Comparació de bateries: àcid de plom, gel i AGM
Contingut
Actualment, hi ha tres tipus principals de bateries d’emmagatzematge al mercat: plom-àcid amb electròlit líquid, gel i AGM. Tots tenen el mateix principi de funcionament, però hi ha diferències significatives en el dispositiu. Aquestes diferències els confereixen característiques especials, però, cada tipus té els seus propis desavantatges que s’haurien de tenir en compte a l’hora d’escollir una bateria.
Bateries de plom àcid amb electròlit líquid
Aquest tipus de bateria recarregable és la més utilitzada. El seu disseny no ha canviat gaire des de la seva invenció el 1859.
Dispositiu i principi de funcionament
La carcassa de la bateria conté sis compartiments o llaunes aïllats entre si. Cada compartiment conté plaques de plom i un electròlit líquid. Plaques amb càrregues positives i negatives (càtode i ànode). Les plaques de plom poden contenir impureses d’antimoni o silici. L’electròlit és una barreja d’àcid sulfúric (35%) i aigua destil·lada (65%). Entre les plaques de plom hi ha plaques espaiadores poroses anomenades separadors. Són necessaris per evitar curtcircuits. Cada banc produeix uns 2V per a un total de 12V (cadena de margarida).
El corrent de les bateries de plom àcid es genera per una reacció electroquímica entre el diòxid de plom i l'àcid sulfúric. Consumeix àcid sulfúric, que es descompon. La densitat de l’electròlit disminueix. Quan es carrega des d’un carregador o des d’un generador de cotxes, es produeix el procés invers (càrrega).
Avantatges i desavantatges
El seu disseny senzill i fiable facilita l’ús generalitzat de les bateries de plom-àcid. Donen corrents d’arrencada força elevats per engegar el motor (fins a 500A), funcionen de manera estable fins a 3-5 anys amb un funcionament adequat. La bateria es pot carregar amb corrents augmentats. Això no perjudicarà la capacitat de la bateria. El principal avantatge és el preu assequible.
Els principals desavantatges d’aquest tipus de bateries s’associen al manteniment i al funcionament. L’electròlit és líquid. Per tant, hi ha el perill del seu flux. L’àcid sulfúric és un líquid molt corrosiu. A més, s’emeten gasos corrosius durant el funcionament. Això significa que la bateria no es pot instal·lar dins del vehicle, només sota el capó.
El conductor ha de controlar periòdicament el nivell de càrrega de la bateria i la densitat d’electròlits. Si la bateria es recarrega, bull. L’aigua s’evapora i s’ha de tornar a omplir periòdicament als compartiments. Només s’utilitza aigua destil·lada.
No s’ha de permetre que el nivell de càrrega baixi del 50%. Es garanteix una descàrrega completa per destruir el dispositiu, ja que es produeix una sulfatació profunda de les plaques (formació de sulfat de plom).
Cal emmagatzemar i fer funcionar la bateria en una posició vertical estricta de manera que l’electròlit no fuig i les plaques no es tanquin juntes. També es pot produir un curtcircuit com a conseqüència de l’ensorrament de les plaques.
A la temporada de fred, la bateria se sol treure del cotxe perquè no es congeli. Això pot passar amb l'electròlit líquid. Una bateria freda també funciona pitjor.
Bateries de gel
Les bateries de gel funcionen segons els mateixos principis que les bateries convencionals de plom-àcid. Només l’electròlit que hi ha a l’interior no es troba en un líquid, sinó en un estat de gel. Això es va aconseguir afegint gel de sílice que contenia silici. El gel de sílice manté l’electròlit a l’interior. Separa plaques positives i negatives, és a dir, serveix de separador. Per a la fabricació de plaques, només s’utilitza plom molt purificat sense impureses. La densa disposició de plaques i gel de sílice proporciona una resistència baixa i, per tant, càrrega ràpida i corrents de retrocés elevats (800-1000A per arrencador a l’arrencada).
La presència de gel de sílice també proporciona un gran avantatge: la bateria no tem les descàrregues profundes.
El procés de sulfatació d’aquestes bateries és més lent. Els gasos resultants romanen a l’interior. Si es produeix una formació de gas massa intensa, l'excés de gasos s'escapen per vàlvules especials. Això és dolent per a la capacitat de la bateria, però no és crític. No cal recarregar res. Les bateries de gel no necessiten manteniment.
