Новини науки

Гелиевые аккумуляторы и их особенности

В тяжелые послевоенные годы сын аптекаря Яков Зонненшайн (Sonnenschine) работал фотографом. Фотовспышка работала от аккумулятора. Но была одна беда - из аккумулятора выплескивалась кислота и разъедала кожу. Для того, чтобы кислота не расплескивалась он загустил ее - добавил силикагель и формалин. Все эти вещества он нашел в отцовской аптеке.

В 80-х годах прошлого столетиях в СССР были предприняты попытки создать аккумулятор по GEL технологии. Но попытки оказались неудачными и проект был свернут.

В начале 21 века гелевые аккумуляторы перекочевали из промышленной сферы в бытовую. Причем объемы продаж таких аккумуляторов исчисляются миллиардами долларов.

Главной особенностью гель-техногогии является то обстоятельство, что аккумуляторы созданные по такой технологии, при жесткой эксплуатации проявляют превосходную живучесть. Такие аккумуляторы эксплуатируются в любом положении, кроме положения вверх дном. Но есть один недостаток - такая батарея не может эксплуатироваться при температурах, больших чем 45 градусов по Цельсию.

Производство

Свинцово-кислотные батареи устроены таким образом, что между положительными и отрицательными пластинами протекает ток по электролиту - водному раствору серной кислоты. Сепараторы применяются с целью, чтобы пластины не слипались и не возникало короткое замыкание. Аккумуляторы созданные по гель-технологии устроены таким образом, что между пластинами электролит находится в состоянии геля. К раствору серной кислоты добавляют двуокись кремния. Желеобразная масса заполняет пространство между электролитами.

Подливать электролит на протяжении всего срока эксплуатации не только не рекомендуется, но и запрещено. При прохождении химических реакций выделяются многочисленные газовые пузыри. Именно здесь происходит газовая рекомбинация. Гелиевые аккумуляторы, в отличие от аккумуляторов АGM, гораздо лучше выходят из состояния глубокого разряда. Такие батареи переносят более 1000 глубоких разрядов. В связи с тем, что электролит находится в состоянии геля, он практически не подвержен расслоению на составляющие, т. е. кислоту и воду. Именно поэтому они лучше переносят ток подзаряда.

Есть существенный минус таких аккумуляторов - их стоимость. При изготовлении аккумуляторов с густым электролитом применяются решетки не содержащие сплавов сурьмы. Сурьма способствует саморазряду батареи. Кроме того, при зарядке батареи происходит повышенное газовыделение. Поэтому решетки свинца легируются другими металлами, например. оловом или кальцием.

Технологии GEL устойчивы к внутренним коротким замыканиям пластин, что дает возможность восстановить емкость батареи даже после глубокого разряда. Такие батареи не подвержены расслоению электролита по высоте. Сама по себе гель - это объемная структура, в которой каждая молекула жидкости связана микрочастицами желеобразователя, поэтому электролит не разделяется по плотности, даже в конце срока эксплуатации.

Технология GEL дает возможность использовать положительные пластины различной конструкции. Это могут быть либо плоские намазные, либо трубчатые панцирные. Последняя конструкция дает наивысшие показатели и по срокам службы и по циклам разряд/заряд. Это особенно важно для так называемых тяговых аккумуляторов.