Akumulator AGM a żelowy – jaki wybrać?

Nowoczesne samochody wymagają coraz bardziej wydajnych akumulatorów. Bogate elektroniczne wyposażenie, system start-stop lub mild-hybrid, coraz szersze zastosowanie technologii by-wire (elektronicznego sterowania np. hamulcami czy otwarciem przepustnicy) – wszystko to powoduje, że układ elektryczny podlega dużym obciążeniom. Dotyczy to także akumulatora. Dlatego coraz częściej zamiast tradycyjnych baterii z płynnym elektrolitem stosowane są akumulatory żelowe oraz w technologii AGM, które lepiej radzą sobie ze współczesnymi wyzwaniami. 

Z tego tekstu dowiesz się m.in.:

• jak działa akumulator rozruchowy;
• czym charakteryzuje się akumulator żelowy;
• jaką konstrukcję ma akumulator AGM;
• gdzie stosuje się akumulatory żelowe i AGM;
• gdzie kupić dobry akumulator do samochodu lub motocykla.

Budowa i zasada działania akumulatora kwasowo-ołowiowego

Niemal od zarania motoryzacji w samochodach stosowane są akumulatory z ogniwami kwasowo-ołowiowymi. Nie zmienia się to do dziś, mimo tego że w autach elektrycznych i hybrydowych jako akumulatory trakcyjne stosuje się ogniwa suche (np. litowo-jonowe). Jednak w przypadku baterii rozruchowych do silników spalinowych, dalej najtańszym i odpowiednio wydajnym rozwiązaniem są właśnie ogniwa kwasowe. 

Budowa pojedynczego ogniwa jest niezwykle prosta. Składa się ono z:

• anody (wykonanej z ołowiu),
• katody (z ditlenku ołowiu),
• elektrolitu (roztwór kwasu siarkowego VI o stężeniu 35-40 proc.).

Gdy z akumulatora pobierany jest prąd, elektrony przepływają przez roztwór od katody do anody pod wpływem redukcji ditlenku i utleniania ołowiu. Prąd płynie do odbiornika, a obie elektrody przekształcają się w siarczan ołowiu. Im większa ich część jest siarczanem, tym mocniej rozładowany jest akumulator. W wyniku zasiarczania elektrod dochodzi też do zmniejszenia stężenia kwasu w elektrolicie. 

Podczas ładowania wewnątrz ogniwa zachodzą procesy odwrotne od tych w czasie poboru prądu. Siarka uwalnia się z elektrod i przechodzi do elektrolitu jako kwas siarkowy. Katoda utlenia się, a anoda redukuje, dzięki czemu wracają do swojego pierwotnego stanu. 

Pojedyncze ogniwo kwasowo-ołowiowe wytwarza napięcie około 2 V – to oznacza, że w typowym akumulatorze samochodowym o napięciu 12 V znajduje się 6 połączonych szeregowo ogniw. 

Spadek pojemności, czyli zużywanie się akumulatora, wynika z krystalizowania się siarczanu ołowiu. W takiej formie nie da się cofnąć tego procesu, przez co część elektrody pozostaje nieaktywna, a stężenie elektrolitu się zmniejsza. 

Podczas ładowania z wody wydziela się wodór, który w starszych akumulatorach wypuszczany był przez nieszczelności korków obsługowych. Powodowało to obniżanie się poziomu elektrolitu, który uzupełniało się wodą destylowaną. W nowszych bateriach bezobsługowych stosuje się rekombinatory katalityczne, które przekształcają wodór ponownie w wodę, dzięki czemu zapobiegają parowaniu elektrolitu. Przed wzrostem ciśnienia chroni zawór, dlatego takie akumulatory określa się jako VRLA (Valve Regulated Led-Acid – akumulatory kwasowo-ołowiowe z zaworem regulującym).

Czym wyróżnia się akumulator żelowy?

Zasada działania akumulatora żelowego oraz większość elementów budowy jest identyczna z tradycyjnymi akumulatorami. Także mieszczą się w nim ogniwa z elektrodami z ołowiu, ditlenku ołowiu i elektrolit. Z tą różnicą, że do roztworu kwasu dodano żelujących żywic silikonowych (związków krzemu o odpowiedniej strukturze cząsteczkowej). 

