижилась в автоспорте. Во-первых, вновь из-за безопасности — теперь уже благодаря полностью герметичному корпусу аккумулятора, исключающему вытекание электролита при аварии. А во-вторых, из-за компактности — благодаря малому сопротивлению не изолирующих, а пропитанных электролитом сепараторов большой пусковой ток они выдают при меньшей емкости, то есть с меньшим количеством пластин в пакете. На обычных автомобилях AGM-аккумуляторы появились больше десяти лет назад. В настоящий момент автомобильные стартерные батареи AGM используются в качестве источника питания системы «Старт-Стоп», которой оснащается ряд моделей автомобилей ведущих производителей из-за возможности быстро и отдавать, и принимать большое количество энергии, способности безболезненно выдерживать глубокие разряды (при периодических разрядах больше 50% АGМ — батарея прослужит вчетверо дольше обычной) и не деградировать при частых циклах разрядов-зарядов. Ведь стекловолоконные маты вдобавок ко всему механически удерживают активную массу на пластинах, не давая ей осыпаться. Именно поэтому на машинах с системой «Старт-Стоп» подобный аккумулятор способен проработать четыре-пять лет, а не два-три года, как обычный «жидкий».

Ещё почитать:

Гель или AGM?
Аккумуляторы GEL, AGM и особенности их обслуживания

Гелевые и AGM аккумуляторы — отличия? ― 130.com.ua

Несмотря на внешнюю схожесть конструкций, GEL и AGM аккумуляторы имеют различия, причем весомые. Получается, что гелевые модели более усовершенствованны. Рассмотрим их подробнее.

AGM-технология: особенности

AGM — батарея, функционирующая на абсорбирующих матах. Многие эксперты говорят, что это обычная стеклоткань. Но точно никто не может этого утверждать, ведь сами производители держат этот вопрос в тайне. Особенность в том, что эта «стеклоткань» внутри держит электролит и не дает ему испариться.

Пластины в таких моделях располагаются близко к друг другу, между ними лежат абсорбирующие маты. Такой принцип конструкции значительно увеличивает емкость батареи. За счет того, что электролит расположен внутри, батарею можно ставить как угодно. Лишь одно ограничение — нельзя держать и ставить вверх ногами. Пластины изготовлены из качественного, чистого свинца. За счет чего, сопротивление внутри устройства невелико, а это позволяет быстро заряжать АКБ. Купить автомобильные аккумуляторы можно с доставкой в Киев, Одессу, Харьков и по всей Украине на 130.com.ua.

Необслуживаемые модели более безопасны: их можно использовать не только в салоне авто, но и дома. Например, для солнечных систем. Срок службы в пределах 5-10 лет: зависит от эксплуатации. АКБ выдерживают до 210 циклов разряда в ноль, до 340 циклов — разряда до 50%, до 850 циклов разряда в 30%. Особенно хорошо AGM-батареи показывают себя в мороз.

GEL-технология: что нужно знать

GEL — не от слова «гелий», как это принято считать, а от «гель». И тут видим совершенно другую конструкцию, несмотря на внешние сходства. Стандартно два комплекта пластин, но между ними идет специальный гель, который удерживает внутри электролит.

За счет того, что этот гель заполоняет все пространство, пластины как бы обволакивают электролит. Поэтому такие АКБ имеют долгий срок службы.

Пластины изготавливаются из чистого свинца. В среднем, батарея служит от 7 лет. Аккумуляторы прекрасно справляются с разрядом в 0 — выдерживают до 400 таких циклов. Как видим, характеристики весьма впечатляющие.

Пусковые токи

Тут перевес берут гелиевые модели, которые эффективнее почти в 2 раза, чем AGM-аккумуляторы. Например: AGM выдает до 700 А., а GEL — до 1000 А.

Но тут даже первый вариант будет более практичным, чем обычные устройства, которые могут работать на токах лишь до 400А.

Итак, аккумуляторы схожи отсутствием жидкого электролита и наличием чистого свинца. Однако основной принцип работы отличается: у AGM — маты из стекловолокна, GEL — отсутствие таких матов, зато наличие геля.

ТОП-3 автомобильных аккумулятора

Материалы по теме

Гелевые аккумуляторы для автомобиля: плюсы и минусы

Когда-то батареи, в которых вместо жидкости применялся гель, использовались исключительно в самолётостроении. Это было обусловлено необходимостью создания аккумулятора, который мог бы функционировать в любом пространственном положении. Самолёт (особенно военный) постоянно выполняет виражи, наклоны, развороты и сложные пилотажные фигуры, поэтому нужна АКБ, из которой не выльется жидкость.

По мере расширения производств гелевые аккумуляторы стали применять на водном транспорте, позже и в автомобильной промышленности. Несмотря на засилье в ней кислотно-свинцовых батарей, гелевые постепенно стали занимать свою рыночную нишу, всё больше завоёвывая популярность. С чем это связано?

Конструктивные и технологические особенности гелевых АКБ

Работают описываемые аккумуляторы точно так же, как и батареи иных типов: принципиальных различий нет. Что такое гелевый аккумулятор? В герметичном корпусе размещаются шесть секций-банок, соединённых последовательно, каждая из которых выдаёт 2,1 В. Внутрь заливается не жидкий электролит, а особый состав – гель, имеющий абсорбированную консистенцию. Это и есть основное отличие гелевых аккумуляторов для автомобиля от кислотно-свинцовых изделий. Внешне такая батарея ничем не отличается от любой другой необслуживаемой. В ходе производства гелевых АКБ было освоено две технологии.

