バッテリーの比較：鉛酸、ゲル、AGM
現在、市場には主にXNUMX種類の蓄電池があります。液体電解質を含む鉛蓄電池、ゲル、AGMです。 それらはすべて同じ動作原理を持っていますが、デバイスには大きな違いがあります。 これらの違いはそれらに特別な特徴を与えます、しかし、それぞれのタイプはバッテリーを選ぶとき考慮されるべきであるそれ自身の欠点を持っています。
液体電解質を使用した鉛蓄電池
このタイプの充電式バッテリーは最も広く使用されています。 それらの設計は、1859年の発明以来ほとんど変わっていません。
装置と動作原理
バッテリーハウジングには、互いに分離された35つのコンパートメントまたは缶が含まれています。 各コンパートメントには、鉛プレートと液体電解質が含まれています。 正電荷と負電荷を持つプレート（カソードとアノード）。 鉛板にはアンチモンやシリコンの不純物が含まれている場合があります。 電解質は硫酸（65％）と蒸留水（2％）の混合物です。 リードプレートの間には、セパレーターと呼ばれる多孔質スペーサープレートがあります。 それらは短絡を防ぐために必要です。 各バンクは約12V、合計XNUMXV（デイジーチェーン）を生成します。
鉛蓄電池の電流は、二酸化鉛と硫酸の間の電気化学反応によって生成されます。 これは硫酸を消費し、それが分解します。 電解液の密度が低下します。 充電器や自動車の発電機から充電する場合、逆のプロセス（充電）が発生します。
利点と欠点
鉛蓄電池の普及は、そのシンプルで信頼性の高い設計によって促進されています。 それらはエンジンを始動するためにかなり高い始動電流（最大500A）を出し、適切な操作で3-5年まで安定して作動します。 バッテリーは、増加した電流で充電できます。 これはバッテリーの容量を損なうことはありません。 主な利点は手頃な価格です。
このタイプのバッテリーの主な欠点は、メンテナンスと操作に関連しています。 電解液は液体です。 したがって、その流れの危険性があります。 硫酸は非常に腐食性の高い液体です。 また、運転中に腐食性ガスが発生します。 これは、バッテリーを車内に取り付けることはできず、ボンネットの下にのみ取り付けることができることを意味します。
ドライバーは、バッテリーの充電レベルと電解液の密度を定期的に監視する必要があります。 バッテリーを充電すると沸騰します。 水は蒸発し、コンパートメントに定期的に補充する必要があります。 蒸留水のみを使用しています。
充電レベルが50％を下回らないようにする必要があります。 プレートの深い硫酸化（硫酸鉛の形成）が発生するため、完全に放電するとデバイスが破壊されることが保証されます。
電解液が漏れたり、プレートが閉じたりしないように、バッテリーは厳密な垂直位置で保管および操作する必要があります。 プレートが崩れる結果としても短絡が発生する可能性があります。
寒い季節には、バッテリーは通常、凍結しないように車から取り外されます。 これは、液体電解質で発生する可能性があります。 冷たいバッテリーも悪くなります。
ゲル電池
ゲル電池は、従来の鉛蓄電池と同じ原理で動作します。 内部の電解質だけが液体ではなく、ゲル状態になっています。 これは、シリコンを含むシリカゲルを加えることによって達成されました。 シリカゲルは電解質を内部に保ちます。 正と負のプレートを分離します。 セパレータとして機能します。 プレートの製造には、不純物を含まない高純度の鉛のみを使用しています。 プレートとシリカゲルの密な配置により、抵抗が低くなり、充電が速くなり、反動電流が大きくなります（起動時のスターターあたり800〜1000A）。
シリカゲルの存在はまたXNUMXつの大きな利点を与えます-バッテリーは深い放電を恐れません。
このようなバッテリーの硫酸化プロセスは遅くなります。 結果として生じるガスは内部に残ります。 ガスの発生が強すぎると、余分なガスが特殊なバルブから逃げます。 これはバッテリー容量には悪影響しますが、重要ではありません。 何も補充する必要はありません。 ゲル電池はメンテナンスフリーです。
利点と欠点
