Batteria AGM: tecnologia, vantaggi e svantaggi

Un gruppo di continuità è necessario per qualcosa di più che attivare il motorino di avviamento e avviare il motore. La batteria viene utilizzata anche per l'illuminazione di emergenza, il funzionamento del sistema di bordo a motore spento, nonché un breve viaggio quando il generatore è fuori servizio. Il tipo più comune di batteria utilizzato nelle automobili è l'acido al piombo. Ma hanno diverse modifiche. Uno di loro è AGM. Parliamo di alcune modifiche di queste batterie e delle loro differenze. Cosa ha di speciale il tipo di batteria AGM?

Cos'è la tecnologia delle batterie AGM?

Se dividiamo condizionatamente le batterie, vengono divise in assistite e incustodite. La prima categoria comprende le batterie in cui l'elettrolito evapora nel tempo. Visivamente, differiscono dal secondo tipo in quanto hanno coperchi in cima per ogni lattina. Attraverso questi fori, la mancanza di liquido viene reintegrata. Nel secondo tipo di batterie, non è possibile aggiungere acqua distillata a causa di caratteristiche di progettazione e materiali che riducono al minimo la formazione di bolle d'aria nel contenitore.

Un'altra classificazione delle batterie riguarda le loro caratteristiche. Ce ne sono anche due tipi. Il primo è il motorino di avviamento e il secondo è la trazione. Le batterie di avviamento hanno un'elevata potenza di avviamento e vengono utilizzate per avviare grandi motori a combustione interna. La batteria di trazione si distingue per la sua capacità di emettere tensione per lungo tempo. Tale batteria è installata nei veicoli elettrici (tuttavia, questa non è un'auto elettrica a tutti gli effetti, ma principalmente auto elettriche e sedie a rotelle per bambini) e installazioni elettriche che non utilizzano corrente di avviamento ad alta potenza. Per quanto riguarda le auto elettriche a tutti gli effetti come Tesla, anche la batteria AGM viene utilizzata in esse, ma come base per il sistema di bordo. Il motore elettrico utilizza un diverso tipo di batteria. Per ulteriori informazioni su come scegliere la batteria giusta per la tua auto, leggi in un'altra recensione.

La batteria AGM si differenzia dalla sua controparte classica in quanto la sua custodia non può essere aperta in alcun modo, il che significa che appartiene alla categoria delle modifiche esenti da manutenzione. Durante lo sviluppo di tipi di batterie AGM che non richiedono manutenzione, gli scienziati sono stati in grado di ottenere una riduzione della quantità di gas rilasciati al termine della carica. Questo effetto è diventato possibile grazie al fatto che l'elettrolita nella struttura è in quantità minore e in migliore contatto con la superficie delle piastre.

La particolarità di questa modifica è che il contenitore non viene riempito con elettrolita libero allo stato liquido, che è a diretto contatto con le piastre del dispositivo. Le piastre positive e negative sono separate da un materiale isolante ultrasottile (fibra di vetro e carta porosa) impregnato con una sostanza acida attiva.

Storia dell'occorrenza

Il nome AGM deriva dall'inglese "tappetino di vetro assorbente", che si traduce come materiale di imbottitura assorbente (fatto di fibra di vetro). La tecnologia stessa è apparsa negli anni '70 del secolo scorso. L'azienda che ha registrato il brevetto per la novità è il produttore americano Gates Rubber Co.

L'idea stessa è venuta da un fotografo che ha pensato a come ridurre il tasso di rilascio di ossigeno e idrogeno dallo spazio vicino alle lastre. Un'opzione che gli venne in mente era quella di addensare l'elettrolito. Questa caratteristica del materiale fornirebbe una migliore ritenzione dell'elettrolito quando la batteria viene capovolta.

Le prime batterie AGM uscirono dalla catena di montaggio nel 1985. Questa modifica è stata utilizzata principalmente per gli aerei militari. Inoltre, questi alimentatori sono stati utilizzati nei sistemi di telecomunicazione e nelle installazioni di segnalazione con un alimentatore individuale.