AGM

В переводе с английского аббревиатура означает «впитывающие стеклянные маты». В устройстве гелевого аккумулятора это обычная стеклоткань, разделяющая внутри корпуса минусовые и плюсовые электроды-пластины. Стекловолоконный сепаратор содержит в себе желеобразный кислотный раствор в связанном виде. Благодаря этому раствор не растекается.

Применение технологии AGM обеспечивает нормальную работу гелевого автоаккумулятора для авто в любом положении: хоть на боку, хоть кверху ногами (однако производители не рекомендуют экспериментировать). При этом все вредные испарения не могут выйти наружу: они остаются в стеклоткани и в циклическом режиме снова и снова участвуют в химических реакциях.

GEL

Стоит отметить ошибку, допускаемую многими автолюбителями, считающими, что Gel означает – «гелий», химический элемент. Это не так: в данном случае имеется в виду гель – желеобразный состав. Гелевые аккумуляторы на 12 вольт для автомобиля, изготовленные по этой технологии, отличаются лучшими эксплуатационными параметрами. Циклический ресурс (количество зарядов-разрядов) больше, энергоотдача выше.

В батареях этого типа между электродами помещается сепаратор с силикагелем. Его дополняют в батарею ещё на стадии производства. Впоследствии вещество застывает, образуя внутри себя огромное количество пор. В них-то и содержится электролит.

Преимущества и недостатки гелевых батарей

Зайдя в автомагазин, можно сразу увидеть первый минус этих аккумуляторов – «неинтересный» ценник: стоимость инновационных АКБ выше, чем таких же по техническим параметрам кислотно-свинцовых изделий. Имеются и иные отрицательные стороны гелевого автомобильного аккумулятора:

Необходимость контроля во время зарядки АКБ. Гелевые изделия очень чувствительны к току и напряжению: они должны быть заданы очень чётко. Лучший вариант – применение автоматических ЗУ.
Восстановление гелевой батареи после глубокого разряда сопряжено с определёнными трудностями технического порядка и не всегда возможно – по крайней мере, до 100-процентной работоспособности.

Плюсов гораздо больше, чем минусов, что подтверждают положительные отзывы о гелевых аккумуляторах. Помимо способности работать в любом положении, изделия имеют массу иных достоинств:

Увеличивается эксплуатационный ресурс батареи: «желе» задерживает разрушение свинца.
Сульфатация гелевых аккумуляторов для авто отодвигается на более поздний срок благодаря применению в производстве электродов высокоочищенного свинца. Это понижает внутреннее сопротивление аккумулятора, что уменьшает время зарядки.
Более высокие стартовые токи, если сопоставлять с «кислотниками» (примерно в 1,5 раза).
Используемая желеобразная масса играет роль диэлектрика, предотвращающего соприкосновение пластин разной полярности, которое способно вызвать КЗ.
В подавляющем большинстве гелевые батареи необслуживаемые: доливать дистиллят, электролит нет необходимости.
Ввиду вышеописанных преимуществ срок службы гелевого аккумулятора более продолжительный: до 6–10 лет.
При длительном хранении гелевый аккумулятор дольше сохраняет свою работоспособность благодаря высокой устойчивости к саморазряду.

Нюансы зарядки АКБ с гелевым электролитом

Напряжение на клеммах у гелевого источника энергии такое же, как и у иных батарей – 12,6–12,7 В. Процесс зарядки тоже обычный. Но есть важный момент: если у вас бюджетное зарядное устройство, рекомендуется контролировать U и I. Последнее значение не должно превышать 1/10 от ёмкости АКБ. Даже несильное превышение тока зарядки может привести к быстрому выходу из строя недешёвого изделия. Напряжение нужно удерживать в пределах до 14,4 В. Нелишне взглянуть на этикетку батареи: там обычно указывается рекомендуемое напряжение – cycle use. При заряжании обслуживаемой гелевой батареи (встречаются довольно редко) не забудьте отвернуть пробки банок. Пошаговый алгоритм действий:

Подсоедините батарею к ЗУ с соблюдением полярности.
Выставьте ток, соответствующий 1/10 ёмкости АКБ.
В ходе зарядки напряжение будет увеличиваться: контролируйте его, не допуская превышения значения в 14,4 В.
Ориентировочная длительность процедуры – 10–12 ч.

Выше описан стандартный процесс заряжания. Но есть и иной вариант, предлагаемый опытными автомобилистами. Они советуют зарядный ток убавить в два раза, тем самым увеличив время процесса до суток. Такой приём поможет увеличить ресурс АКБ.

Срок службы гелевой батареи

Здесь всё зависит от двух факторов: правильной эксплуатации и исправности электрооборудования автомобиля. В первом случае имеется в виду не только правильная зарядка аккумулятора, но и несложный уход за ним. Это содержание батареи в чистоте, сухости: даже небольшие загрязнения проводят ток между клеммами АКБ, что ведёт к повышенному саморазряду. Если батарея обслуживаемая, контролируйте уровень электролита и его плотность. При соблюдении вышеописанных условий эксплуатационный срок гелевого источника энергии на авто составляет 6 и более лет. Но самое главное: такие батареи способны выдерживать до 350 глубоких разрядов (состояние 0 %) с последующей зарядкой. А если падение работоспособности АКБ составляет 70 %, то число циклов вырастет до 1200.

