Perbandingan Baterai: Asam Timbal, Gel dan RUPS

Saat ini, ada tiga jenis baterai penyimpanan utama di pasaran: timbal-asam dengan elektrolit cair, gel dan RUPS. Mereka semua memiliki prinsip pengoperasian yang sama, tetapi ada perbedaan yang signifikan pada perangkat tersebut. Perbedaan ini memberi mereka karakteristik khusus, namun setiap jenis memiliki kekurangannya sendiri yang harus dipertimbangkan saat memilih baterai.

Baterai timbal-asam dengan elektrolit cair

Jenis baterai isi ulang inilah yang paling banyak digunakan. Desain mereka sebagian besar tetap tidak berubah sejak penemuan mereka pada tahun 1859.

Perangkat dan prinsip operasi

Rumah baterai berisi enam kompartemen atau kaleng yang diisolasi satu sama lain. Setiap kompartemen berisi pelat timah dan elektrolit cair. Pelat dengan muatan positif dan negatif (katoda dan anoda). Pelat timah mungkin mengandung kotoran antimon atau silikon. Elektrolitnya adalah campuran asam sulfat (35%) dan air suling (65%). Di antara pelat timbal ada pelat spacer berpori yang disebut pemisah. Mereka diperlukan untuk mencegah korsleting. Setiap bank menghasilkan sekitar 2V dengan total 12V (daisy chain).

Arus dalam baterai asam timbal dihasilkan oleh reaksi elektrokimia antara timbal dioksida dan asam sulfat. Ini mengkonsumsi asam sulfat, yang terurai. Kepadatan elektrolit menurun. Saat pengisian dari charger atau dari genset mobil, terjadi proses kebalikan (charging).

Kelebihan dan kekurangan

Penggunaan baterai timbal-asam secara luas difasilitasi oleh desainnya yang sederhana dan andal. Mereka memberikan arus awal yang agak tinggi untuk menghidupkan mesin (hingga 500A), mereka bekerja dengan stabil hingga 3-5 tahun dengan pengoperasian yang benar. Baterai dapat diisi dengan arus yang meningkat. Ini tidak akan merusak kapasitas baterai. Keunggulan utamanya adalah harga yang terjangkau.

Kerugian utama dari jenis baterai ini terkait dengan perawatan dan pengoperasian. Elektrolitnya cair. Karena itu, ada bahaya alirannya. Asam sulfat adalah cairan yang sangat korosif. Selain itu, gas korosif diemisikan selama operasi. Artinya baterai tidak bisa dipasang di dalam kendaraan, hanya di bawah kapnya.

Pengemudi harus secara berkala memantau tingkat pengisian baterai dan kepadatan elektrolit. Jika baterai diisi ulang, itu mendidih. Air menguap dan perlu diisi ulang secara berkala ke dalam kompartemen. Hanya air suling yang digunakan.

Tingkat biaya tidak boleh turun di bawah 50%. Pelepasan penuh dijamin akan menghancurkan perangkat, karena terjadi sulfasi yang dalam pada pelat (pembentukan timbal sulfat).

Baterai harus disimpan dan dioperasikan dalam posisi vertikal yang ketat agar elektrolit tidak bocor dan pelat tidak saling berdekatan. Korslet juga bisa terjadi akibat piring yang runtuh.

Di musim dingin biasanya aki dikeluarkan dari mobil agar tidak membeku. Ini bisa terjadi dengan elektrolit cair. Baterai yang dingin juga bekerja lebih buruk.

Baterai gel

Baterai gel bekerja dengan prinsip yang sama seperti baterai timbal-asam konvensional. Hanya elektrolit di dalamnya yang tidak berbentuk cair, melainkan berbentuk gel. Ini dicapai dengan menambahkan gel silika yang mengandung silikon. Gel silika menjaga elektrolit tetap di dalam. Ini memisahkan pelat positif dan negatif, mis. berfungsi sebagai pemisah. Untuk pembuatan pelat, hanya timbal yang sangat dimurnikan yang digunakan tanpa kotoran. Susunan pelat dan silika gel yang padat memberikan resistansi rendah, dan karenanya pengisian cepat dan arus mundur yang tinggi (800-1000A per starter saat start-up).

Kehadiran silika gel juga memberikan satu keuntungan besar - baterai tidak takut pelepasan yang dalam.

Proses sulfasi pada baterai tersebut lebih lambat. Gas yang dihasilkan tetap berada di dalam. Jika pembentukan gas terlalu kuat terjadi, kelebihan gas keluar melalui katup khusus. Ini buruk untuk kapasitas baterai, tetapi tidak kritis. Anda tidak perlu menambah apa pun. Baterai gel bebas perawatan.

