Le batterie agm e gel,desolfatarle e rilevare le anomalie

[Ferrobattuto]

Osmotico, le batterie di Luppy sono piccole batterie agm da 7Ah, difficilmente potrà aprirle per intervenirci sopra senza distruggerle, come d'altra parte gli è già successo con la prima.
Quel tipo di sperimentazione che dici tu si può fare solo su grosse batterie auto ad acido libero, e molto spesso non riesce bene nemmeno lì.

@ Luppy:
La "velocità" è un caso, mi trovavo a gironzolare nei paraggi proprio mentre scrivevi il post.

[luppy]

@Osmotico Grazie per la segnalazione, quella discussione non l'avevo ancora letta, Giuseppe è proprio in gamba !
Io penso che questo forum sia una preziona miniera di idee ed informazioni (complimenti !), mi sono iscritto per questo, e piano piano me lo sto leggendo tutto
Tra le cose che ho letto fino ad ora comunque quello che farei sono le batterie "a secchio" di Hal9000, anche se ci vuole più tempo per renderle operative mi sembra (per ora) la realizzazione più semplice
Quello che ancora mi frena è avere un posto "sicuro" dove tenere dei secchi di acido e anche la pericolosità nel maneggiare tanti kg di ossido di piombo velenoso, comunque vedremo

Tornando a questa prova, sto facendo i compiti:
ieri alle 18.00 ho messo in carica, come prevedeva Ferrobattuto ho dovuto alzare parecchio i volt perchè passasse corrente, sono arrivato a 23v
poi pian piano li ho abbassati, mantenendo una corrente di 0.2 / 0.3 A, e il tutto si è assestato a 9.9 volt circa
A questo punto ho cambiato e ho impostato corrente costante 0.2/0.3 A (l'amperometro ha sensibilità 0.1)
Alle ore 20.00 i volt erano scesi a 6.6
Questa mattina alle ore 6.00 i volt erano 4.5

E' ancora collegata in carica, ed è fredda da tutte le parti

Vedremo, spero ne venga fuori qualcosa perchè potrei farmene regalare tante di queste, AGm 7A superschiacciate che non riesci a sfilare le piastre neanche con le pinze, Ferrobattuto hai ragione anche qui

Domani vi dirò che succederà nella giornata di oggi
grazie

ciao !

[Ferrobattuto]

Quella tensione così bassa dopo tante ore di carica mi dice delle brutte cose..... Mi parla di elementi in corto..... Ma spero di aver sentito male.

.....dove tenere dei secchi di acido, e anche la pericolosità nel maneggiare tanti kg di ossido di piombo velenoso.....

Per quel che riguarda l'acido, se i secchi sono buoni o nuovi pericolo di perdite non ne avrai per diversi anni, poi un po' di sorveglianza ogni tanto magari non guasta. In ultimo se si hanno dei dubbi, anche per via di eventuali trasudi, sotto ai secchi e intorno alla base si può mettere un leggero strato di calce da edilizia. Assorbe l'acido e lo neutralizza, anche se così facendo col tempo si indurisce. Poi impedisce al fondo dei secchi di cedere per eventuali "sagomature" della plastica. In alternativa si può usare anche sabbia da stucco, quella finissima venduta in sacchetti trasparenti da 25Kg. Tutta roba che costa pochissimo.
Per il piombo invece, finché è bagnato e confinato nei secchi non da problemi, a meno di non maneggiarlo e poi mettersi le mani in bocca.
Ovviamente se ci dovesse essere il problema di dover raccogliere o maneggiare dei residui, usare guanti e precauzioni adeguate, smaltire il tutto nel modo giusto e soprattutto lavarsi bene le parti esposte.
Chiedo scusa per l'OT..... Questa dei "secchi" riguarda un altro argomento. Se ne può riparlare nella discussione apposita.

[OSMOTICO]

Mi dispiace Luppy, ogni commento è superfuo ti dovrai arrendere all'evidenza, ed interrompere il massagio cardiaco e la ventilazione artificiale, quando gli farai l'autopsia ti accorgerai che le griglie positive sono ormai inesistenti e tutto il materiale attivo è sparso ovumque, quasi a testimoniare un corpo in avanzato stato di decomposizione ...
Se di queste batterie ne hai due uguali puoi provare a recuperare le negative di entrambe e di 2 farne 1, la cosa funziona ma ti avverto è un lavoraccio lungo e certosino vale la pena solo se lo fai a scopo didattico, per esperimentare .