Avantatges i desavantatges
Hi ha més avantatges de les bateries de gel que de menys. A causa del fet que l'electròlit que hi ha a l'interior es troba en un estat de gel, la bateria es pot utilitzar amb seguretat en gairebé qualsevol lloc i lloc. Res no s’aboca com es pot fer amb electròlit líquid. Fins i tot si la caixa està danyada, la capacitat de la bateria no es redueix.
La vida útil d’una bateria de gel amb una cura adequada és d’uns 10-14 anys. Com que el procés de sulfatació és lent, les plaques no s’esfondren i una bateria d’aquest tipus es pot emmagatzemar fins a 3 anys sense recarregar-se i amb una gran pèrdua de capacitat. Normalment triga un 15-20% de la càrrega a l'any.
La bateria de gel pot suportar fins a 400 descàrregues completes. Això es torna a aconseguir a causa de l'estat de l'electròlit. El nivell de càrrega es recupera ràpidament.
La baixa resistència permet lliurar corrents d’entrada elevats, cosa que garanteix una alta eficiència.
Els desavantatges inclouen la sensibilitat a la sobrecàrrega i als curtcircuits. Per tant, aquestes bateries indiquen els paràmetres de tensió admissibles durant la càrrega. També heu de carregar amb un voltatge del 10% de la capacitat de la bateria. Fins i tot una lleugera sobretensió pot provocar el seu fracàs. Per tant, es recomana utilitzar carregadors especials amb aquestes bateries.
En gelades extremes, el gel de sílice també es pot congelar i perdre al contenidor. Tot i que les bateries de gel suporten millor les gelades que les bateries convencionals.
Un dels principals desavantatges és també l’elevat cost de les bateries de gel en comparació amb les senzilles.
Bateries AGM
El principi de funcionament de les bateries AGM és el mateix que per als dos tipus anteriors. La principal diferència es troba en el disseny dels separadors i l’estat de l’electròlit. Entre les plaques de plom hi ha la fibra de vidre impregnada d’electròlit. AGM significa Absorbed Glass Mat o fibra de vidre absorbida. Per a les plaques, també s’utilitza només plom pur.
La fibra de vidre i les plaques es pressionen fortament entre si. L’electròlit queda retingut per la porositat del material. Es crea una resistència baixa que afecta la velocitat de càrrega i l’alt corrent d’inici.
Aquestes bateries també es classifiquen com a bateries sense manteniment. La sulfatació és lenta, les plaques no s’esfondren. L’electròlit no flueix i pràcticament no s’evapora. Els gasos en excés s’escapen a través de vàlvules especials.
Una altra característica de les bateries AGM és la possibilitat de girar les plaques en rotllos o espirals. Cada compartiment té la forma d’un cilindre. Això augmenta l'àrea d'interacció i millora la resistència a les vibracions. Les bateries d’aquest disseny es poden veure amb la coneguda marca OPTIMA.
Avantatges i desavantatges
Les bateries AGM es poden utilitzar i emmagatzemar en qualsevol lloc. El cos està segellat. Només cal controlar el nivell de càrrega i l’estat dels terminals. El dispositiu es pot emmagatzemar durant 3 anys, tot perdent només el 15-20% de la càrrega a l'any.
Aquestes bateries donen corrents d’arrencada elevats de fins a 1000A. Això és diverses vegades superior a l'habitual.
Les descàrregues completes no fan por. La bateria pot suportar 200 descàrregues zero, fins a 500 mitges i 1000 descàrregues al 30%.
Les bateries AGM funcionen millor a baixes temperatures. Fins i tot amb gelades severes, les característiques no disminueixen. També toleren temperatures elevades de fins a 60-70 ° C.
Igual que les bateries de gel, els AGM són sensibles a la càrrega. Una lleugera sobrecorrent danyarà la bateria. Per sobre de 15V ja és fonamental. A més, no s’ha de permetre un curtcircuit. Per tant, sempre heu d’utilitzar un carregador dedicat.
Les bateries AGM costen diverses vegades més que les convencionals, fins i tot més cares que les de gel.
Troballes
Fins i tot amb avantatges tan importants, les bateries de gel i AGM no podrien esprémer les bateries de plom-àcid. Aquests últims són més assequibles i fan bé la seva feina en un cotxe. Fins i tot durant la temporada de fred, 350-400A són suficients perquè l’arrencador engegui el motor.
En un cotxe, les bateries AGM o gel només seran rellevants si hi ha un gran nombre de consumidors d'energia. Per tant, han trobat una aplicació més àmplia com a dispositius d’emmagatzematge d’energia de panells solars, parcs eòlics, a les llars o com a font d’energia i en diversos dispositius portàtils.