Inizialmente, la capacità della batteria era ridotta. Questo parametro variava nell'intervallo da 1 a 30 a / h. Nel tempo, il dispositivo ha ricevuto una maggiore capacità, in modo che l'installazione fosse in grado di funzionare più a lungo. Oltre alle auto, questo tipo di batteria viene utilizzato per creare gruppi di continuità e altri sistemi che funzionano con una fonte di energia autonoma. Una batteria AGM più piccola può essere utilizzata nell'UPS del computer.

Come funziona

Una classica batteria al piombo si presenta come un case, suddiviso in più sezioni (banchi). Ognuno di loro ha le piastre (il materiale con cui sono realizzati è il piombo). Sono immersi nell'elettrolito. Il livello del liquido deve sempre coprire le piastre in modo che non collassino. L'elettrolito stesso è una soluzione di acqua distillata e acido solforico (per ulteriori informazioni sugli acidi utilizzati nelle batterie, leggere qui).

Per evitare che le piastre entrino in contatto, sono presenti dei divisori in plastica microporosa tra di loro. La corrente viene generata tra le piastre di carica positiva e negativa. Le batterie AMG differiscono da questa modifica in quanto un materiale poroso impregnato di elettrolita si trova tra le piastre. Ma i suoi pori non sono completamente riempiti con la sostanza attiva. Lo spazio libero è una sorta di compartimento del gas in cui viene condensato il vapore acqueo risultante. Grazie a ciò, la cella sigillata non si rompe durante la ricarica (durante la ricarica di una classica batteria revisionata, è necessario svitare i tappi delle lattine, poiché nella fase finale le bolle d'aria possono evolversi attivamente e il contenitore può essere depressurizzato ).

Per quanto riguarda i processi chimici che avvengono in questi due tipi di batterie, sono identici. È solo che le batterie realizzate con la tecnologia AGM si distinguono per il loro design e stabilità di funzionamento (non hanno bisogno che il proprietario aggiunga elettrolita). In realtà, questa è la stessa batteria al piombo, solo grazie al design migliorato, vengono eliminati tutti gli svantaggi del classico analogo liquido.

Il dispositivo classico funziona secondo il seguente principio. Al momento del consumo di elettricità, la densità dell'elettrolito diminuisce. Si verifica una reazione chimica tra le piastre e l'elettrolita, che si traduce in una corrente elettrica. Quando i consumatori hanno selezionato l'intera carica, inizia il processo di solfatazione delle piastre di piombo. Non può essere invertito a meno che la densità dell'elettrolita non venga aumentata. Se una tale batteria viene messa in carica, quindi, a causa della bassa densità, l'acqua nel contenitore si scalderà e semplicemente evaporerà, il che accelererà la distruzione delle piastre di piombo, quindi, in casi avanzati, alcuni aggiungono acido.

Per quanto riguarda la modifica AGM, non ha paura di una scarica profonda. La ragione di ciò è il design dell'alimentatore. A causa dello stretto contatto della fibra di vetro impregnata di elettrolita, le piastre non subiscono solfatazione e il liquido nelle lattine non bolle. La cosa principale nel funzionamento del dispositivo è prevenire il sovraccarico, che provoca una maggiore formazione di gas.

È necessario caricare una tale fonte di alimentazione come segue. In genere, l'etichetta del dispositivo contiene le istruzioni del produttore per le tensioni di carica minima e massima. Poiché una tale batteria è molto sensibile al processo di ricarica, è necessario utilizzare un caricabatterie speciale per questo, dotato di una funzione di modifica della tensione. Tali caricatori forniscono una cosiddetta "carica fluttuante", cioè una fornitura di elettricità porzionata. Innanzitutto, viene fornito un quarto della tensione nominale (mentre la temperatura dovrebbe essere entro 35 gradi).