[luppy]

Osmotico mi sa che hai ragione...

però .. stamattina ci stavo pensando.
Comincio col dire le nuove letture:
h. 18.00 4.9V
h. 20.00 5.5V
h. 06.00 3.7V

Non ho cambiato niente, sempre corrente 0.2/0.3A

E' chiaro che ci sono dei corti, dovrei misurare le singole celle ma di certo ci sono
MA... questi voltaggi sono molto oscillanti, e mi fa pensare che i ponticelli di corto siano piccoli e/o labili

Quella che ho aperto era come quella di Dolomitico, piastre negative piuttosto sottili (diciamo un millimentro) e positive molto spesse, diciamo tre millimetri
Con quelle negative così sottili, ammesso di riuscire a toglierle intere, ci farei una batteria piccina picciò, poi non saprei come sigillare il contenitore, collegare le piastre etc, mi sa che è più la spesa che l'impresa
Tutto è confezionato superschiacciato e tra le piastre c'è del materiale bianco che sembra carta
E' talmente schiacciato che è improbabile che ci sia materiale "in giro"

Poi la storia della batteria: era in un grosso ups, avrà ciclato magari due o tre volte, non credo di più perchè so in quale ups era

Quindi, probabilmente seccandosi si è formato il solfato che espandendo ha in qualche punto o forato quella carta bianca o si è intriso in essa, ed ora con la ricarica un po di quello si è trasformato in piombo metallo che quindi fa il corto. Mi viene in mente che prima di caricarla avevo provato a misurare la resistenza, non l'ho segnato ma era altissima. La batteria non ha nessun rigonfiamento laterale
Quello che vorrei ancora provare, visto che parli di respirazione artificiale è... la defibrillazione , ultima spiaggia
Però forse dovrei vuotare la batteria mi sa, o no ? Non l'ho mai fatto, zero esperienza
E poi come lo faccio ? Gli alimentatori che ho arrivano al massimo a 5/6 ampere, non credo bastino... da qualche parte ho letto che usavano la saldatrice, ma non sarà troppo ? Poi mi scoppia tutto in faccia
Mi viene in mente che ho le batterie dell'impianto, forse con quelle ?

Boh, intanto è ancora in carica, se qualcuno ha un'idea io provo, e intanto continuo a pensarci
Recuperarle mi farebbe comodo, ma anche l'aspetto "teorico" lo trovo molto interessante
grazie

ciao !

[OSMOTICO]

si puoi provare a defribillare ... ma mi sa che questo è accanimento terapeutico , penso che ormai la diagnosi sia coma irreversibile !!!

[Ferrobattuto]

"Defibrillare" su batterie così piccole può essere pericoloso..... Troppi ampere su poca superficie. A me in tutto questo viene in mente che più che dei corti potrebbero essere delle interruzioni. Hai provato ad alzare la tensione dell'alimentatore e vedere cosa succede? Sale molto la corrente? Se è così sono corti, se invece sale quasi solo la tensione sono interruzioni.

[luppy]

Ciao,
ieri non sono riuscito a fare niente, ero via tutto il giorno per lavoro, tra l'altro ieri sera segnava 2.5v e ho spento l'alimentatore
Questa sera ci provo, ricordo che nell'altra passavano parecchi ampere, ma ho staccato tutto quasi subito
Una cosa che ho notato è che quando l'ho aperta i tappini di gomma erano in depressione, poi prima di mettere in carica li avevo rimessi, mi aspettavo che si sollevassero ma non è successo, comunque la corrente era poca
Comunque provo ad alzare la tensione, così vedo anche se e dove dovesse scaldarsi
Un'altra cosa che ho pensato è che se non dovesse riuscire la prossima invece di rimettere l'acqua la apro da secca, ma stavolta col dremel così non si rompe tutto
Non riesco a credere che non sia recuperabile, perchè è tutto così schiacciato che il materiale comunque sta dove l'hanno messo
A meno che a seguito sgretolamento effettivamente ci siano interruzioni

Faccio sapere come va, io non mollo

ciao !

