So sánh pin: Axit chì, gel và AGM

Hiện nay, trên thị trường có ba loại ắc quy lưu trữ chính: axit-chì với chất điện phân lỏng, gel và AGM. Chúng đều có nguyên lý hoạt động giống nhau, nhưng có sự khác biệt đáng kể về thiết bị. Những khác biệt này mang lại cho chúng những đặc điểm đặc biệt, tuy nhiên, mỗi loại đều có những nhược điểm riêng cần được cân nhắc khi lựa chọn pin.

Ắc quy axit-chì với chất điện phân lỏng

Đây là loại pin sạc được sử dụng rộng rãi nhất. Thiết kế của họ hầu như không thay đổi kể từ khi được phát minh vào năm 1859.

Thiết bị và nguyên tắc hoạt động

Vỏ pin chứa sáu ngăn hoặc lon được cách ly với nhau. Mỗi ngăn chứa các tấm chì và một chất điện phân lỏng. Các tấm mang điện tích dương và âm (cực âm và cực dương). Các tấm chì có thể chứa tạp chất antimon hoặc silic. Chất điện phân là hỗn hợp của axit sunfuric (35%) và nước cất (65%). Giữa các tấm chì là các tấm đệm xốp gọi là tấm ngăn cách. Chúng cần thiết để ngăn ngừa đoản mạch. Mỗi ngân hàng tạo ra khoảng 2V cho tổng số 12V (chuỗi daisy).

Dòng điện trong pin axit chì được tạo ra bởi phản ứng điện hóa giữa chì đioxit và axit sunfuric. Điều này tiêu thụ axit sulfuric, chất này bị phân hủy. Khối lượng riêng của chất điện ly giảm dần. Khi sạc từ bộ sạc hoặc từ máy phát điện trên ô tô, quá trình ngược lại (sạc) xảy ra.

Thuận lợi và bất lợi

Việc sử dụng rộng rãi pin axit-chì được tạo điều kiện thuận lợi bởi thiết kế đơn giản và đáng tin cậy của chúng. Chúng cho ra dòng khởi động khá cao để khởi động động cơ (lên đến 500A), chúng hoạt động ổn định đến 3-5 năm với hoạt động tốt. Pin có thể được sạc khi tăng cường độ dòng điện. Điều này sẽ không làm tổn hại đến dung lượng của pin. Ưu điểm chính là giá cả phải chăng.

Những nhược điểm chính của loại pin này liên quan đến việc bảo trì và vận hành. Chất điện phân là chất lỏng. Do đó, có một nguy cơ về dòng chảy của nó. Axit sunfuric là một chất lỏng có tính ăn mòn rất cao. Ngoài ra, khí ăn mòn được phát ra trong quá trình hoạt động. Điều này có nghĩa là không thể lắp pin vào bên trong xe, chỉ lắp được dưới mui xe.

Người lái xe nên theo dõi định kỳ mức độ sạc pin và mật độ chất điện phân. Nếu pin được sạc lại, nó sẽ sôi. Nước bay hơi và cần được nạp lại định kỳ vào các ngăn. Chỉ nước cất được sử dụng.

Mức phí không được phép giảm xuống dưới 50%. Việc phóng điện đầy đủ được đảm bảo để phá hủy thiết bị, vì xảy ra quá trình sunfua hóa sâu của các tấm (hình thành chì sunfat).

Cần phải cất giữ và vận hành pin ở vị trí thẳng đứng nghiêm ngặt để chất điện phân không bị rò rỉ ra ngoài và các tấm pin không gần nhau. Việc rút ngắn cũng có thể xảy ra do các tấm bị vỡ vụn.

Vào mùa lạnh, ắc quy thường được tháo ra khỏi xe để không bị đóng băng. Điều này có thể xảy ra với chất điện phân lỏng. Pin nguội cũng hoạt động kém hơn.

Pin gel

Pin gel hoạt động dựa trên nguyên tắc tương tự như pin axit-chì thông thường. Chỉ có chất điện phân bên trong không ở dạng lỏng, mà ở trạng thái gel. Điều này đạt được bằng cách thêm silica gel có chứa silicon. Silica gel giữ chất điện phân bên trong. Nó ngăn cách các tấm dương và âm, tức là đóng vai trò như một ngăn cách. Để sản xuất các tấm, chỉ sử dụng chì có độ tinh khiết cao mà không có bất kỳ tạp chất nào. Sự sắp xếp dày đặc của các tấm và silica gel cung cấp điện trở thấp, do đó sạc nhanh và dòng điện giật cao (800-1000A trên mỗi bộ khởi động khi khởi động).

Sự hiện diện của silica gel cũng mang lại một lợi thế lớn - pin không sợ phóng điện sâu.

Quá trình sulfat hóa trong các loại pin như vậy diễn ra chậm hơn. Các khí tạo thành vẫn còn bên trong. Nếu sự hình thành khí quá mạnh xảy ra, khí dư sẽ thoát ra ngoài qua các van đặc biệt. Điều này có hại cho dung lượng pin, nhưng không nghiêm trọng. Bạn không cần phải nạp tiền vào bất cứ thứ gì. Pin gel không cần bảo dưỡng.

