Comparación de baterías: ácido de chumbo, xel e AGM
Contido
Actualmente existen no mercado tres tipos principais de baterías de almacenamento: chumbo-ácido con electrolito líquido, xel e AGM. Todos teñen o mesmo principio de funcionamento, pero hai diferenzas significativas no dispositivo. Estas diferenzas danlles características especiais, con todo, cada tipo ten as súas propias desvantaxes que se deben ter en conta á hora de elixir unha batería.
Baterías de chumbo-ácido con electrolito líquido
Este tipo de batería recargable é a máis empregada. O seu deseño permaneceu practicamente inalterado desde a súa invención en 1859.
Dispositivo e principio de funcionamento
A carcasa da batería contén seis compartimentos ou latas illados entre si. Cada compartimento contén placas de chumbo e un electrólito líquido. Placas con cargas positivas e negativas (cátodo e ánodo). As placas de chumbo poden conter impurezas de antimonio ou silicio. O electrolito é unha mestura de ácido sulfúrico (35%) e auga destilada (65%). Entre as placas de chumbo hai placas espaciadoras porosas chamadas separadores. Son necesarios para evitar curtocircuítos. Cada banco xera uns 2V para un total de 12V (cadea de margaridas).
A corrente nas baterías de chumbo-ácido xérase por unha reacción electroquímica entre o dióxido de chumbo e o ácido sulfúrico. Consome ácido sulfúrico, que se descompón. A densidade do electrólito diminúe. Cando se carga desde un cargador ou desde un xerador de automóbil, prodúcese o proceso inverso (carga).
Vantaxes e inconvenientes
O seu uso sinxelo e fiable facilita o uso xeneralizado das baterías de chumbo-ácido. Dan correntes de arranque bastante altas para arrancar o motor (ata 500A), funcionan de xeito estable ata 3-5 anos cun bo funcionamento. A batería pode cargarse con correntes aumentadas. Isto non prexudicará a capacidade da batería. A principal vantaxe é o prezo accesible.
As principais desvantaxes deste tipo de baterías están asociadas ao mantemento e ao funcionamento. O electrólito é líquido. Polo tanto, existe o perigo do seu fluxo. O ácido sulfúrico é un líquido moi corrosivo. Tamén se emiten gases corrosivos durante o funcionamento. Isto significa que a batería non se pode instalar dentro do vehículo, só baixo o capó.
O condutor debería controlar periódicamente o nivel de carga da batería e a densidade de electrolitos. Se a batería se recarga, ferve. A auga evapórase e cómpre enchela periodicamente nos compartimentos. Só se usa auga destilada.
Non permitas que o nivel de carga baixe do 50%. A descarga completa está garantida para destruír o dispositivo, xa que se produce sulfatación profunda das placas (formación de sulfato de chumbo).
É necesario gardar e facer funcionar a batería nunha posición vertical estrita para que o electrólito non escape e as placas non se xunten. Tamén pode ocorrer un curtocircuíto como consecuencia do esfarelamento das placas.
Na estación fría, normalmente a batería quítase do coche para que non se conxele. Isto pode ocorrer co electrolito líquido. Unha batería fría tamén funciona peor.
Baterías de xel
As baterías de xel funcionan cos mesmos principios que as baterías convencionais de chumbo-ácido. Só o electrólito no seu interior non está nun líquido, senón nun estado de xel. Isto conseguiuse engadindo xel de sílice que contén silicio. O xel de sílice mantén o electrólito no seu interior. Separa placas positivas e negativas, é dicir. serve como separador. Para a fabricación de placas, só se emprega chumbo moi purificado sen impurezas. A disposición densa das placas e o xel de sílice proporciona unha baixa resistencia e, polo tanto, unha carga rápida e altas correntes de retroceso (800-1000A por arranque ao arranque).
A presenza de xel de sílice tamén ofrece unha gran vantaxe: a batería non ten medo ás descargas profundas.
O proceso de sulfatación nestas baterías é máis lento. Os gases resultantes permanecen no seu interior. Se se produce unha formación de gas demasiado intensa, o exceso de gases escapa a través de válvulas especiais. Isto é malo para a capacidade da batería, pero non crítico. Non precisa recargar nada. As baterías de xel non necesitan mantemento.