[luppy]

Ho trovato un interessante documento qui:

http://www.battcon.com/papersfinal2007/ ... er2007.pdf

Però é in inglese, ho fatto con google un file txt della traduzione ma non riesco ad allegarlo, non capisco come mai... comunque non è un granchè, eventualmente se ci sono delle parti interessanti poco comprensibili posso tradurle io

Molti concetti non li ho capiti, specialmente quando parla di impedenze, mi ha colpito invece a pag 6 a metà, dove dice:

Le Agm hanno una vita utile più corta rispetto alle Gel. L'asciugamento negli anni di uso si concentra nei separatori delle piastre. Consumandosi l'acqua, i separatori si schiacciano, e questo fa ridurre il contatto elettrico con le piastre

Questo potrebbe spiegare l'interruzione, ipotizzata da Ferrobattuto

In un altro punto del documento invece ho letto che una sovra carica porta alla decomposizione dell'acido solforico in acido solfidrico, che quindi essendo un gas se ne va via: questo mi fa pensare che perlomeno dovrei vedere che Ph cìè nelle celle, visto che la densità è impossibile misurarla

Allego anche il file originale, non vorrei che il sito sparisca e poi non si trova più

ciao !

ruschpaper2007.pdf

(806.49 KiB) Scaricato 2110 volte

[Dolomitico]

Bello il pdf,interessante,grazie.
Sono topologie diverse,intanto bisognerebbe anche partire dalla qualità costruttiva,alcuni sostengono che le GEL sono l'ideale per uso tampone,mentre le AGM sono l'ideale anche per scariche pesanti,avendo uno spunto nettamente maggiore.
Le Gel una volta finite se non reuperano tramite desolfatazione non cè molto da farci,le Agm si possono aprire e rabboccare,è cmq probabile anche Giuseppe confermava che le Gel hanno piastre più spesse,ma anche la yuasa che ho aperto aveva almeno 3 mm di spessore della piastra.
Io ne una Gel della trojan e l'ho sostituita non per usura,ma per capacità troppo bassa,tuttavia dopo 2 anni andava benissimo,e sulle tabelle del costruttore la vita utile era bella lunga.
Adesso ho una Agm (che ho recuperato,e anche rabboccato) e va senza problemi.
Andrebbe stabilito se la "vita più corta" è per il fatto che rimangono a secco di acqua,oppure se dipende dallo spessore delle piastre.
Le Gel si caricano a 14.1V,max 14.4v quindi non arrivano al limite di gas,quindi possono soffrire la solfatazione,ma non disperdono l'acqua,è possibile che usando un desolfatatore su una agm e gli stessi voltaggi magari si prolunga anche la vita media visto che le agm si caricano a 14.7V di media,e ogni ciclo un pò di acqua se ne va in gas.

Per la cronaca ho visto che certe agm anche con un'ecesso di acqua,ovvero sbattendole si vede l'acqua che ricopre la cella interna non soffre assolutamente,un pò di scorta in più.
Le altre che non lo accettano si gonfiano come un palloncino.

[Ferrobattuto]

......specialmente quando parla di impedenze.....

Non ho letto il PDF perché difetto di inglese, però se vuoi una spiegazione sulle "impedenze" forse posso dartela.

[luppy]

se vuoi una spiegazione sulle "impedenze" forse posso dartela.

Grazie, gentilissimo, un giorno ti chiederò, ci vorrebbero giornate da 50 ore per studiare/capire/provare tutto quello che si vorrebbe

Per il pdf, visto che mi sembra interessante, mi sono preso l'impegno di tradurre una o due pagine al giorno, così poi lo possono leggere tutti, appena ho finito lo metto

ciao !

[luppy]

Ciao, sono un po di corsa ma volevo aggiornarvi

Ferrobattuto, hai detto due cose, prima i corti (.. prova ad alzare la tensione) poi l'idea delle interruzioni
Per me ci hai preso sulla seconda, e l'ho capito provando quello che dicevi nella prima

Alzata tensione, assorbimento di ampere, salita anche la tensione nella batteria, anche se ho provato per poco tempo che era sera e non volevo lasciare cose del genere accese. Poi l'ho staccata e al momento col tester ho misurato corrente di cortocircuito di 1.5A, ovviamente man mano scendeva, ma neanche tanto in fretta
Oggi riprovato, ho toccato anche i 30v e gli ampere hanno toccato cinque, che è il massimo dell'alimentatore

Dico questo, perchè mi sono riletto i primi post di questa discussione, e la tua idea delle interruzioni potrebbe davvero essere esatta, ma come diceva Dolomitico probabilmente sono i solfati ? Seccandosi tutto l'acido sarà andato in solfato, forse !