Dopo che l'elettronica del caricabatterie ha fissato una certa quantità di carica (circa 2.45 V per cella), viene attivato l'algoritmo di riduzione della tensione. Ciò garantisce una fine regolare del processo e non vi è alcuna evoluzione attiva di ossigeno e idrogeno. Anche la minima interruzione di questo processo può ridurre significativamente le prestazioni della batteria.

Un'altra batteria AGM richiede un uso speciale. Quindi, puoi riporre i dispositivi in ​​qualsiasi posizione. La particolarità di questi tipi di batterie è che hanno un basso tasso di autoscarica. Per un anno di conservazione, la capacità non può perdere più del 20 percento della sua capacità (a condizione che il dispositivo sia stato conservato in una stanza asciutta a una temperatura positiva compresa tra 5 e 15 gradi).

Ma allo stesso tempo, è necessario controllare periodicamente il livello di carica, monitorare le condizioni dei terminali e proteggerlo da umidità e polvere (ciò può provocare un'autoscarica del dispositivo). Per la sicurezza dell'alimentazione è necessario evitare cortocircuiti e sbalzi di tensione improvvisi.

Dispositivo batteria AGM

Come abbiamo già notato, la cassa AGM è completamente sigillata, pertanto tali elementi sono classificati come modelli esenti da manutenzione. Invece di partizioni porose in plastica, c'è fibra di vetro porosa all'interno del corpo tra le piastre. Questi sono separatori o distanziatori. Questo materiale è neutro nella conduttività elettrica e interagisce con gli acidi. I suoi pori sono saturati al 95% con una sostanza attiva (elettrolita).

La fibra di vetro contiene anche una piccola quantità di alluminio per ridurre la resistenza interna. Grazie a questo, il dispositivo è in grado di mantenere una ricarica rapida e rilasciare energia quando necessario.

Proprio come una batteria convenzionale, la modifica AGM comprende anche sei lattine o serbatoi con un set individuale di piastre. Ogni gruppo è collegato al terminale della batteria corrispondente (positivo o negativo). Ogni banco emette una tensione di due volt. A seconda del tipo di batteria, le piastre potrebbero non essere parallele, ma arrotolate in un rotolo. In questo design, la batteria avrà una forma cilindrica di lattine. Questo tipo di batteria è altamente durevole e resistente alle vibrazioni. Un altro vantaggio di tali modifiche è che la loro scarica può produrre un minimo di 500 e un massimo di 900 A (nelle batterie convenzionali questo parametro è compreso tra 200 A).

1) Tappo con valvole di sicurezza e coperchio con un unico sfiato; 2) Corpo e copertura più spessi e resistenti; 3) Blocco di piastre; 4) Semi-blocco di piastre negative; 5) Piatto negativo; 6) reticolo negativo; 7) Un frammento del materiale assorbito; 8) Piatto positivo con separatore in fibra di vetro; 9) reticolo positivo; 10) Piatto positivo; 11) Semi-blocco di piastre positive.

Se consideriamo una batteria classica, la ricarica provoca la formazione di bolle d'aria sulla superficie delle piastre. Per questo motivo, l'elettrolito è meno a contatto con il piombo e questo degrada le prestazioni dell'alimentatore. Non vi è alcun problema di questo tipo nell'analogo migliorato, poiché la fibra di vetro garantisce un contatto costante dell'elettrolita con le piastre. Per evitare che il gas in eccesso provochi una depressurizzazione del dispositivo (questo accade quando la carica non viene eseguita correttamente), è presente una valvola nel corpo per rilasciarli. Per ulteriori informazioni su come caricare correttamente la batteria, leggere separatamente.

Quindi, i principali elementi di design delle batterie AGM sono:

• Custodia ermeticamente sigillata (realizzata in plastica resistente agli acidi in grado di sopportare vibrazioni costanti con piccoli urti);
• Piastre per carica positiva e negativa (sono fatte di piombo puro, che può includere additivi al silicio), che sono collegate in parallelo con i terminali di uscita;
• Fibra di vetro microporosa;
• Elettrolita (che riempie il 95% del materiale poroso);
• Valvole per l'eliminazione del gas in eccesso;
• Terminali positivo e negativo.

