AGM baterie: co to je, výhody a nevýhody technologie

Spolu s rozvojem automobilového průmyslu se vyvíjejí i technologie ve výrobě baterií. Moderní automobily jsou vybaveny velkým množstvím elektroniky: palubními počítači, osvětlovacími systémy, elektrickými pohony, systémy Start-Stop a mnoha dalšími. Pro konvenční kapalnou baterii je obtížné zvládnout takový počet spotřebitelů. Na pomoc přichází nová AGM baterie, která má vylepšené ukazatele a vlastnosti.

Historie výskytu

AGM je zkratka pro Absorbed Glass Mat, což doslovně přeloženo z angličtiny znamená „absorbované skleněné desky“ nebo „absorbované skleněné vlákno“. To znamená, že uvnitř není žádný kapalný elektrolyt, ale místo toho je tam impregnované skleněné vlákno. Technologie byla patentována v roce 1980. Myšlenka na její vytvoření se ale objevila mnohem dříve, v poválečných letech v Německu. Jeden fotograf přišel s nápadem zahustit elektrolyt v baterii, aby se nevylil.

Stejně jako mnoho jiných inovací byly i baterie AGM poprvé použity ve vojenských letadlech. Takové baterie pro ně byly ideální, protože je bylo možné použít v jakékoli poloze. A dodnes se používají ve stíhačkách F16.

Americká společnost Concorde uvedla na trh první AGM baterii pro komerční použití v 90. letech. Z objektivních důvodů se jí nepodařilo zcela vytlačit z trhu kapalné baterie, které měly výhody, zejména v ceně. AGM baterie si však dokázaly najít své místo na trhu s prémiovými automobily, motocykly, solárními panely, kinotechnikou atd.

Bateriové zařízení AGM

AGM baterie jsou klasifikovány jako bezúdržbové. To znamená, že mají zcela utěsněné pouzdro. Uvnitř pouzdra jsou kladné a záporné olověné desky. Používá se pouze vysoce čištěné olovo. Mezi deskami jsou vložky vyrobené ze skelných vláken. Fungují jako separátory nebo děliče. Jedná se o porézní dielektrický materiál s neutrálními vlastnostmi, který je z 95 % impregnován elektrolytem. Ten je držen uvnitř. Do skelných vláken je také přidán hliník pro snížení vnitřního odporu. Tato vlastnost umožňuje velmi rychlé nabíjení zařízení a v případě potřeby dodávání proudu.

Baterie je rozdělena do šesti sekcí neboli plechovek. Každá z nich má napětí 2 V. Sekce jsou spojeny kovovými kontakty, které vedou k terminálům. Desky lze srolovat do rolí. Poté mají tvar válců. Tato technika pomáhá zvýšit odolnost proti vibracím a pevnost. Válcové tvary mají také výhodu ve výstupním proudu. Od 500 do 900 ampérů oproti 200 A u běžných baterií.

Schopnost rychlého nabíjení a dodávání vysokého proudu se vysvětluje nižší polarizací nebo odporem desek. U baterií s kapalným elektrolytem se na stěnách olověných desek hromadí bublinky plynu, čímž se snižuje kontaktní plocha s elektrolytem. U AGM baterií k takovému problému nedochází. Dochází k neustálému těsnému kontaktu, což zajišťuje vysokou účinnost.

Na těle jsou také ventily pro vypouštění plynu. Jak vidíte, konstrukce takových baterií se od běžných liší pouze přítomností sklolaminátových desek a utěsněným pláštěm.

Standardní AGM baterie se tedy skládá z:

• utěsněné pouzdro z vysoce pevného plastu;
• kladné a záporné desky vyrobené z vysoce čištěného olova (s přísadami křemíku);
• skleněné vlákno s elektrolytem (funguje jako separátor);
• ventily pro vypouštění plynu;
• terminály.

Provoz AGM baterie

Princip fungování AGM baterie se neliší od běžné baterie. Proud vzniká v důsledku chemické reakce mezi olovem a elektrolytem, přesněji řečeno mezi oxidem olovnatým. Když baterie dodává energii spotřebitelům, hustota elektrolytu klesá. Vzniká síran olovnatý, který se usazuje na deskách. Pokud se tedy běžná baterie s kapalným elektrolytem zcela vybije, stane se nepoužitelnou. Proces sulfatace v opačném směru nebude možné spustit. Hustota elektrolytu je příliš nízká.