E poi Dolomitico anche parlava di una cella in corto: ho fatto 30v 5a per vedere se friggevano tutte, e anche se tutte poco, tutte friggevano

Allora l'idea attuale è: ci saranno tre metri di solfati, allora metto il desolfatore. Quello di Hal che ho modificato, abbassando i volt col trimmer ho impostato una corrente di circa 600mA, e la tensione in questo caso è stabile su 6.7V
Stanotte lo ascio così

Ma la corrente dovrebbe ad un certo punto scendere, no ? Il mio cervello si è fermato qui, ora devo scappare

Ciao !

p.s. Osmotico ti volevo scrivere che nell'altro 3d delle ossidoriduzioni vai alla grande E avevo pensato che se tutto va come deve forse ti si sta alzando la densità dell'acido nel secchiello, almeno dovrebbe !
Il barattolo col piomdo e l'aceto ce l'ho qui ancora, ha cambiato colore, ma ne riparliamo domenica
Scusate OT

Riciao !

[Ferrobattuto]

La corrente dovrebbe scendere e la tensione salire. Però se c'è molto solfato potrebbe succedere che all'inizio la tensione prima scende e poi risale lentamente. Questo perché desolfatandosi diminuisce la resistenza interna e la corrente man mano trova meno "impedimento" a scorrerci dentro, per cui la tensione cala, poi la batteria man mano si ricarica e la tensione risale. Potresti anche vedere delle fluttuazioni, sia per la tensione che per la corrente. L'importante è che i separatori siano sempre bene umidificati.

[luppy]

Aiaiai ... stamane batteria in corto secco, mi sa che la corrente era troppa
Però la strada mi sembra questa, quindi comincio a rimettere l'acqua in un'altra batteria della stessa serie poi fra un paio di giorni imposto il desolfatore a 13.8v e ci metto una resistenza da 150ohm, che dici ?

grazie
ciao

[Ferrobattuto]

Che la resistenza in serie al desolfatatore ne vanifica la funzione.
Io le mie da 18Ah le ho desolfatate con 0,25A. C'è voluto molto tempo ma hanno ripreso. Ora sono lì cariche tutte e quattro. Due hanno ripreso al 75% circa, le altre due un po' meno, ma funzionano. Magari è solo un colpo di fortuna.....
Adesso sono "a riposo" per controllare l'autoscarica.

[luppy]

Che la resistenza in serie al desolfatatore ne vanifica la funzione.

ecco... ho fatto bene a chiedere
Allora ricomincio con una batteria di una serie diversa e l'alimentatore normale, ho trovato una APC originale in un piccolo ups, segna zero pure quella, vedremo. Prima o poi una ce la farò a recuperarla

grazie !
ciao

[luppy]

Volevo caricare la traduzione ma mi da sempre errore, la incollo qui, spero vada bene
Perdonate gli errori che potranno esserci, anzi se segnalati io correggo
Per le figure e le tabelle invece bisognerà guardare il pdf
ciao !

Traduzione casareccia documento di qualche post sopra

Pagina 1

Capire le differenze REALI TRA GEL ​​e AGM

INTRODUZIONE
La maggior parte delle batterie al piombo acido regolate da valvola (VRLA) sul mercato o in corso di fabbricazione oggi sono AGM. L'elettrolita è immobilizzato in uno strato di vetro micro-fibra.

La loro vita utile di solito va da 5 a 10 anni,con un ciclo di vita tra i 200 ei 500 cicli (80% DOD)
La loro durata è limitata dalla aumento della resistenza interna e, di conseguenza, la diminuzione della capacità.
Spesso, una parte della batteria si guasta per solfatazione della piastra negativa.

La minoranza di batterie VRLA sono batterie gel, in cui l'immobilizzazione dell'elettrolita è fatta con silice pirogenica.
La loro vita utile è compresa tra 10 e 20 anni;i cicli di vita sono tra 500 e 1500 cicli (80% DOD).
Effetti termici non sono segnalati, le celle mantengono la loro capacità e la resistenza interna stabile nel corso della loro vita
Anche delle piastre tubolari possono essere usate con il gel di tecnologia VRLA.
Perché GEL e AGM si comportano in modo diverso?
È una questione di lavorazione e progettazione ?
Oppure, possiamo spiegare le caratteristiche da parte del diverso sistema di immobilizzazione?
Sì.Noi possiamo.