Vantaxes e inconvenientes
Hai máis vantaxes de baterías de xel que de menos. Debido ao feito de que o electrólito no seu interior está en xel, a batería pode funcionar de forma segura en case calquera lugar e lugar. Nada se derrama como pode co electrolito líquido. Aínda que o caso estea danado, a capacidade da batería non se reduce.
A vida útil dunha batería de xel cun coidado adecuado é de aproximadamente 10-14 anos. Dado que o proceso de sulfatación é lento, as placas non se desmoronan e tal batería pode almacenarse ata 3 anos sen recargarse e cunha gran perda de capacidade. Normalmente leva un 15-20% do cargo ao ano.
A batería de xel pode soportar ata 400 descargas completas. Isto lógrase de novo debido ao estado do electrólito. O nivel de carga recupérase rapidamente.
A baixa resistencia permite entregar altas correntes de entrada garantindo unha alta eficiencia.
As desvantaxes inclúen a sensibilidade á sobrecarga e curtocircuíto. Polo tanto, estas baterías indican os parámetros de tensión permitidos durante a carga. Tamén cómpre cargar cunha tensión do 10% da capacidade da batería. Incluso unha lixeira sobretensión pode provocar a súa falla. Polo tanto, recoméndase usar cargadores especiais con tales baterías.
En xeadas extremas, o xel de sílice tamén pode conxelarse e perder no recipiente. Aínda que as baterías de xel soportan mellor as xeadas que as baterías convencionais.
Unha das principais desvantaxes é tamén o alto custo das baterías de xel en comparación coas sinxelas.
Baterías AGM
O principio de funcionamento das baterías AGM é o mesmo que para os dous tipos anteriores. A principal diferenza está no deseño dos separadores e no estado do electrólito. Entre as placas de chumbo hai fibra de vidro, que está impregnada de electrólito. AGM significa Absorbed Glass Mat ou Absorbed Glass Fiber. Para as placas, tamén se usa chumbo puro.
A fibra de vidro e as placas presionanse firmemente. O electrolito retense pola porosidade do material. Créase unha baixa resistencia que afecta a velocidade de carga e a alta corrente de arranque.
Estas baterías tamén se clasifican como baterías sen mantemento. A sulfatación é lenta, as placas non se desmoronan. O electrólito non flúe e practicamente non se evapora. O exceso de gases escapa a través de válvulas especiais.
Outra característica das baterías AGM é a capacidade de torcer as placas en rolos ou espirais. Cada compartimento ten a forma dun cilindro. Isto aumenta a área de interacción e mellora a resistencia ás vibracións. As baterías deste deseño pódense ver da coñecida marca OPTIMA.
Vantaxes e inconvenientes
As baterías AGM pódense operar e almacenar en calquera lugar. O corpo está selado. Só precisa supervisar o nivel de carga e o estado dos terminais. O dispositivo pode almacenarse durante 3 anos, perdendo só un 15-20% da carga ao ano.
Estas baterías dan altas correntes de arranque de ata 1000A. Isto é varias veces superior ao habitual.
As descargas completas non dan medo. A batería pode soportar 200 descargas cero, ata 500 descargas medias e 1000 descargas ao 30%.
As baterías AGM funcionan mellor a baixas temperaturas. Mesmo en xeadas severas, as características non diminúen. Tamén toleran altas temperaturas de ata 60-70 ° C.
Do mesmo xeito que as baterías de xel, os AGM son sensibles á carga. Unha lixeira sobrecorrente danará a batería. Por riba de 15V xa é fundamental. Ademais, non se debe permitir un curtocircuíto. Polo tanto, sempre debes usar un cargador dedicado.
As baterías AGM custan varias veces máis que as convencionais, incluso máis caras que as de xel.
Descubrimentos
Mesmo con vantaxes tan importantes, as baterías de xel e AGM non poderían espremer as baterías de chumbo-ácido. Estes últimos son máis accesibles e fan ben o seu traballo nun coche. Mesmo na estación fría, o 350-400A é suficiente para que o motor de arranque arranque.
Nun coche, as baterías AGM ou xel só serán relevantes se hai un gran número de consumidores de enerxía. Polo tanto, atoparon unha aplicación máis ampla como dispositivos de almacenamento de enerxía de paneis solares, parques eólicos, en casas ou como fonte de enerxía e en varios dispositivos portátiles.