ТОП лучших фирм-производителей

Рейтинг производителей гелевых источников энергии возглавляют 3 компании, уже хорошо зарекомендовавшие себя на традиционном рынке аккумуляторов:

Optima Yellow Top. В этой американской батарее применяется уникальная запатентованная технология, заключающаяся в особом способе укладки электродов: спиралью. В итоге аккумулятор получился очень компактным. Батареи от этого производителя обычно выпускают в виде нескольких соединённых между собой цилиндров. Даже небольшие по ёмкости Optima Yellow Top обладают серьёзным стартовым током в 765 А. Батареи имеют особую устойчивость к тряске и вибрации, благодаря чему охотно используются гонщиками.
DELTA GX 12-60. Производители позиционируют этот продукт как изделие, срок службы которого достигает 10 лет. Батарея имеет широкий рабочий температурный диапазон: от минус 40°С до плюс 40°С.
VARTA ULTRA DYNAMIC. Конструкторы из ФРГ предложили рынку очень надёжную батарею, которая отвечает самым щепетильным требованиям производителей авто. В аккумуляторах этой фирмы раствор впитывается в каждый сепаратор по отдельности и уже там превращается в желеобразную массу. Батарея гарантирует хороший пусковой ток и служит долго. Единственный минус – нежелательно использовать VARTA ULTRA DYNAMIC при чрезмерно низкой температуре.

Итог

Надёжность и качество гелевых аккумуляторов для авто подтверждается их применением в качестве источников энергии на электромобилях: здесь этим батареям отдан приоритет – они выиграли конкурентную борьбу с LiFePo аккумуляторами. Изучив плюсы и минусы гелевых аккумуляторов, не забывайте, что их ресурс зависит от правильной эксплуатации и исправности электрооборудования авто: только в этом случае, заплатив немалые деньги, вы получите надёжного помощника на десятилетие вперёд.

Умные деньги делают ставку на гелиевый бум

Два года назад трое выдающихся ученых-материаловедов, Джон Б. Гуденаф, М. Стэнли Уиттингем и Акира Йошино, были удостоены Нобелевской премии по химии 2019 года за новаторскую работу в области разработки литий-ионных аккумуляторов.

Нобелевский комитет отметил, что Уиттингем разработал первую функциональную литий-ионную батарею в начале 1970-х годов, хотя она не имела коммерческого успеха из-за ее чрезмерной нестабильности.Тем временем Гуденаф опирался на работу Уиттингема и успешно разработал более мощные батареи, а Йошино позже произвел первую коммерчески жизнеспособную литий-ионную батарею в 1985 году.

Комитет признает критическую роль, которую эти революционные устройства играют в переходе к чистой энергии:

«Литий-ионные батареи произвели революцию в нашей жизни и используются во всем, от мобильных телефонов до ноутбуков и электромобилей. Своей работой лауреаты премии по химии этого года заложили основу беспроводного общества, свободного от ископаемого топлива. «

Несмотря на то, что цены на литий подскочили на 120% по сравнению с минимумом августа 2020 года, несколько гигантских производителей, включая Albemarle Corp. (NYSE: ALB), второго по величине производителя лития в Чили, и Jiangxi Ganfeng Lithium , крупнейшую в мире добычу лития компании с рыночной капитализацией в 19 миллиардов долларов, остаются невероятно оптимистичными.

Точно так же Уолл-стрит идет сверхдолгой: Morgan Stanley заявляет, что предложение лития должно вырасти в 10 раз всего за четыре года, чтобы не отставать от массовой электрификации привод.

Несмотря на то, что на нашей планете много лития, новые шахты не вводятся в эксплуатацию с достаточной скоростью, чтобы удовлетворить растущий спрос, что указывает на растущий дефицит лития через несколько лет.

Гелиевый бум

На первый взгляд это звучит как обычная гипербола Уолл-стрит, но не если учесть, что эксперты предсказывают, что скромная литий-ионная батарея начинает угрожать угольным и газовым электростанциям как коммунальным предприятиям повсюду все чаще подключают их к электросети.

Действительно, развивается тенденция, когда дешевые сетевые батареи начинают заменять электростанции, работающие на ископаемом топливе, как более экономичный вариант для обеспечения дополнительной мощности во время пикового использования благодаря быстро падающей стоимости батарей. Эта тенденция набирает обороты по мере того, как переход к возобновляемым источникам энергии переходит на более высокую ступень.

Когда подключенные к сети батареи вырабатывают достаточно электроэнергии для удовлетворения пикового спроса, коммунальным предприятиям не нужно строить столько электростанций и линий электропередач, ни запускать устройства, выделяющие большое количество согревающих планету газов.

Но в то время как литий-ионные батареи однозначно являются одними из величайших инноваций современности, многие инвесторы спят на еще одном продукте, переживающем ренессанс бума чистой энергии: гелии.

Стремительный рост полупроводниковой промышленности и здравоохранения, а также космоса и квантовых вычислений стимулировал огромный и растущий мировой спрос на гелий.