PROCESSI nelle batterie VRLA DURANTE la carica di mantenimento

Se la piastra positiva è completamente carica, l'acqua è decomposta in ossigeno, ioni idrogeno ed elettroni.
Nelle celle ad elettrolita liquido l'ossigeno gassoso è liberato dalla cella, e gli ioni idrogeno si muovono nell' elettrolita verso la piastra negativa e si riduce lì a gas idrogeno, che lascia anche lui la cella
Ciò si traduce in perdita di acqua.
Solo una piccola quantità di ossigeno gassoso trova il modo di raggiungere la piastra negativa
per ricombinarsi in acqua, poichè la solubilità dell'ossigneo in acqua è molto bassa
Nelle celle VRLA essitono due fasi tra piastre positive e negative: una liquida, in cui gli ioni idrogeno possono
essere trasportati. Poi una gassosa, dove l'ossigeno gassoso si diffonde sulla piastra negativa
Qui l'ossigeno viene ridotto ad acqua, reazione molto più probabile della riduzione degli ioni idrogeno
ad idrogeno gassoso
Questa acqua che si forma torna quindi verso la fase liquida. Solo il 5-10% degli ioni idrogeno vengono trasformati
in gas, che poi lascia la cella attraverso le valvole di rilascio che sono sensibili alla pressione

Figura 1 - ricombinazione in celle VRLA

12 - 1

La realizzazione della fase liquida, e la fase gassosa nello stesso posto tra le piastre positive e negative fu la svolta per la cella VRLA.
La ricombinazione è abbastanza forte da trasportare il 90% della corrente di mantenimento e quindi non è più necessario il rabbocco di acqua
La facile reazione / facile movimento degli ioni idrogeno in acqua causa però un altro effetto: la depolarizzazione dell'elettrodo negativo. All'inizio dello sviluppo delle batterie VRLA si osservava spesso una polarizzazione zero negativa. Cio comporta che celle con piastre più sottili e meno acido assumono polarizzazione sotto lo zero: in altre parole queste celle sono costantemente leggermente scaricate durante la carica di mantenimento. Queste sono le celle che venivano solfatate, con la conseguenza della perdita di capacità dovuta proprio alla solfatazione delle negative.
Queste celle possono essere individuate utilizzando misure di impedenza e conduttanza.
La Legge di base della carica di mantenimento prevede che entrambi gli elettrodi debbano essere polarizzati per mantenerli carichi, e questo resta certamente valido
La differenza tra voltaggio in carica di mantenimento e voltaggio a circuito aperto è la tensione
di polarizzazione, la quale è condivisa tra i due elettrodi.
Esempio: volt mantenimento 2.25, volt a circuito aperto 2.11, polarizzazione 140mV
All'inizio del loro sviluppo celle ad elettrolita libero piombo / calcio avevano mancanza di
polarizzazione all'elettrodo positivo. Impurezze molto piccole nelle piastre negative
libere da antimonio provocavano una tale alta sovratensione di idrogeno che tutta la polarizzazione
era consumata dalla parte negativa, lasciando l'elettrodo positivo con polarizzazione zero, cioè scarico.
Gli studiosi poterono vedere i cristalli di solfato di piombo al buio, puntando una luce verso
le piastre positive. Aggiungendo cloruro di palladio la polarizzazione negativa venne ridotta,
lasciando minimo 50mV per la polarizzazione positiva.
Nelle celle VLRA le piastre negative sono in pericolo di bassa polarizzazione.
Cosa si può fare aumentarla ?
Primo, l'elettrodo negativo deve essere "pulito", ad esempio avere pochissime impurezze che possano ridurre la sovratensione di idrogeno.
Secondo, l'effetto di depolarizzazione derivante dalla ricombinazione di ossigeno deve essere limitato e
deve essere uguale per tutte le celle della batteria.
Questo è il punto in cui si differenziano le batterie AGM e le GEL

Le GEL hanno generalmente una corrente di ricombinazione inferiore, perchè il separatore microporoso
riduce il flusso di ossigeno alla piastra negativa. Inoltre, tutte le celle iniziano con un GEL umido,
e la ricombinazione è costruita passo per passo.
Vi è anche un effetto regolatore, in quanto celle con capacità di ricombinazione inferiore assumono
maggiori voltaggi di ricarica, con conseguente maggiore perdita di acqua, cosa che le riporta in linea alle altre