Cosa sta frenando la diffusione di AGM

Secondo alcune stime, ogni anno nel mondo vengono prodotte circa 110 milioni di batterie ricaricabili. Nonostante la loro maggiore efficienza rispetto alle classiche controparti piombo-acido, occupano solo una piccola quota delle vendite di mercato. Ci sono diverse ragioni per questo.

1. Non tutte le aziende produttrici di batterie producono alimentatori utilizzando questa tecnologia;
2. Il costo di tali batterie è molto più alto dei soliti tipi di dispositivi (per XNUMX-XNUMX anni di funzionamento, non sarà difficile per un automobilista raccogliere un paio di centinaia di dollari per una nuova batteria liquida). Di solito sono due o due volte e mezzo più costosi;
3. Un dispositivo con una capacità identica sarà molto più pesante e più voluminoso rispetto a un analogo classico e non tutti i modelli di auto consentono di posizionare una batteria ingrandita sotto il cofano;
4. Tali dispositivi richiedono molto la qualità del caricabatterie, che costa anche un sacco di soldi. La ricarica classica può rovinare una batteria del genere in poche ore;
5. Non tutti i tester sono in grado di determinare lo stato di una tale batteria, quindi, per riparare una fonte elettrica, è necessario cercare una stazione di servizio specializzata;
6. Affinché il generatore produca la tensione necessaria per un'adeguata ricarica della batteria durante il funzionamento, questo meccanismo dovrà essere modificato anche in macchina (per i dettagli su come funziona il generatore, leggere in un altro articolo);
7. Oltre all'effetto negativo di forti gelate, il dispositivo non tollera bene anche le alte temperature. Pertanto, il vano motore deve essere ben ventilato durante l'estate.

Questi motivi fanno pensare agli automobilisti: vale la pena acquistare una batteria così complessa, se puoi acquistare due semplici modifiche per gli stessi soldi? Tenendo conto delle esigenze del mercato, i produttori non corrono il rischio di rilasciare un gran numero di prodotti che si limiteranno a raccogliere polvere nei magazzini.

I principali tipi di batterie al piombo

Poiché il mercato principale per le batterie è l'industria automobilistica, sono principalmente adattate per i veicoli. Il criterio principale con cui viene selezionata una fonte di alimentazione è il carico totale dell'intero impianto elettrico e della strumentazione del veicolo (lo stesso parametro vale per la selezione di un generatore). Poiché le auto moderne utilizzano una grande quantità di elettronica di bordo, molti modelli non sono più dotati di batterie standard.

In alcune situazioni, i modelli liquidi non sono più in grado di far fronte a un tale carico e le modifiche AGM possono farcela abbastanza bene, poiché la loro capacità può essere da due a tre volte superiore alla capacità degli analoghi standard. Inoltre, alcuni proprietari di auto moderne non sono pronti a dedicare tempo alla manutenzione degli alimentatori (sebbene non richiedano molta manutenzione).

Un'auto moderna può utilizzare uno dei due tipi di batterie. La prima è l'opzione del liquido che non richiede manutenzione. Utilizza piastre di calcio invece di piastre di antimonio. Il secondo è l'analogo a noi già familiare, realizzato utilizzando la tecnologia AGM. Alcuni automobilisti confondono questo tipo di batteria con le batterie al gel. Sebbene possano sembrare simili nell'aspetto, in realtà sono diversi tipi di dispositivi. Maggiori informazioni sulle batterie al gel qui.

Come analogo migliorato della classica batteria a liquido, sul mercato sono presenti modifiche apportate utilizzando la tecnologia EFB. Questo è lo stesso alimentatore liquido piombo-acido, solo per evitare la solfatazione delle piastre positive, sono inoltre avvolte in un materiale poroso e poliestere. Ciò prolunga la vita utile di una batteria standard.