Хотя батареи предназначены для питания всего, гелий незаменим во многих ключевых приложениях, включая космические исследования, ракетную технику, научные приложения высокого уровня, в медицинской промышленности для сканеров МРТ, волоконной оптики, электроники, телекоммуникаций, сверхпроводимости, подводного дыхания, сварки. , криогенная защита, обнаружение утечек и подъемные баллоны.При температуре плавления -261,1 ° C (-429 ° F) гелий имеет самую низкую точку плавления из всех элементов, что означает, что нет заменителя газа там, где требуются сверхнизкие температуры, в том числе в сверхпроводниках.

В связи с тем, что спрос постоянно превышает предложение, а федеральное правительство больше не может свободно продавать гелий, цены резко выросли, достигнув 35 долларов за литр в 2019 году, что более чем вдвое превышает средний показатель в 14,60 доллара за литр, который они контролировали три года назад.

Сокращающиеся запасы

Легко доступен только небольшой процент гелия, произведенного естественным путем, и даже меньшую часть экономически целесообразно собрать.

Гелий, который мы находим на нашей планете, является продуктом радиоактивного распада минералов, состоящих из урана и тория. К сожалению, подавляющее большинство из них утекает в космос, и то немногое, что находится в ловушке, далеко не соответствует нашей глобальной потребности в 32000 тонн гелия в год (около 6,2 миллиарда кубических футов при температуре 70 ° F и в нормальной атмосфере Земли). Подавляющее большинство наших запасов гелия возникло в результате миллионов лет постепенного накопления, особенно в сланцевых формациях.

Образуясь глубоко в недрах земли, гелий имеет тенденцию подниматься и собираться в тех же отложениях, что и природный газ. Фактически, большая часть нашего гелия поступает от газовых компаний, которые собирают этот газ в качестве дополнительной выгоды. К сожалению, текущие технологические ограничения означают, что гелий экономически извлекается только при концентрациях более 0,3%. Следовательно, подавляющее большинство гелия в запасах газа просто сбрасывается.

Но самое слабое звено в цепочке поставок гелия: U.Южное федеральное правительство больше не продает гелий торговцам и производителям.

Еще в 1925 году, когда казалось, что гелиевые дирижабли станут жизненно важными для национальной обороны, правительство США создало Federal Helium Reserve (FHR) из гигантской заброшенной соляной шахты, расположенной в 12 милях к северо-западу от Амарилло, штат Техас. За несколько десятилетий FHR собрал столько гелия, сколько мог, и по сути стал мировым стратегическим запасом гелия, обеспечивающим ~ 40% мировых потребностей.

К сожалению, FHR в конечном итоге столкнулся с долговыми проблемами на миллиарды долларов из-за своей практики продажи гелия по ценам значительно ниже рыночных. В 1996 году правительство США приняло закон, обязывающий FHR распродать свои резервы и закрыть их в 2021 году, чтобы вернуть свои долги.

Бюро землепользования (BLM) обрисовало в общих чертах процесс и график, в соответствии с которым FHR будет избавляться от своих оставшихся гелиевых и гелиевых активов. BLM, которая в настоящее время управляет запасом, удалось продать большую часть хранимого гелия всем пользователям, а оставшиеся 3 миллиарда кубических футов (84 миллиона кубических метров) к 2018 году будут доступны только для федеральных пользователей, включая университеты, использующие гелий для исследования, спонсируемые на федеральном уровне.BLM провела свой последний аукцион по продаже сырого гелия в Амарилло, штат Техас, в 2019 году, когда цена выросла на 135%, с 119 долларов за тысячу кубических футов в 2018 году до 280 долларов за тысячу кубических футов в 2019 году.

Продажа неочищенного гелия частным предприятиям была прекращена, а оставшаяся часть Запасы предназначены только для федеральных пользователей.

С тех пор крайний срок продажи был продлен до 30 сентября 2022 года, но приватизация, скорее всего, не будет завершена как минимум до 2023 года.

Алекс Кимани, Oilprice.com

Другие новости Oilprice.com:

Грязный секрет литиевых батарей: их производство оставляет большой углеродный след

Часть третья из серии.

Индустрия 4.0 может продемонстрировать свою эффективность только при соблюдении следующих условий:

1. Абсолютно надежные машины, которые можно очень быстро заменить на

Каждый продукт изготавливается индивидуально в соответствии с требованиями заказчика и перемещается сам — в зависимости от информация о его цифровом двойнике — через завод от одной машины к другой.Машина может требовать различных настроек для каждого продукта, поэтому машины должны быть готовы мгновенно.

По моему опыту, при измерении тысяч машин у подавляющего большинства машин средняя наработка на отказ (MTBF) намного меньше восьми часов. Проверенные временем и проверенные временем методы комплексного производственного обслуживания, включая автономное и профилактическое обслуживание, становятся все более важными, поскольку оборудование становится более сложным и уязвимым. Большую часть оборудования, о котором я знаю, вряд ли можно настроить за один цикл и с вертикальным снижением / увеличением.Таким образом, одноминутная замена штампов (SMED) просто должна быть встроенной функцией процесса и должна развиться в SCED: однократная замена штампов.

2. Совершенно надежные производственные процессы.