Le AGM hanno generalmente una corrente di ricarica più elevata, ed anche una depolarizzazione maggiore.
La maggiore difficoltà è quella di dare a tutte le celle la stessa capacità di ricombinarsi, lasciando
in tutte le celle il 5% di spazio libero nel separatore
E' Interessante una procedura costosa pubblicata da M.Fernandez:
tutte le celle AGM sono riempite con un eccesso di acido e poi sovraccaricate
A causa della perdita di acqua la ricombinazione inizia dopo un certo tempo, e i volt
di ricarica si abbassano. Se il voltaggio di una cella o di un blocco ha raggiunto un livello definito,
la sovraccarica di questa cella o blocco si ferma.
Gli effetti di polarizzazione possono essere riassunti nel grafico di Fig. 2
Per semplicità tutte le celle sono riempite con acido ad una densità di 1.30 g/ml, di conseguenza l'OCV
è di circa 2.15v. Con una carica di mantenimento di 2.30v abbiamo una polarizzazione totale di 150mV.
Ora la domanda è: quale è la percentuale di polarizzazione positiva e di polarizzazione negativa ?
Questo è mostrato nella curva sulla destra. A 2.30V la batteria ad elettrolita liquido ha una polarizzazione
positiva di 80mV ed una negativa di 70mV, per un totale di 150mV.
Qui, abbiamo soddisfatto la regola della carica di mantenimento, per la quale le condizioni migliori
sono quelle di ricaricare con una tensione di polarizzazione simile sul negativo e sul positivo

Figura.2 Polarizatione delle acido libero, GEL e AGM batterie

12 - 2
*Page 3* *page 3*

La situazione è simile con le batterie al Gel: la polarizzazione negativa inizia
a 60mV e al termine della vita operativa è 30mV. Le batterie Agm iniziano con una polarizzazione
negativa di 25mV che è ridotta a zero al termine del ciclo di vita, diventando instabile
Si deve aggiungere che non tutte le batterie Agm sono uguali: le agm con separatori più
sottili e pori più piccoli hanno una minore ricombinazione dell'ossigenoe diventano più simili a
quelle a Gel
Quale è la ragione del diverso comportamento tra Gel e Agm ?
Gel : immobilizzazione elettroliti con silice pirogenica

La silice pirogenica è una dispersione finissima di silice SiO2 con una densità apparente di
0.05 g/ml. E' formata da particelle con diametro medio di 10 nm o 0,01μm
Questo può essere visto con il microscopio elettronicoin Figura 4
A causa della piccola dimensione delle particelle, la superfice interna è molto ampia, misurata
come superfice Bet 200metri quadri per grammo
Le particelle primarie sferiche di diametro 10nm sono legati insieme in aggregati simili a catene,
con un legame non molto forte fra loro, e formano agglomerati
Questa morfologia à una conseguenza diretta del processo di fabbricazione

Figura 5 - Processo di fabbricazione di silice pirogenica

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Pagina 4

Il cloruro di silicio evaporato viene soffiato all'interno di una fiamma di ossigeno ed idrogeno.
Ad una temperatura di circa 1500 gradi centigradi si formano molecole di SiO2
Circa 10.000 molecole di SiO2 si legano fortemente in gruppi silossanici, uniti insieme
a particelle sferiche primarie della dimensione di 10nm.
Appena si muovono verso aree più fredde esse si legano formando gli aggregati con una lunghezza
approssimativa di 1µm. Con un ulteriore raffreddamento formano un aggregato con un diametro variabile
tra 10 e 250µm. La forza che tiene unite le particelle primarie è il legame idrogeno. I gruppi silanolici
(Si-O-H) di due particelle entrano in contatto e creano il legame a ponte scambiandosi le loro
molecole di idrogeno (Fig. 6)
Questi agglomerati aggregati di SiO2 sono miscelati con acido ed acqua, formando un Gel liquido (SOL)
come si vede nella parte sinistra della figura 7. Dopo averli lasciati riposare per parecchie ore i legami
di idrogeno formano una struttura tridimensionale. Questo è il Gel, visibile nella parte destra di Figura 7

L'informazione più importante da tenere a mente è che acqua e acido solforico sono intrappolati nella struttura,
che è formata da catene di diametro di soli 10nm. Vedremo pi+ avanti che il vetro opaco delle
batterie Agm è formato da fibre si SiO2 di un diametro di 1micron, e sono quindi 100 volte più spesse, quindi c'è
un fattore 100.