Applicazione di batterie AGM

Le batterie AGM sono spesso utilizzate nelle auto dotate di sistemi start / stop, in quanto hanno una capacità impressionante rispetto ai classici alimentatori a liquido. Ma l'industria automobilistica non è l'unico settore in cui vengono applicate le modifiche AGM.

Vari sistemi autoalimentati sono spesso dotati di batterie AGM o GEL. Come accennato in precedenza, tali batterie sono utilizzate come fonte di elettricità per sedie a rotelle semoventi e veicoli elettrici per bambini. In ogni caso, un impianto elettrico con un gruppo di continuità individuale di sei, 12 o 24 volt può prelevare energia da questo dispositivo.

Il parametro chiave con cui è possibile determinare quale batteria utilizzare è la prestazione di trazione. Le modifiche liquide non sopportano bene un tale carico. Un esempio di ciò è il funzionamento di un sistema audio in un'auto. La batteria a liquido può avviare in sicurezza il motore più volte e il registratore radio lo scaricherà in un paio d'ore (leggi come collegare correttamente il registratore radio con un amplificatore. separatamente), sebbene il consumo energetico di questi nodi sia molto diverso. Per questo motivo, gli alimentatori classici vengono utilizzati come starter.

Vantaggi e tecnologia della batteria AGM

Come già accennato, la differenza tra AGM e batterie classiche è solo nel design. Consideriamo quali sono i vantaggi della modifica migliorata.

1. Non ha paura di scariche profonde. Qualsiasi batteria non tollera una scarica forte e per alcune modifiche questo fattore è semplicemente distruttivo. Nel caso di alimentatori standard, la loro capacità è influenzata in modo critico da scariche frequenti inferiori al 50 percento. È impossibile conservare la batteria in questo stato. Per quanto riguarda i tipi AGM, tollerano circa il 20 percento in più di perdita di energia senza gravi danni rispetto alle batterie classiche. Cioè, scaricare ripetutamente al 30 percento non influirà sulle prestazioni della batteria.
2. Non ha paura delle forti pendenze. A causa del fatto che la custodia della batteria è sigillata, l'elettrolito non fuoriesce dal contenitore quando viene capovolto. Il materiale assorbito impedisce alla sostanza di lavoro di muoversi liberamente sotto l'influenza della gravità. Tuttavia, la batteria non deve essere conservata o utilizzata capovolta. La ragione di ciò è che in questa posizione non sarà possibile la rimozione naturale del gas in eccesso attraverso la valvola. Le valvole di scarico saranno nella parte inferiore e l'aria stessa (la sua formazione è possibile se il processo di ricarica è disturbato - sovraccarico o utilizzo di un dispositivo che emette una tensione nominale errata) salirà.
3. Senza manutenzione. Se la batteria viene utilizzata in un'auto, il processo di rifornimento del volume dell'elettrolito non è laborioso e non dannoso. Quando i coperchi delle lattine sono svitati, i vapori di acido solforico fuoriescono dal contenitore in piccola quantità. Per questo motivo, la manutenzione delle batterie classiche (inclusa la ricarica, poiché in questo momento le banche devono essere aperte) dovrebbe essere in un'area ben ventilata. Se la batteria viene utilizzata in un ambiente residenziale, tale dispositivo deve essere rimosso dai locali per la manutenzione. Esistono installazioni elettriche che utilizzano un insieme di un gran numero di batterie. In questo caso, il loro funzionamento e manutenzione in una stanza chiusa è pericoloso per la salute umana, pertanto, in tali casi, vengono utilizzate batterie prodotte utilizzando la tecnologia AGM. L'elettrolita evapora in essi solo se la procedura di carica viene violata e non è necessario sottoporli a manutenzione per l'intera vita lavorativa.
4. Non soggetto a solfatazione e corrosione. Poiché l'elettrolito non bolle o evapora durante il funzionamento e il corretto caricamento, le piastre del dispositivo sono in costante contatto con la sostanza di lavoro. A causa di ciò, il processo di distruzione non si verifica in tali fonti di alimentazione. Fa eccezione la stessa carica errata, durante la quale vengono disturbate la ricombinazione dei gas evoluti e l'evaporazione dell'elettrolita.
5. Non ha paura delle vibrazioni. Indipendentemente dalla posizione della custodia della batteria, l'elettrolito è costantemente a contatto con le piastre, poiché la fibra di vetro è premuta saldamente contro la loro superficie. A causa di ciò, né piccole vibrazioni né scosse provocano una violazione del contatto di questi elementi. Per questo motivo, queste batterie possono essere tranquillamente utilizzate su veicoli che spesso guidano su terreni accidentati.
6. Più stabile a temperature ambiente alte e basse. Non c'è acqua libera nel dispositivo batteria AGM, che potrebbe congelare (durante la cristallizzazione, il liquido si espande, che è spesso motivo della depressurizzazione degli alloggiamenti) o evaporare durante il funzionamento. Per questo motivo, il tipo migliorato di alimentatori rimane stabile con gelate di -70 gradi e temperature di +40 gradi Celsius. È vero, quando fa freddo, la scarica avviene rapidamente come nel caso delle batterie classiche.
7. Si caricano più velocemente e forniscono una corrente più elevata in un periodo di tempo più breve. Il secondo parametro è molto importante per l'avviamento a freddo del motore a combustione interna. Durante il funzionamento e la ricarica, tali dispositivi non si surriscaldano molto. Per illustrare: durante la ricarica di una batteria convenzionale, circa il 20 percento dell'energia viene convertita in calore, mentre nelle versioni AGM questo parametro è entro il 4%.