В концепции 4.0 абсолютно некогда проверять продукты, не говоря уже о том, чтобы их исправлять. Совершенно возможно добиться нулевого дефекта, но тогда все процессы должны полностью контролироваться.

Генри Форд уже в свое время видел необходимость в значительной степени стандартизации, и У.Эдвардс Деминг учил, используя статистический контроль процесса (SPC), чтобы находить и отличать нормальные отклонения от аномальных. Без SPC сложно сказать. В то время как многие производители сегодня удовлетворены показателями качества 95 +%, вопрос будет в том, сможем ли мы поддерживать достаточный поток в среде мечты 4.0 с качеством 99,99%.

3. Совершенно надежные внутренние процессы

Помимо производственных процессов, все другие бизнес-процессы также должны быть надежными.При измерениях общей эффективности оборудования (OEE) снова и снова выясняется, что причины сбоев в работе оборудования кроются где-то в офисе. Мой любимый метод для налаживания административных и вспомогательных процессов — это улучшение процесса Макигами.

Как бы то ни было: цех больше не может быть местом, где нужно исправлять недостатки других процессов.

4. Абсолютно надежная цепочка поставок

То, что применимо к процессам компаний, также применимо к процессам в цепочке поставок.Ни сами продукты, ни момент доставки не могут нарушить потоки создания ценности. Легче сказать, чем сделать. Из реальных производителей 3.0 мы знаем, что в некоторых случаях они знают процессы до уровня 4 так же хорошо, как и свои собственные, и уверены, что они так же хорошо контролируются. Пока покупатели считают, что качество может быть достигнуто с помощью (входного) контроля, должно существовать «разумное сомнение».

Каждый раз, когда условие из четырех вышеупомянутых предварительных условий не выполняется, оно становится видимым в измерении OEE (при правильном выполнении).Поэтому OEE — незаменимый индикатор для перехода к управляемым процессам.

5. Все может общаться со всем

a. Немаловажная деталь для запуска 4.0: все транспортные и преобразовательные устройства должны иметь возможность связываться друг с другом, а также с центральным контроллером. Большинство машин, с которыми я сталкиваюсь на обычных предприятиях, построены десятилетиями и никогда не предназначены для связи со своей средой (или, если на то пошло, чтобы иметь возможность переключаться в течение одного цикла и иметь очень высокую надежность и время безотказной работы.)

б. Это сообщение должно подаваться от цифрового двойника. Следовательно, для каждого продукта необходимо безошибочно подробно регистрировать, как продукт выглядит, каковы спецификации и допуски, как и где он производится и т. Д. По моему опыту, спецификации продукта и, конечно, допуски плохо записаны. для многих продуктов. Особенно это касается параметров процесса.

Рискну сказать, что эти требования в любом случае были бы очень полезны в любой производственной среде.В хорошо организованной среде 3.0 это, безусловно, будет иметь место в значительной степени. Когда на фабрике 3.0 что-то идет не так, способность к саморегулированию хорошо развитых людей, которые присутствуют в процессе изо дня в день, поддерживают его и используют такие события для дальнейшего улучшения процесса. Я не вижу возможности, чтобы это могло продолжаться в среде 4.0.

Кто-нибудь раньше пробовал?

Fiat, Volkswagen и совсем недавно Tesla в определенной степени пытались.Все трое сдались. Все трое усвоили, что нельзя «решать» сложные процессы с помощью еще более сложных решений. Но, прежде всего, они узнали, насколько важны способности людей к саморегулированию и решению проблем. Все трое применяли высокую степень автоматизации, но в этот процесс вернули человеческий фактор, и они научились ощущать красоту 3.0.

Вывод?

Похоже, существует тенденция решать проблемы «автоматизацией» проблем и удалением людей, что иногда обходится в миллиарды.Гораздо разумнее сделать наоборот:

Сначала решите проблемы, приведите процесс в порядок, затем автоматизируйте его
Вместо того, чтобы исключить человеческий фактор, встроите и используйте его уникальные возможности

Automation — отличное решение для количественных задач. Но когда есть качественные проблемы, гораздо эффективнее сначала все упростить; чтобы узнать реальные потоки создания ценности и взять их под контроль вместо того, чтобы пытаться «организовать» основную проблему с помощью сложных технологий.Это только усугубляет проблему.

Что нужно ВСЕГДА?

Какая бы производственная концепция ни имела предпочтения, некоторые вещи всегда полезны или даже необходимы:

1. Люди, которые прекрасно знают, что они делают, почему и как.

Только когда люди знают, что они делают и почему, мы можем гарантировать, что люди смогут овладеть своими технологиями и надлежащим образом реагировать на неожиданные ситуации, которые всегда будут.

2.Отклонения, которые сразу видны и на которые нужно реагировать.

Только когда мы знаем и видим отклонения от нормы, мы можем реагировать на это и, возможно, останавливать или исправлять это, пока не стало слишком поздно.

3. Система улучшений, устраняющая первопричины.

Чем крупнее и сложнее становится производственный процесс, тем больше ошибок может произойти. Мы можем расти только тогда, когда сможем превратить каждую ошибку в улучшение.

4. Обширная стандартизация.

Только когда мы знаем, как лучше всего что-то делать, и гарантируем, что это всегда делается именно так, процессы могут быть под контролем.Собирая сложные продукты из стандартизованных компонентов, можно гораздо легче управлять сложностью.