La struttura Gel è formata da un sol liquido all'interno della cella: questo consente di riempire tutti gli
spazi tra il separatore e le piastre, indipendentemente dalla tolleranza di spessore delle piastre, o che siano esse
piane o tubolari. La lenta perdita di acqua causa nelle batterie VRLA Gel la formazione di rotture proprio del Gel.
Questo processo è molto importante per la ricombinazione dell'ossigeno, come si vede di seguito

Ci sono inoltre altri tipi di silice, come la silice colloidale, che è prodotta in fase liquida. Ha una dimensione delle
particelle di circa 15nm. E' molto più piccola degli agglomerati aggregati di silice pirogenica.
Di conseguenza, la silice colloidale entra nei pori delle masse positive e negative, causando la diminuzione
della mobilità degli ioni dell'acido solforico, causando una riduzione della capacità complessiva della cella


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Pagina 5

Figura 8 Immagine 8 REM di una stuoia in fibra di vetro
Figura 9 Distribuzione del liquido a causa della tensione superficiale

Separatori AGM consistono di una disposizione simile alla carta di fibre di vetro con uno spessore di 1 a 4 mm.
Grazie al loro comportamento idrofilo, l'acido solforico diluito viene intrappolato sulle fibre di vetro (Vedere
Figura 9.) I pori più grandi rimangono aperti finchè il separatore è saturo al 100%, e sono i primi ad aprirsi
se inizia il processo di asciugatura.
Le fibre più spesse sono utilizzati per costruire una molla elastica. L'elasticità è necessaria perché il separatore
deve essere premuto sulle piastre per formare una buona interfaccia ionica, od in altre parole,
una buona impedenza della cella. La tolleranza dello spessore delle piastre deve essere messa in relazione
con l'elasticità. Le fibre più sottili vengono utilizzate per ottenere una migliore adesione dell'acido nel separatore.
Durante la carica, l'acido concentrandosi ha la tendenza di andare a stratificarsi sul fondo, per
effetto della forza di gravità: più piccoli saranno i pori, minore sarà il problema della stratificazione
Le celle AGM non hanno alcun separatore supplementare microporoso, quindi il separatore AGM è l'unica
separazione tra le piastre. Per evitare danni al separatore durante la fabbricazione della cella, che potrebbero
in seguito causare dei corticircuiti, è uso comune aggiungere dei leganti organici ai separatori più sottili
Essi danno maggiore stabilità meccanica, ma riducono quantità dei pori più piccoli
Figura 10: separatori AGM con (a sinistra) e senza (a destra) legante organico

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La morfologia del sistema IMMOBILIZZAZIONE modifica alcune caratteristiche della BATTERIA

La struttura di immobilizzazione degli elettroliti è chimicamente formata da SiO2 sia per le AGM che per le GEL
La struttura ed i pori sono 100 volte più piccoli nelle batterie Gel (vedi tabella 1)
Sempre guardando la tabella 1 i pori delle AGM sono più grandi di quelli del materiale attivo,
mentre i pori delle Gel sono più piccoli e simili a quelli del materiale attivo.
Sapendo che il sistema poroso con pori più piccoli attrae il liquido più fortemente, possiamo
facilmente concludere che AGM è soggetto a seccarsi prima del materiale attivo, mentre nelle GEL asciuga
successivamente al materiale materiale attivo.
Ciò ha serie conseguenze per la resistenza interna e la caduta di capacità, come vedremo in seguito.

Tabella 1 Differenze morfologiche di AGM e GEL

Conseguenze della diversa dimensione dei pori delle batterie GEL e AGM

Batterie AGM hanno un limite di altezza.Piastre con un'altezza superiore a 200mm soffrono
di stratificazione dell'acido, mentre le batterie GEL possono essere costruite senza restrizioni pratiche.
Batterie per sottomarini con un'altezza di 1.000 millimetri piatto sono già in costruzione

Batterie AGM hanno un ciclo di vita inferiore.
Anche per le celle con altezze piastra di 100 millimetri fino a 200 mm, può verificarsi la stratificazione
di acido se involontariamente si sono utilizzate piastre troppo sottili o se il contenitore si gonfia

Batterie AGM hanno una vita operativa più breve.
L'asciugamento nel corso dell'invecchiamento si concentra nel separatore (vedi sopra)
Perdendo acqua il separatore si restringe, riducendo il contatto tra esso e le piastre, aumentando quindi
l'impedenza. Come risultato, il dryout è il motivo principale della rottura delle AGM.
Questo spiega il motivo per cui i dati di impedenza della batteria AGM corrispondono meglio alla capacità
residua, rispetto a quanto accade per le Gel

Conseguenze della separazione in più microporoso a batterie al GEL

Il separatore microporoso in batterie GEL agisce come una barriera per la ricombinazione dell'ossigeno.
Come abbiamo discusso insieme con i risultati della misurazione documentati in Figura 2, la minore ricombinazione
dell'ossigeno riduce la depolarizzazione dell'elettrodo negativo ed evita l'effetto PCL 3, che è la
solfatazione prematura delle piastre negative.