U AGM baterií je vše jiné. Ani při hlubokém vybití se olověné desky nedrolí, protože elektrolyt je zadržován v pórech sklolaminátu. Taková zařízení vydrží až dvě stě plných vybití a fungují správně. Proces sulfatace probíhá velmi pomalu, protože desky mají nízkou hladinu elektrolytu. Při nabíjení se uvolňují plyny: kyslík a vodík, které se zadržují uvnitř. Plyny vznikají v důsledku rozkladu vody. Pokud je při nabíjení AGM baterie překročeno napětí, uvolňuje se více plynů.

Pouzdro baterie je utěsněné, takže jsou zde ventily pro vybíjení plynu. Tento systém se nazývá VRLA (Valve-Regulated Lead-Acid). Ventily mohou být samostatné pro každý oddíl nebo jeden společný.

Citlivost na přebíjení je jedním z hlavních problémů baterií vyrobených technologií AGM.

Funkce provozu

Aby baterie vydržela dlouho, je nutné dodržovat některá povinná pravidla pro skladování, provoz a nabíjení zařízení. V případě zkratu nebo zvýšeného napětí může baterie selhat, proto se takové baterie častěji používají v prémiových vozech s funkcí Start-Stop a dobrou ochranou proti přepětí.

Baterii lze používat a skladovat téměř v jakékoli poloze. Během skladování je třeba baterii pravidelně kontrolovat a v případě potřeby nabíjet. Sledujte stav svorek, čistěte je od vlhkosti a prachu, protože to zvyšuje samovybíjení. AGM baterie lze skladovat dlouhodobě bez velké ztráty kapacity. Za jeden rok ztratí v průměru pouze 15–20 % nabití. To za předpokladu, že jsou skladovány při teplotě 5–15 °C.

Baterie AGM v zimě dobře snáší teploty pod bodem mrazu. Silné mrazy jsou však také kontraindikovány a snižují výkon.

Vlastnosti nabíjení AGM baterií

Nezanedbávejte pravidla pro nabíjení AGM baterií. Na obalu jsou obvykle uvedeny pokyny s minimálním a maximálním napětím během nabíjení. I malé překročení může mít pro zařízení nevratné následky. Proto je lepší použít speciální nabíječku s možností nastavení napětí. Float Charger (plovoucí nabíjení) dodává proud po částech. Nabíjení probíhá stabilizovaným proudem čtvrtiny jmenovité kapacity při teplotě 35 °C. Například kapacita je 80 A/h, nabíjecí proud je 20 A. Když nabíjení dosáhne 2,45 V pro každou přihrádku, proud se stabilizuje a postupně klesá. Zařízení neumožňuje přebíjení, to je také důležité. Pokud nebudete dodržovat všechny tyto jemnosti, baterie může výrazně ztratit kapacitu a selhat.

Výhody a nevýhody

Navzdory všem provozním nuancím mají AGM baterie mnoho výhod. Mezi ně patří:

• elektrolyt neuniká, protože je obsažen ve sklolaminátu;
• skladování a provoz baterie v jakékoli poloze;
• dlouhá životnost (5-12 let);
• vysoký výstupní proud (1,5krát vyšší než obvykle) a rychlé nabíjení;
• lze skladovat až 3 roky bez významné ztráty kapacity;
• utěsněné pouzdro;
• Odolnost proti hlubokému vybití. Vydrží 200 plných vybití, 500 vybití při 50 % a přibližně 1000 vybití při 20–30 %.

Mezi hlavní nevýhody patří:

• Cena AGM baterie je výrazně vyšší než cena konvenční baterie;
• zvýšené rozměry a hmotnost;
• je vyžadována speciální nabíječka;
• citlivost na přebíjení a zkrat.

Jak vidíte, nevýhod není mnoho, ale právě ony brání širokému používání AGM baterií. V určitých oblastech, jako je servis těžkých vozidel, autonomní moduly, stanice a solární úložiště energie, jsou však taková zařízení jednoduše nenahraditelná. Díky svým významným výhodám AGM v budoucnu nahradí konvenční baterie ve všech oblastech.