5. Машины и процессы надежны.

Предыдущие пункты являются основой для надежных процессов и машин. Надежный процесс — это самый дешевый, самый быстрый, безопасный, наиболее планируемый и т. Д.

Арно Кох обладает более чем 25-летним опытом совершенствования процессов и управления процессами. Его цели улучшения определены в терминах «сокращение вдвое» и «удвоение».Он преподает усовершенствование процессов в CETPM в немецком университете, является партнером OEE Coach BV и владельцем Makigami BV, а также написал три книги по OEE и две по Monozukuri («искусство создавать вещи»).

Hydrogen , гелий, литий — энергия!

Литий в новостях. Нобелевская премия по химии 2019 года была присуждена трем ученым за то, что они изменили нашу жизнь и помогли сохранить наш климат.

Мы все должны уметь повторять, как АВС, первые три элемента таблицы Менделеева.У водорода всего один электрон, вращающийся вокруг одного протона. Это, безусловно, самый распространенный элемент во Вселенной, образовавшийся в результате Большого взрыва. Солнце на 75% состоит из водорода по весу, но каждые секунд оно превращает шестьсот миллионов тонн водорода в гелий, второй элемент с двумя протонами, склеенными вместе с двумя нейтронами в его ядре. Около четырех миллионов тонн этой массы преобразуется в тепловую энергию. Вспомните знаменитое уравнение преобразования массы в энергию Эйнштейна.

Гелий, как и водород, представляет собой газ при нормальной температуре, достаточно легкий для праздничных воздушных шаров и издающий скрипучий высокий голос, если вы его вдыхаете.Он также был образован во время Большого взрыва, и еще больше произошло из-за реакции ядерного синтеза в звездах. Солнечная энергия, необходимая нам для сокращения использования ископаемого топлива, на самом деле является ядерным синтезом, получаемым из стационарного реактора, находящегося в безопасных 93 миллионах миль. Но в то время как излияние энергии Солнца происходит постоянно, ночью Земля мешает. Помогает хранить немного в дневное время, чтобы высвободить его на ночь. Вот где вступает в силу элемент номер три — литий.

Солнце — это термоядерный реактор, превращающий водород, образовавшийся в результате Большого взрыва, в гелий, второй элемент в периодической таблице.Солнечные элементы производят электричество, а третий элемент, литий, используется в батареях, которые могут накапливать электричество и выделять его ночью.

Солнце — это термоядерный реактор, превращающий водород, образовавшийся в результате Большого взрыва, в гелий, второй элемент в периодической таблице. Солнечные элементы производят электричество, а третий элемент, литий, используется в батареях, которые могут накапливать электричество и выделять его ночью. «Солнечные панели» от Чандры Марсоно под лицензией CC BY-NC-SA 2.0

Ядро лития состоит из трех протонов, связанных вместе с тремя или (обычно) четырьмя нейтронами.Это металл, но такой легкий, что он плавает в воде и достаточно мягкий, чтобы его можно было разрезать ножом. Это третий элемент Большого взрыва. Все остальные происходят от взрывающихся звезд или сталкивающихся нейтронных звезд. Литий имеет два электрона на близкой орбите, как гелий, но третий находится дальше и легко удаляется. Остается ион лития, заряженный положительно, потому что у него всего два электрона, и он меньше водорода.

Три наших лауреата Нобелевской премии изобрели способы изготовления батарей с использованием лития, металла, а затем и соединений.Когда вы подаете электрический ток для зарядки аккумулятора, ионы лития перемещаются от катода к аноду, где они встраиваются, накапливая энергию. Когда вы используете батарею, ионы текут обратно; электроны, протекающие в обратном направлении по проводам или электронике, замыкают цепь.

Нобелевский комитет заявил: «Литий-ионные батареи используются во всем мире для питания портативной электроники, которую мы используем для общения, работы, учебы, прослушивания музыки и поиска знаний». Спасибо, наука!

Версия этой статьи изначально была опубликована в Positively Naperville.

Chevy Volt: гелий или ореол?

Когда Prius был запущен в 1997 году, в автомобильной промышленности родился новый термин: «автомобиль-ореол». Хотя Toyota потеряла деньги на гибриде в первые несколько лет своего существования, компания заработала благоприятное впечатление от потребителей — даже тех, кто не покупал Prius — своим экологическим лидерством. Многие люди думают о грядущем Chevy Volt, первом серийном электромобиле GM, как о его версии автомобиля-ореола. Я считаю, что GM больше интересует Volt как «гелиевый автомобиль», чем как гало-автомобиль.

Под гелиевым автомобилем я подразумеваю автомобиль, цель которого — увеличить общий пробег автопарка конкретного производителя. GM сможет продавать больше внедорожников и пикапов с низким расходом топлива, не нарушая правил CAFE, благодаря гелиевому эффекту Volt. Другими словами, основная цель Volt в сознании руководителей GM — субсидировать пожирателей газа.