Żelowy elektrolit ma konsystencję przypominającą galaretę. Dzięki temu ryzyko wycieku jest znacząco zmniejszone. Nawet jeżeli dojdzie do niewielkiego uszkodzenia obudowy lub przewrócenia pojazdu, elektrolit powinien pozostać w akumulatorze. Z zewnątrz akumulator żelowy można poznać po tym, że jest szczelnie zamknięty. W jego obudowie znajduje się jedynie zawory VRLA. Akumulatory żelowe są także wydajniejsze, dzięki czemu mogą być mniejsze i lżejsze od baterii z płynnym elektrolitem o zbliżonej pojemności. 

Żel zmniejsza parowanie, co poprawia odporność na głębokie rozładowanie. W akumulatorach klasycznych, w wyniku bardzo mocnego rozładowania i parowania, z elektrolitu niemal całkowicie usuwany jest kwas. Pomiędzy elektrodami znajduje się wówczas już tylko woda destylowana, która nie ma możliwości odwrócenia procesów chemicznych pomiędzy elementami ogniwa. Dlatego po wyładowaniu akumulatora „do zera”, może nie udać się go ponownie naładować. W bateriach żelowych potrzeba o wiele więcej czasu i trudniejszych warunków, by doszło do tego samego. Kwas jest lepiej związany, wolniej paruje, a silikony krzemowe zawierają kwas krzemowy, więc nawet po całkowitym zredukowaniu kwasu siarkowego, substancja pozostaje elektrolitem. 

Akumulator AGM – co to znaczy?

Akumulator AGM również składa się z ogniw kwasowo-ołowiowych. Skrót AGM oznacza Absorbent Glass Mat – szklana mata absorpcyjna. W tego typu bateriach, pomiędzy elektrodami umieszczone są maty wykonane z włókna szklanego. Mają one porowatą strukturę, dzięki czemu mogą zostać nasączone elektrolitem. Wewnątrz akumulatora nie ma więc żadnej substancji płynnej w stanie niezwiązanym. Dlatego też nawet przy poważnym uszkodzeniu obudowy nie dochodzi do wycieku. 

Tym, co wyróżnia AGM dla użytkownika, jest ich bardzo wysoka trwałość i odporność na duże dawki energii przyjmowane i odbierane w krótkim czasie. Żywotność akumulatora AGM jest 3-4 razy wyższa od tradycyjnej konstrukcji. Ogniwa mniej się nagrzewają, a skuteczność rekombinacji wodoru osiąga ponad 95 proc. To sprawia, że akumulatory tego typu zachowują pojemność i moc przez długi czas, wolniej się rozładowują, a dzięki temu, że zawierają mniej elektrolitu, są znacząco lżejsze od tradycyjnych.

Możliwość obsługiwania dużych ilości energii jest ważna w nowoczesnych samochodach. Systemy strat-stop i rekuperacja energii z hamowania, czyli układy mild-hybrid, powodują, że akumulator jest wielokrotnie częściej i mocniej obciążany, niż w starszych konstrukcjach. W modelach mniej zaawansowanych bateria zasila rozrusznik, po czym jest stabilnie doładowywana przez alternator. 

W autach z prądnico-rozrusznikiem (stosowanych właśnie w systemach start-stop i rekuperacją), silnik jest uruchamiany o wiele częściej (po każdym zatrzymaniu) i musi odbywać się to szybciej. Odzysk energii z hamowania ma natomiast charakter gwałtowny. Wywołuje zwiększenie dostarczanej do akumulatora mocy ładującej. W zwyczajnym akumulatorze z płynnym elektrolitem takie procesy doprowadziłyby do zagotowania się płynu w jego wnętrzu, a w wyniku tego do poważnej awarii lub pożaru. Widzisz więc, że większe bezpieczeństwo gwarantuje akumulator AGM. Co to oznacza? Ryzyko zagotowania nie istnieje dzięki opracowanej technologii.

Akumulator AGM a żelowy – jakie mają zastosowania?

Nowoczesne odmiany akumulatorów samochodowych są bezpieczniejsze, bardziej wydajne, mniejsze i lżejsze od swoich tradycyjnych odpowiedników. Mają one jednak dość konkretne zastosowania, w których sprawdzają się najlepiej.