Thuận lợi và bất lợi

Có nhiều điểm cộng của pin gel hơn pin min. Do chất điện phân bên trong ở trạng thái gel nên pin có thể hoạt động an toàn ở hầu hết mọi vị trí và địa điểm. Không có gì tràn như nó có thể xảy ra với chất điện phân lỏng. Ngay cả khi vỏ máy bị hư hỏng, dung lượng của pin vẫn không bị giảm sút.

Tuổi thọ của pin gel nếu được chăm sóc đúng cách là khoảng 10-14 năm. Vì quá trình sulfat hóa diễn ra chậm nên các tấm pin không bị vỡ vụn, và pin như vậy có thể lưu trữ đến 3 năm mà không cần sạc lại và bị hao hụt dung lượng lớn. Thường mất 15-20% phí mỗi năm.

Pin gel có thể chịu được tới 400 lần phóng điện đầy đủ. Điều này một lần nữa đạt được thông qua trạng thái của chất điện phân. Mức phí phục hồi nhanh chóng.

Điện trở thấp cho phép phân phối dòng khởi động cao, đảm bảo hiệu quả cao.

Các nhược điểm bao gồm nhạy cảm với sạc quá mức và ngắn mạch. Do đó, các pin như vậy chỉ ra các thông số điện áp cho phép trong quá trình sạc. Bạn cũng cần sạc với hiệu điện thế 10% dung lượng pin. Ngay cả một sự quá áp nhẹ cũng có thể dẫn đến hỏng hóc. Vì vậy, khuyến nghị sử dụng bộ sạc đặc biệt với loại pin như vậy.

Trong điều kiện cực lạnh, silica gel cũng có thể bị đông cứng và mất đi trong hộp đựng. Mặc dù pin gel chịu được sương giá tốt hơn pin thông thường.

Một trong những nhược điểm chính cũng là chi phí cao của pin gel so với pin đơn giản.

Pin AGM

Nguyên lý hoạt động của pin AGM cũng giống như hai loại trước. Sự khác biệt chính là trong thiết kế của bộ phân tách và trạng thái của chất điện phân. Giữa các tấm chì là sợi thủy tinh, được tẩm chất điện phân. AGM là từ viết tắt của Absorbed Glass Mat hoặc Absorbed Glass Fiber. Đối với các tấm, chỉ có chì nguyên chất cũng được sử dụng.

Sợi thủy tinh và tấm được ép chặt vào nhau. Chất điện phân được giữ lại nhờ độ xốp của vật liệu. Điện trở thấp được tạo ra ảnh hưởng đến tốc độ sạc và dòng khởi động cao.

Những loại pin như vậy cũng được phân loại là pin không cần bảo dưỡng. Quá trình lưu huỳnh hóa diễn ra chậm, các mảng không bị vỡ vụn. Chất điện phân không chảy và thực tế không bay hơi. Các khí thừa thoát ra ngoài qua các van đặc biệt.

Một tính năng khác của pin AGM là khả năng xoắn các tấm thành cuộn hoặc xoắn ốc. Mỗi ngăn có dạng hình trụ. Điều này làm tăng diện tích tương tác và cải thiện khả năng chống rung. Pin trong thiết kế này có thể được nhìn thấy từ thương hiệu OPTIMA nổi tiếng.

Thuận lợi và bất lợi

Pin AGM có thể được vận hành và cất giữ ở bất kỳ vị trí nào. Cơ thể được niêm phong. Bạn chỉ cần theo dõi mức phí và tình trạng của các thiết bị đầu cuối. Thiết bị có thể được lưu trữ trong 3 năm, trong khi chỉ mất 15-20% phí mỗi năm.

Pin như vậy cho dòng khởi động cao lên đến 1000A. Con số này cao hơn bình thường vài lần.

Phóng điện đầy đủ không đáng sợ. Pin có thể chịu được 200 lần phóng điện không, lên đến 500 lần phóng điện một nửa và 1000 lần phóng điện ở mức 30%.

Pin AGM hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ thấp. Ngay cả trong sương giá nghiêm trọng, các đặc tính không giảm. Chúng cũng chịu được nhiệt độ cao lên đến 60-70 ° C.

Giống như pin gel, AGM rất nhạy cảm với quá trình sạc. Quá dòng nhẹ sẽ làm hỏng pin. Trên 15V đã là rất quan trọng. Ngoài ra, không được phép đoản mạch. Do đó, bạn nên luôn sử dụng bộ sạc chuyên dụng.

Pin AGM đắt hơn nhiều lần so với pin thông thường, thậm chí còn đắt hơn so với pin dạng gel.

Những phát hiện

Ngay cả với những ưu điểm đáng kể như vậy, pin gel và AGM cũng không thể ép được pin axit-chì. Loại thứ hai có giá cả phải chăng hơn và làm tốt công việc của chúng trên một chiếc xe hơi. Ngay cả trong mùa lạnh, 350-400A là đủ để khởi động động cơ.

Trên ô tô, AGM hoặc pin gel sẽ chỉ phù hợp nếu có một số lượng lớn người tiêu dùng tiêu thụ năng lượng. Do đó, họ đã tìm thấy ứng dụng rộng rãi hơn như các thiết bị lưu trữ năng lượng từ các tấm pin mặt trời, trang trại gió, trong nhà hoặc như một nguồn năng lượng và trong các thiết bị di động khác nhau.