В недавней проницательной публикации на gm-volt.com (блог, посвященный разработке и выпуску Chevy Volt), директор линейки автомобилей GM для Volt Тони Посавац сообщил, что GM не очень серьезно относится к созданию Вольт пользуется успехом.«Я думаю, что мы всегда будем стремиться удерживать Volt в таком положении, когда спрос на продукт немного превышает предложение … Мы не хотели бы, чтобы Volt по какой-либо причине нужно было сбрасывать со счетов». В результате GM планирует произвести всего несколько сотен вольт в 2010 году, несколько тысяч в 2011 году и около 60 000 в 2012 году. Это не те производственные показатели, которые необходимы для успеха Chevy Volt на массовом рынке. Типичный выпуск нового автомобиля измеряется сотнями тысяч автомобилей, выпущенных за первые несколько лет.Но для гелиевых целей необходимо продать всего несколько тысяч вольт, благодаря ожиданиям, что его сертифицированные правительством цифры MPG (которые еще не были опубликованы, но, вероятно, будут превышать 100 MPG) будут чрезвычайно благоприятными. На каждый проданный Volt GM сможет продать полдюжины Silverados и Sequoias, при этом соблюдая новое правило CAFE о том, что общий рейтинг автопарка составляет 35 миль на галлон. Сравните это с амбициозными планами Nissan выпустить более полумиллиона Leaf в 2012 году. В рамках этой стратегии Nissan установил Leaf в U.S. market по очень низкой цене: 32 500 долларов. Вычтите федеральную налоговую скидку (7500 долларов), и Leaf будет сопоставим по цене с бензиновым Nissan Sentra.

Как Nissan может сделать электромобиль с такой низкой ценой? Во-первых, они взломали код для дешевого производства литий-ионных батарей. По слухам, аккумуляторная батарея на 24 кВтч для Leaf стоит около 9000 долларов (это менее 400 долларов / кВтч). По слухам, меньшая аккумуляторная батарея Volt (16 кВтч), произведенная LG Chem, стоит около 700 долларов за киловатт-час.

Однако в ценовой стратегии Nissan есть еще один элемент: он готов снизить цену на автомобиль, чтобы повысить спрос на него.

GM еще не объявила цену, по которой будет продавать Volt — это будет сделано позже этим летом, — но, исходя из предположений официальных лиц GM, ясно, что он будет стоить намного дороже, чем Leaf, и, вероятно, будет больше похож на Кадиллак, чем на Малибу. GM явно не рассматривает Volt как революционно новый способ производства и продажи автомобилей.Вместо этого он видит нишевый продукт и возможность заработать на доверчивых любителях деревьев. Все это ужасный позор. Решение GM в 2007 году продолжить разработку Volt с большими затратами и разногласиями было смелым и смелым шагом — действительно, это был лучший шанс GM по реинжинирингу всей компании, начиная с автомобиля. Вместо этого высшее руководство взяло золотое яблоко, подаренное инженерами компании — и, по общему мнению, впечатляющий автомобиль — и превратило его в способ построить больше внедорожников и потратить несколько тысяч экологически сознательных покупателей на свои деньги. взимая премию.GM упускает возможность создать новую компанию с конкурентоспособным флагманским брендом. Конечно, все еще есть шанс, что GM будет оценивать Volt, чтобы он был конкурентоспособным с Leaf (я бы предположил, что он заслуживает небольшой надбавки в размере около 1000 долларов за расширитель диапазона внутреннего сгорания). Так что, если GM оценит Volt в 33 500 долларов, я с удовольствием съем шланг радиатора.

***

Сэм Джаффе (Sam Jaffe) — менеджер по исследованиям, стратегии распределенной энергии, IDC Energy Insights. Среди его интересов — электромобили и их влияние на электросеть.