Akumulator AGM należy bezwzględnie stosować w autach, które fabrycznie były w takie wyposażone. Jak już wspomnieliśmy wcześniej, zamontowanie w aucie wyposażonym w prądnico-rozrusznik, system start-stop i rekuperację, akumulatora z elektrolitem płynnym, a nawet żelowego, grozi poważnymi konsekwencjami, z pożarem auta włącznie. 

Jak podkreśla ekspert Inter Cars: W samochodach które seryjnie montowane miały akumulatory tradycyjne, można zastosować baterie AGM. Nie ma to zwykle jednak głębszego sensu. Nie warto stosować akumulatora innego niż seryjny, głównie ze względów finansowych. Akumulator AGM może być dobrym wyjściem jedynie w przypadku dużych silników Diesla, w których będą one zapewniały pewniejszy rozruch. 

Akumulator żelowy ma jedynie niewielkie przewagi użytkowe nad tradycyjnym. Stosuje się go tam, gdzie ryzyko wycieku elektrolitu jest większe, na przykład jako akumulatory motocyklowe. Dość powszechnie stosowane są one w motosporcie. W wyścigówkach i rajdówkach istnieje spore ryzyko wypadku i uszkodzenia akumulatora, dlatego wiele regulaminów wymaga stosowania bezpiecznych baterii. Dodatkowo są one lżejsze od tradycyjnych, co także pomaga w ściganiu się. 

Akumulatory żelowe stosuje się też w off-roadzie, ponieważ dzięki niemu akumulator działa tak samo, bez względu na pozycję pojazdu względem podłoża i nie ulega uszkodzeniu, gdy auto się wywróci, co może zdarzyć się w terenie. 

Odporność na głębokie rozładowanie powoduje, że dobrze sprawdzają się one jako akumulatory dodatkowe, np. w kamperach do zasilania instalacji zabudowy (jako drugi akumulator, oprócz rozruchowego), na łodziach bezsilnikowych do zasilania wyposażenia pokładowego czy w stacjach podtrzymujących (np. komputerowych czy domowych z przetwornicą). 

Akumulator AGM i żelowy – kup je w Inter Cars

Wymieniając akumulator, musisz mieć pewność, że kupujesz sprawdzone urządzenie. Szczególnie w przypadku nowoczesnych baterii jest to spory wydatek. Jeżeli nabędziesz go z niepewnego źródła, może być uszkodzony lub zużyty. 

W Inter Cars masz gwarancję, że otrzymasz nową baterię. Wygodna wyszukiwarka i szeroka oferta produktów renomowanych producentów pozwolą Ci szybko dopasować do auta akumulator AGM, a żelowy do motocykla czy łodzi. 

Akumulator AGM a żelowy – podsumowanie

Akumulatory rozruchowe do silników spalinowych są udoskonalane, mimo tego, że ich ogólna zasada działania jest niezmienna od czasu wynalezienia ogniwa kwasowo-ołowiowego (pod koniec XVIII wieku). 

Akumulatory AGM wyróżniają się trwałością, bezpieczeństwem i wysoką wydajnością. W wielu sytuacjach nie ma jednak potrzeby ich stosować. Chociaż żywotność akumulatora AGM jest kilkukrotnie lepsza od tradycyjnego, to także cena jest o wiele wyższa. Tego typu baterie powinno się stosować tylko tam, gdzie to niezbędne, w autach z systemem start-stop i rekuperacją. 

Akumulatory z żelowym elektrolitem są lekkie i bezpieczne, można je montować pionowo, a nawet elektrodami w dół, nie dochodzi w nich do wycieków czy zmiany właściwości ze względu na pozycję. Dlatego powszechnie stosuje się je w motocyklach, które mogą znajdować się w pozycji leżącej, która spowodowałaby wypłynięcie elektrolitu ze zwykłego akumulatora. Najważniejsze jest to, by akumulator był dobrany do zastosowania oraz wykonany w najlepszej do niego technologii, miał odpowiednią moc i pojemność, a także był zbudowany w taki sposób, by można było go zamontować i podłączyć w miejscu docelowym.