Kelebihan dan kekurangan

Ada lebih banyak kelebihan baterai gel daripada minus. Karena bagian dalam elektrolit dalam keadaan gel, baterai dapat dioperasikan dengan aman di hampir semua posisi dan tempat. Tidak ada yang tumpah seperti ini dengan elektrolit cair. Sekalipun casingnya rusak, kapasitas baterainya tidak berkurang.

Masa pakai baterai gel dengan perawatan yang benar adalah sekitar 10-14 tahun. Karena proses sulfasi lambat, pelat tidak hancur, dan baterai semacam itu dapat disimpan hingga 3 tahun tanpa pengisian ulang dan dengan kehilangan kapasitas yang besar. Biasanya membutuhkan 15-20% biaya per tahun.

Baterai gel dapat menahan hingga 400 pemakaian penuh. Ini sekali lagi dicapai melalui keadaan elektrolit. Tingkat pengisian daya pulih dengan cepat.

Resistansi rendah memungkinkan arus masuk yang tinggi dikirim, memastikan efisiensi tinggi.

Kerugiannya termasuk kepekaan terhadap pengisian yang berlebihan dan korsleting. Oleh karena itu, baterai tersebut menunjukkan parameter tegangan yang diizinkan selama pengisian. Anda juga perlu mengisi daya dengan voltase 10% dari kapasitas baterai. Bahkan sedikit tegangan lebih dapat menyebabkan kegagalannya. Oleh karena itu, disarankan untuk menggunakan pengisi daya khusus dengan baterai semacam itu.

Dalam suhu yang sangat dingin, silika gel juga bisa membeku dan hilang di dalam wadah. Meskipun baterai gel menahan embun beku lebih baik daripada baterai konvensional.

Salah satu kelemahan utama juga adalah tingginya biaya baterai gel dibandingkan dengan yang sederhana.

Baterai RUPST

Prinsip pengoperasian baterai RUPS sama dengan dua tipe sebelumnya. Perbedaan utamanya terletak pada desain pemisah dan keadaan elektrolit. Di antara pelat timah ada fiberglass, yang diresapi dengan elektrolit. AGM adalah singkatan dari Absorbed Glass Mat atau Absorbed Glass Fiber. Untuk pelat, hanya timbal murni yang juga digunakan.

Fiberglass dan pelat ditekan rapat. Elektrolit dipertahankan oleh porositas material. Resistensi rendah tercipta yang mempengaruhi kecepatan pengisian dan arus kick-off yang tinggi.

Baterai semacam itu juga diklasifikasikan sebagai baterai bebas perawatan. Sulfasi lambat, pelat tidak hancur. Elektrolit tidak mengalir dan praktis tidak menguap. Gas berlebih keluar melalui katup khusus.

Fitur lain dari baterai RUPS adalah kemampuan untuk memutar pelat menjadi gulungan atau spiral. Setiap kompartemen berbentuk silinder. Ini meningkatkan area interaksi dan meningkatkan ketahanan getaran. Batere pada desain ini terlihat dari merk OPTIMA yang terkenal.

Kelebihan dan kekurangan

Baterai RUPS dapat dioperasikan dan disimpan di lokasi manapun. Tubuhnya disegel. Anda hanya perlu memantau tingkat muatan dan kondisi terminal. Perangkat dapat disimpan selama 3 tahun, sementara hanya kehilangan 15-20% dari muatan per tahun.

Baterai semacam itu memberikan arus awal yang tinggi hingga 1000A. Ini beberapa kali lebih tinggi dari biasanya.

Pelepasan penuh tidak menakutkan. Baterai dapat menahan 200 pengosongan nol, hingga 500 pengosongan setengah dan 1000 pengosongan pada 30%.

Baterai AGM bekerja paling baik pada suhu rendah. Bahkan dalam cuaca beku yang parah, karakteristiknya tidak berkurang. Mereka juga mentolerir suhu tinggi hingga 60-70 ° C.

Seperti baterai gel, RUPS sensitif terhadap pengisian daya. Sedikit kelebihan arus akan merusak baterai. Di atas 15V sudah kritis. Juga, korsleting tidak diperbolehkan. Karena itu, Anda harus selalu menggunakan pengisi daya khusus.

Baterai AGM harganya beberapa kali lebih mahal daripada baterai konvensional, bahkan lebih mahal dari baterai gel.

Temuan

Bahkan dengan keuntungan yang signifikan, baterai gel dan AGM tidak dapat menekan baterai timbal-asam. Yang terakhir lebih terjangkau dan melakukan tugasnya dengan baik di dalam mobil. Bahkan di musim dingin, 350-400A sudah cukup untuk starter menghidupkan mesin.

Pada mobil, RUPS atau baterai gel akan relevan hanya jika ada banyak konsumen yang mengonsumsi energi. Oleh karena itu, mereka menemukan aplikasi yang lebih luas sebagai perangkat penyimpanan energi dari panel surya, ladang angin, di rumah atau sebagai sumber energi dan di berbagai perangkat portabel.