La tendenza alla deriva termica è fortemente ridotta per le batterie GEL. Nelle figure 11 e 12 si
confronta il comportamento di due blocchi 6V 68Ah, utilizzando gli stessi piatti, contenitori, coperchi, ecc.
Un blocco ha separatori AGM e l'altro microporosi Gel.
Essi sono stati invecchiati artificialmente mediante sovraccarico fino a che non hanno perso il 10% del
loro contenuto di acqua.

Simulando la situazione di cattivo trasferimento di calore all'ambiente, o di una grande batteria in una stanza piccola, abbiamo
aumentato la temperatura nelle celle applicando un voltaggio di 2.6V per cella
Trattando le due tipologie nello stesso modo la ricombinazione dell'ossigeno delle gel è di circa 1.5A (10 A per le
AGM). Avendo uno sviluppo di calore sei volte superiore nelle celle AGM la temperatura va oltre 100 gradi
centigradi dopo 5 ore, mentre la temperatura delle GEL rimane sotto 50 gradi anche dopo 28 ore (vedi fig 11 e 12)
La tensione di carica di mantenimento delle batterie gel può essere mantenuta costante fino a 50 ° C senza alcun pericolo di instabilità termica.
Mantenendo alta la tensione, si evita lo scaricamento della piastra negativa a temperature più elevate della batteria.

La resistenza interna delle batterie GEL è più alta di quella delle AGM all'inizio della loro vita

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La struttura del gel di SiO2 è inserita nelle celle come SOL

L'elettrolita fissato nel sistema GEL viene riempito in forma liquida nella cella.
Può riempire il vuoto tra le piastre, anche se la tolleranza di spessore è superiore a 0,1mm.
Il contatto ionico è assicurato in ogni caso.

Piastre tubolari offrono un buon contatto intorno a tutto il tubo. I vantaggi
della piastra tubolare sono lunga durata, bassa corrosione, e lungo ciclo di vita

L'elettrolita fissato può anche coprire le lamine e i contatti dei poli, evitando corrosione dovuta a
un differente potenziale elettrochimico.


CONCLUSIONE

Il diverso comportamento tra le batterie GEL e AGM e può essere attribuito alla diversa immobilizzazione
dell'elettrolita. Le catene di SiO2 nelle AGM hanno un diametro di 1µm, mentre nelle GEL 0.01µm
Questo fattore 100 è il principale responsabile delle differenti caratteristiche delle batterie.
Da un punto di vista dell'utente, per una batteria di un UPS di basso prezzo e con aspettativa di vita
di 5 o 10 anni le AGM sono una buona scelta, mentre per applicazioni che debbano durare più di 10
anni è meglio usare le GEL.
Le Gel con piastre piane sono per alte correnti di scarica, quelle tubolari invece dovrebbero essere usate
per scariche di un'ora o più.
Questa differenza permette di fare delle scelte per differenti applicazioni e condizioni ambientali
Non va solo considerata la vita della batteria, ma anche la criticità e la natura del sito in cui si usa,
ad esempio i costi per lasciare il sito senza corrente vanno presi in considerazione

Per tutti i sistemi con alto numero di cicli (es solare, carichi di livellamento ...) sono più adatte le
batterie GEL

[Dolomitico]

Grazie Luppy,l'ho letto in buona parte e l'ho trovato molto interessante.
Hai fatto un bell lavoro,ogni informazione in più aiuta a capire dettagli che magari non si conoscono.

Ho trovato strano il fatto che le Gel sono addirittura consigliate per gli ambienti ciclici,ho sempre letto che le gel con la scusa che sono delle piombo calcio erano indicate per l'uso in tampone,e le agm sopportavano molto meglio le scariche anche forti,ora bisognerebbe capire chi ha ragione.

[luppy]

Di nulla Dolomitico, mi ha fatto piacere farlo

Vorrei chiedere una cosa: ma le AGM recuperate da chi ci è riuscito erano almeno in un caso secche a zero volt ?
Sulla base dell'articolo qui sopra, se il separatore di silice se si secca e si creano delle fratture mi immagino che forse un po di materiale ci si infila e quando vai a ricaricare dopo un po fa il corto, no ?
Oppure dove si potrebbe formare questo corto

Se riesco da stasera parto a trattarne un'altra, l'acqua l'ho messa ieri
Vorrei usare il desolfatatore, e visto quello che ha detto Ferrobattuto la resistenza pensavo di metterla prima del circuito, subito dopo il ponte di diodi, in pratica sull'amperometro, spero possa funzionare