AGM (технология)

AGM (Absorbent Glass Mat) — это технология изготовления свинцово-кислотных аккумуляторов, созданная инженерами американской компании Gates Rubber Company^[1] в начале 1970-х годов. Отличие батарей AGM от классических в том, что в них содержится абсорбированный электролит, а не жидкий, что даёт ряд изменений в свойствах аккумулятора.

AGM, как и гелевые аккумуляторы, относятся к классу cвинцово-кислотных аккумуляторов с регулируемым клапаном^[англ.].

Описание технологии

Классический свинцово-кислотный аккумулятор — это корпус, разделённый на отсеки. В отсеки залит электролит — раствор серной кислоты, и в этот раствор погружены пластины, разделённые сепараторами — микропористым пластиком, между положительными и отрицательными пластинами протекает ток. Технология AGM использует пропитанный жидким электролитом пористый заполнитель отсеков корпуса из стекловолокна. Микропоры этого материала заполнены электролитом не полностью. Свободный объём используется для рекомбинации газов.

С точки зрения химии процессов, AGM-батареи ничем не отличаются от обычных свинцово-кислотных батарей с несвязанным жидким электролитом. Все отличия носят исключительно конструкционно-технологический характер, и все достоинства AGM являются следствием специальных технических решений, направленных на устранение известных проблем классической конструкции.

Аккумуляторы, производимые с использованием технологии AGM, изготавливаются в спиральной или плоской конфигурации. Серия продукции со спиральной конструкцией блоков производится в основном в Северной Америке, а с плоской конфигурацией электродов — и в Северной Америке, и в Европе. Спиральные элементы обладают большей площадью поверхностного контакта, что даёт возможность кратковременно выдавать бóльшие токи и быстрее заряжаться. Однако обратной стороной является уменьшение удельной ёмкости аккумулятора (соотношение электрической ёмкости и размеров) по сравнению с плоской конфигурацией. Обе технологии являются перспективными и могут использоваться для поставки автопроизводителям в качестве компонентов OEM. В настоящий момент наиболее распространены автомобильные аккумуляторы AGM с плоской конфигурацией блоков. Спиральные блоки SpiraCell были запатентованы шведской компанией Optima Batteries, в 2000-м году приобретённой американским производителем автокомплектующих и запасных частей Johnson Controls, и не могут использоваться без лицензирования, в отличие от плоских блоков.

Таким образом, увеличенный возможный ток заряда и разряда батарей AGM зависит от технологии производства. Батареи с плоскими элементами, как правило, имеют параметры тока, сходные с такими же батареями классической конструкции.^[2]

Преимущества

Аккумулятор, произведённый по технологии AGM, имеет перед классическими аккумуляторами ряд преимуществ, полученных за счёт такой технологии. В частности, повышенную (но не полную) устойчивость к вибрации; отсутствие необходимости в обслуживании (за исключением проверки степени заряженности и подзарядки стационарным устройством); установка практически в любом положении (установка вверх дном не рекомендуется из соображений безопасности ввиду верхнего расположения клапанов). Некоторые производители заявляют увеличенную производительность таких АКБ или высокий пусковой ток.

Конструкция, не требующая обслуживания.
Значительно меньший саморазряд в сравнении с современными свинцово-кислотными батареями.
До 2,5 раз большая скорость заряда в сравнении с современными свинцово-кислотными батареями.
Из-за высокой скорости заряда подходят для автомобилей с системой «старт-стоп».
Способность хорошо принимать заряд, в сравнении с другими видами свинцово-кислотных батарей, уменьшает негативный эффект постоянного неполного заряда генератором батареи в городских условиях эксплуатации автомобиля, приводящего к преждевременному выходу АКБ из строя.
Менее чувствительны к кратковременному «глубокому» разряду, в отличие от кальциевых (Ca/Ca) свинцово-кислотных аккумуляторов.
Конструкция герметизированная и имеет клапанную регулировку, предотвращает утечку кислоты и коррозию клемм.
Более безопасная работа: при правильной зарядке батарей исключается возможность выделения газов и опасность взрыва.
Герметизированная конструкция позволяет устанавливать батарею почти в любом положении (вверх дном не рекомендуется).
Уверенная работа при низких температурах в зависимости от технологии до −30 °С (ниже возможна кристаллизация электролита разряженной батареи и как следствие снижение срока службы ввиду повреждения активной поверхности).
Увеличенный срок службы в условиях повышенной вибрации.

Недостатки

Большая масса (относится ко всем свинцово-кислотным аккумуляторам)
Для их зарядки могут потребоваться специальные зарядные устройства^[3]. Однако, принципиально, зарядка таких батарей не отличается от батарей с жидким электролитом - используются те же ограничения силы тока и такое же ограничение напряжения. Более того, многие AGM батареи имеют увеличенную площадь рабочих пластин и способны без последствий принимать токи в несколько раз большие, нежели рекомендованные для классических батарей - см. рекомендации заряда от производителя конкретной батареи. И в таком случае, заряд их может быть существенно ускорен. Как правило, ограничением выступает напряжение 15 В и температура батареи выше 50 - 55 °C. При классическом напряжении 14,4 В данные батареи так же заряжаются, не приводя к заметной диссоциации воды электролита и, следовательно, потери её части, не задержанной рекомбинацией в порах стекловолоконных матов. По этим причинам AGM-батареи с успехом применяются в автотранспорте, где рабочее напряжение бортсети как правило не превышает 14,5 В.
Не должны храниться в разряженном состоянии, напряжение каждого из элементов батареи не должно упасть ниже 1,8 В^[4] (относится ко всем свинцово-кислотным аккумуляторам)
Крайне чувствительны к превышению напряжения заряда (свыше 2,53 В для одного аккумулятора). Относится ко всем необслуживаемым свинцово-кислотным батареям, но AGM особенно, из-за отсутствия «запаса» электролита в силу конструктивных особенностей.
Дают заметное падение напряжения на морозе при нагрузке, как и все свинцово-кислотные аккумуляторы.
Они обеспечивают число полных (70 %) циклов разряда до 500 — подходит для резервного питания^[4]. В зависимости от марки и модели, число циклов варьируется от 100 до 4000.
Оксид свинца, содержащийся в них, токсичен, что делает их опасными для окружающей среды (относится ко всем свинцово-кислотным аккумуляторам).
Более высокая цена по сравнению с аккумуляторами с жидким электролитом, но более низкая, чем у аккумуляторов, изготовленных по технологии GEL (у которых электролит желеобразный). Последние имеют ряд преимуществ^[4] и недостатков.
Практическая невозможность корректировки плотности электролита или его замены. Является следствием свойства полной необслуживаемости.