Svantaggi delle batterie AGM

Nonostante un tale numero di vantaggi, le batterie di tipo AGM presentano anche svantaggi significativi, a causa dei quali i dispositivi non hanno ancora ricevuto un uso diffuso. Questo elenco include tali fattori:

1. Sebbene alcuni produttori abbiano impostato la produzione in serie di tali prodotti, il loro costo è ancora il doppio rispetto all'analogo classico. Al momento, la tecnologia non ha ancora ricevuto i corretti miglioramenti che ridurrebbero il costo dei prodotti senza sacrificare le sue prestazioni.
2. La presenza di materiali aggiuntivi tra le piastre rende il design più grande e allo stesso tempo più pesante rispetto a batterie a liquido della stessa capacità.
3. Per caricare correttamente il dispositivo, è necessario un caricabatterie speciale, che costa anche soldi decenti.
4. Il processo di carica deve essere monitorato per evitare sovraccarichi o alimentazione di tensione errata. Inoltre, il dispositivo ha molta paura dei cortocircuiti.

Come puoi vedere, le batterie AGM non hanno così tanti aspetti negativi, ma questi sono motivi significativi per cui gli automobilisti non osano usarle nei loro veicoli. Sebbene in alcune aree siano semplicemente insostituibili. Un esempio sono le grandi unità elettriche con un gruppo di continuità individuale, le stazioni di stoccaggio alimentate da pannelli solari, ecc.

Alla fine della recensione, offriamo un breve confronto video di tre modifiche alla batteria:

PER # 26: EFB, GEL, AGM pro e contro delle batterie per auto!

Domande e risposte:

Qual è la differenza tra AGM e una normale batteria? L'AGM è ancora più pesante di una batteria ad acido convenzionale. È sensibile al sovraccarico, è necessario caricarlo con una carica speciale. Le batterie AGM sono esenti da manutenzione.

Perché hai bisogno di una batteria AGM? Questo alimentatore non richiede manutenzione, quindi è più comodo da usare su auto straniere. Il design della custodia della batteria consente di installarla verticalmente (custodia sigillata).

Cosa significa l'etichetta AGM sulla batteria? È un'abbreviazione della moderna tecnologia di alimentazione al piombo acido (Absorber Glass Mat). La batteria è della stessa classe della controparte gel.