Batterie al gel e loro utilizzo

Le batterie al piombo acido sono abbastanza diffuse sia come batterie di trazione (ad esempio per alimentare i carrelli elevatori elettrici) sia come batterie di avviamento per auto. Anche i sistemi di continuità e backup per case e aziende utilizzano batterie al piombo acido.

I sistemi di alimentazione autonoma delle case spesso contengono una batteria ad alta capacità, o un assemblaggio di diverse centinaia di ampere ore, progettato per fornire alimentazione a lungo termine alla casa.

Tale batteria può essere caricata da varie fonti alternative di elettricità, come un'unità a pannelli solari, un generatore eolico e altri, e la batteria viene scaricata tradizionalmente attraverso potente inverter, da cui i consumatori sono alimentati con corrente alternata di frequenza industriale e tensione di rete standard.

Gli alimentatori di continuità convenzionali per computer includono anche una batteria al piombo sigillata da ampere-ora.

Le prime batterie al piombo-acido utilizzavano esclusivamente una soluzione acquosa di acido solforico, preparata con acqua distillata, come elettrolita, in modo che i sali di calcio e magnesio, normalmente presenti in acqua, non interferissero con il funzionamento della batteria. Tale batteria è stata realizzata come segue.

I reticoli di piombo sono immersi nell'elettrolita, in cui il biossido di piombo (sull'anodo, l'elettrodo positivo) e il piombo metallico (sul catodo, elettrodo negativo) vengono pressati in polvere.

Un separatore poroso fatto di polvere di polivinilcloruro (Miplast), ebanite microporosa (miscela vulcanizzata di gomma con gel di silice e zolfo - Mipor) o polietilene, la cui funzione è quella di impedire la chiusura degli elettrodi, viene posizionato tra le piastre.

Se si collegano sei di tali celle in un circuito seriale, si ottiene una batteria da 12 volt, rispettivamente, un numero maggiore di celle fornirà una tensione più elevata.

Le batterie di avviamento con elettrolita liquido sono utilizzate ovunque nelle automobili, ma la particolarità di queste batterie è che quando una grande corrente scorre a lungo, il loro elettrolita liquido può facilmente bollire. Ecco perché in tali batterie viene fornita la possibilità di aggiungere elettrolita.

Le loro piastre porose di una vasta area consentono di ricevere brevemente una corrente di 200-300 ampere per alimentare lo starter. Tuttavia, per un funzionamento a lungo termine in sistemi di alimentazione alternativi e gruppi di continuità, tali batterie sono di scarsa utilità.

All'inizio degli anni '70, gli ingegneri della società americana Gates Rubber Company svilupparono un nuovo tipo di batteria al piombo-acido sigillata basata sull'elettrolita assorbito.

La tecnologia si chiama AGM (Absorbent Glass Mat). Per la prima volta, la fibra di vetro imbevuta di elettrolita è stata utilizzata come riempitivo negli scomparti della batteria. Successivamente, l'elettrolita ha iniziato ad addensarsi aggiungendo gel di silice (una miscela a base di soluzioni di acidi silicici), questo ha creato pori aggiuntivi in ​​cui l'elettrolita era ora meglio trattenuto e permetteva di riempire completamente lo spazio tra le piastre. Un nuovo tipo di batteria ha guadagnato grande popolarità come "batteria gel" perché l'aggregato aveva una consistenza gel.

Questa soluzione ci ha permesso di ottenere una serie di importanti vantaggi rispetto alle batterie con elettrolita liquido. Innanzitutto, non è necessario mantenere un nuovo tipo di batteria, poiché il gas non viene rilasciato all'esterno, viene assorbito dai pori e non bolle nulla, l'elettrolito non cambia densità né durante la carica né durante la scarica. I piatti non si sbriciolano più.

La batteria al gel può funzionare in qualsiasi posizione, anche sottosopra, non cola nulla e non si rompe. Il controllo della valvola impedisce perdite di acido ed elimina la corrosione dei terminali. Le prestazioni della batteria al gel non falliscono nemmeno a temperature fino a meno 30 gradi Celsius.

Una durata fino a 10 anni e una resistenza alle scariche profonde: queste sono le qualità che rendono una batteria al gel uno strumento promettente per un'alimentazione efficiente basata su dispositivi a energia alternativa.

Le caratteristiche del design rendono la batteria a base di gel meno suscettibile al solfatazione rispetto a una normale batteria AGM, quindi le batterie al gel possono rimanere completamente scariche per diversi giorni senza comprometterne la capacità. Una batteria al gel è in grado di sopportare in media il 50% in più di cicli di scarica rispetto a una normale batteria AGM.

Un noto produttore di tali batterie afferma che le loro batterie al gel possono trasportare 350 cicli di scarica con una profondità del 100%, fino a 550 con una profondità del 50% e fino a 1200 con una profondità del 30%. Questi sono risultati eccellenti che riducono al minimo i costi operativi, sia che si tratti di un sistema di alimentazione autonomo o gruppo di continuità.

Sempre più, in alcuni paesi occidentali, le batterie al gel con piastre a spirale stanno guadagnando popolarità, che può essere molto più grande rispetto ai casi compatti.

A causa dell'ampia area di interazione delle piastre, le correnti di tali batterie possono essere estremamente elevate. In alcune batterie, questa cifra raggiunge gli 800 A e anche più in alto. L'unico inconveniente serio di tutte le moderne batterie al gel è il prezzo elevato.

Momenti utili per lavorare con le batterie:

Misurazione della capacità della batteria

Collegamento parallelo e seriale delle batterie