Проверка аккумуляторных элементов на утечку гелием

ОПИСАНИЕ
Двухкамерная машина для призматической аккумуляторной батареи с центральной выдвижной тележкой для загрузки / разгрузки. Принцип измерения: общий тест в вакуумной камере с гелием в качестве индикаторного газа и масс-спектрометрический анализ.
Машина предназначена для проверки целых ячеек перед заливкой и герметизацией электролитом.
Машина того же типа может использоваться для проверки готовых элементов после заполнения и герметизации, в частности, с использованием гелия в качестве индикаторного газа, когда он был заполнен в ячейке электролитом.
В машине предусмотрены две вакуумные камеры с ручным открыванием и закрыванием, смонтированные на сварной и окрашенной стальной раме с подвижными панелями. Камеры работают поочередно: когда одна камера закрыта и в ней выполняется цикл испытаний, другая камера открыта для загрузки / разгрузки. Система вакуумной откачки размещена за камерами. Шкафы с электрическим распределительным щитом и системами анализа закреплены на раме, а пневматические щиты для распределения технологического газа прикреплены к вакуумным камерам. Обе камеры открываются автоматически по направлению к центру машины, так что положение загрузки / разгрузки одинаково для них обоих и защищено оптическими барьерами безопасности. HMI состоит из цветного монитора с сенсорным экраном и двух пультов дистанционного управления (по одному на каждую камеру) с кнопками и световыми сигналами для оператора.В оборудовании предусмотрены отдельные выпускные отверстия для выпуска гелия и воздуха, и его можно подключить к системе извлечения гелия .
ПРЕИМУЩЕСТВА
Специальная насосная система для анализа — Общий расход
Насосная система размещена на тележке для облегчения обслуживания
Специальный электрический и пневматический шкаф
Вентиляция и звукоизоляция насосной системы
Полностью настраиваемый интерфейс HMI
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Базовая комплектация станка
Предназначен для ручной загрузки
Испытательное давление: 3 бара абс.
Скорость вывода: 1 штука каждые 5 секунд.(8 шт. Каждые 40 сек.)
Скорость утечки: ~ 10 ^-6 куб.см / с
Различные конфигурации
Возможное полностью автоматическое решение, интегрированное в сборочную линию
Доступны несколько версий (количество камер, количество ячеек в камере,…) в зависимости от требований заказчика
ВЕРСИИ
Проверка корпуса на герметичность
Прежде чем электроды будут собраны, испытание может быть проведено на корпусе ячейки, чтобы избежать отправки протекающих компонентов на следующие операции сборки
Специальный инструмент внутри станции используется для герметизации ячейки и заполнения ее индикаторным газом (He)
Проверка на герметичность перед заливкой и герметизацией электролита
После введения электродов в корпус ячейки, в зависимости от типа батареи, ячейка закрывается крышкой, оставляя канал открытым для следующей заправки электролитом.На этом этапе ячейка может быть протестирована для обнаружения возможных утечек при сварке крышки
Испытание ячейки после заполнения и герметизации (заполнение гелием с электролитом)
Во время заполнения электролитом и перед герметизацией можно было бы позволить добавить инертный газ, такой как гелий, внутрь ячейки или выполнить операцию герметизации в среде, насыщенной гелием. В этом состоянии можно провести испытание с гелием в качестве индикаторного газа в вакуумной камере.
Испытание ячейки после заполнения и герметизации (бомбардировка)
Испытуемая ячейка сначала вводится в бомбардировочную камеру, заполненную гелием высокого давления.При наличии дефекта уплотнения в корпусе гелий попадет в ячейку.
Затем ячейка перемещается в вакуумную камеру, где гелий может свободно выходить из ячейки через тот же дефект уплотнения. Масс-спектрометр обнаружит присутствие гелия в камере и измерит размер утечки
.

Испытание ячейки после заполнения и герметизации (отслеживание электролита)
В зависимости от типа элемента можно выполнить испытание на герметичность готовых элементов батареи до или после образования путем отслеживания паров или газов, которые уже присутствуют или образуются внутри элемента.Тест проводится в вакуумной камере, для отслеживания используется специальный масс-спектрометр. Нет необходимости добавлять индикаторный газ, например гелий, внутрь ячейки для тестирования.
видео

Автомобили на водородных топливных элементах: что вам нужно знать
Помимо тонкой сети заправочных станций, существует еще одна причина низкого спроса на автомобили на водородных топливных элементах: их относительно дорого покупать.Несколько моделей автомобилей на топливных элементах, которые уже доступны на рынке, стоят около 80 000 долларов США за автомобиль среднего или высшего класса. Это почти вдвое больше, чем у сопоставимых полностью электрических или гибридных автомобилей.
Есть ряд причин, по которым автомобили на водородных топливных элементах все еще дороги. В дополнение к небольшим объемам, что означает, что производство еще предстоит индустриализировать, существует также вопрос о потребности в драгоценном металле, платине, которая действует как катализатор при выработке электроэнергии.Количество платины, необходимой для топливных элементов транспортных средств, уже значительно уменьшено. «Общая цель — снизить цены на автомобили с водородным двигателем до уровня, сопоставимого с ценами на другие электромобили», — объясняет Рюкер.
Другая причина высокой закупочной цены заключается в том, что автомобили с водородными топливными элементами, как правило, довольно большие, поскольку водородный бак (и) занимает много места. С другой стороны, привод для электромобиля с чисто аккумуляторным приводом также подходит для небольших автомобилей.Вот почему классические электромобили в настоящее время можно найти во всех классах автомобилей.
В дополнение к стоимости покупки, эксплуатация затраты также играют важную роль в экономической эффективности и принятии двигательной технологии. В автомобилях с водородными топливными элементами эти затраты не в последнюю очередь зависят от цены на топливо. В настоящее время 1 фунт (0,45 кг) водорода стоит около 14 долларов США в США по сравнению с 4,80 доллара США в Германии (это цена, о которой договорились партнеры h3 Mobility).FCEV может проехать около 28 миль (45 км) на 1 фунте (0,45 кг) водорода.
Таким образом, стоимость километра пробега водородных автомобилей в настоящее время почти вдвое выше, чем стоимость проезда на аккумуляторах дома. Rücker ожидает, что эти эксплуатационные расходы сойдутся: «Если спрос на водород возрастет, цена может упасть примерно до 2,50 доллара США за фунт (5,60 доллара США за кг) к 2030 году».
3.7V AC1850A Замена батареи для Archos 45B Helium 50c Neon: Электроника
Количество батарей 1 Требуются ионно-литиевые батареи.(в комплекте)
Марка Зенандер
Состав аккумуляторных ячеек Литий-ионный
Вес батареи 62 грамма
Размеры изделия ДхШхВ 1,97 х 2,54 х 0,2 дюйма
Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
Полностью совместим с 45B Helium 50c Neon
Характеристики аккумулятора: 1400 мАч, 3,7 В, 5,18 Втч
Литий-ионный аккумулятор. 500 раз импульсного разряда
Сертифицирован ISO9001, RoHS, CE, UN38.3 и MSDS
Полный возврат или бесплатная замена без причины в течение 60 дней
.
No related posts.