ゲル電池にはマイナスよりプラスの方が多いです。 内部の電解液がゲル状態にあるため、バッテリーはほぼすべての位置と場所で安全に操作できます。 液体電解液のようにこぼれるものはありません。 ケースが破損しても電池容量は減りません。
適切な注意を払ったゲル電池の耐用年数は約10〜14年です。 硫酸化プロセスが遅いため、プレートが崩れることはなく、このようなバッテリーは、再充電せずに、容量を大幅に失うことなく、最大3年間保管できます。 通常、年間料金の15〜20％かかります。
ゲルバッテリーは、最大400回の完全放電に耐えることができます。 これは、電解質の状態によって再び達成されます。 充電レベルはすぐに回復します。
低抵抗により、高い突入電流を供給できるため、高効率が保証されます。
欠点には、過充電や短絡に対する感度が含まれます。 したがって、このようなバッテリーは、充電中の許容電圧パラメーターを示します。 また、バッテリー容量の10％の電圧で充電する必要があります。 わずかな過電圧でも故障につながる可能性があります。 したがって、このようなバッテリーには特別な充電器を使用することをお勧めします。
極寒では、シリカゲルも凍結して容器内で失われる可能性があります。 ゲル電池は従来の電池よりも霜に強いですが。
主な欠点のXNUMXつは、単純なものと比較してゲル電池のコストが高いことです。
AGMバッテリー
AGMバッテリーの動作原理は、前のXNUMXつのタイプと同じです。 主な違いは、セパレーターの設計と電解液の状態にあります。 鉛板の間には、電解質が含浸されたグラスファイバーがあります。 AGMは、Absorbed GlassMatまたはAbsorbedGlassFiberの略です。 プレートには純鉛のみを使用しています。
グラスファイバーとプレートはしっかりと押し付けられています。 電解質は、材料の多孔性によって保持されます。 充電速度と高いキックオフ電流に影響を与える低い抵抗が作成されます。
このようなバッテリーは、メンテナンスフリーバッテリーとしても分類されます。 硫酸化は遅く、プレートは崩れません。 電解液は流れず、実際には蒸発しません。 余分なガスは特別なバルブを通って逃げます。
AGMバッテリーのもうXNUMXつの機能は、プレートをねじってロールまたはスパイラルにする機能です。 各コンパートメントは円筒形です。 これにより、相互作用領域が増加し、耐振動性が向上します。 このデザインのバッテリーは、有名なOPTIMAブランドから見ることができます。
利点と欠点
AGMバッテリーは、どこでも操作および保管できます。 本体は密閉されています。 充電レベルと端子の状態を監視するだけで済みます。 デバイスは3年間保管できますが、年間の充電量の15〜20％しか失われません。
このようなバッテリーは、最大1000Aの高い始動電流を提供します。 これは通常の数倍です。
完全放電は怖いものではありません。 バッテリーは、200回のゼロ放電、最大500回の半放電、および1000％で30回の放電に耐えることができます。
AGMバッテリーは低温で最高の性能を発揮します。 厳しい霜でも特性が低下することはありません。 また、60〜70°Cまでの高温にも耐えます。
ゲル電池と同様に、AGMは充電に敏感です。 わずかな過電流はバッテリーを損傷します。 15Vを超えることはすでに重要です。 また、短絡は許されてはなりません。 したがって、常に専用の充電器を使用する必要があります。
AGMバッテリーは、従来のバッテリーの数倍のコストがかかり、ゲルバッテリーよりもさらに高価です。
所見
このような大きな利点があっても、ゲル電池とAGM電池は鉛蓄電池を圧迫することができませんでした。 後者はより手頃な価格で、車の中でうまく機能します。 寒い季節でも、スターターがエンジンを始動するには350-400Aで十分です。
車の場合、AGMまたはゲルバッテリーは、エネルギーを消費する消費者が多数いる場合にのみ関係します。 したがって、彼らは、ソーラーパネル、風力発電所からのエネルギー貯蔵装置として、家庭で、またはエネルギー源として、そして様々な携帯機器でより広い用途を見出した。
