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GS YUASA（汤浅）VRLA 电池 – GEL 与 AGM

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GS YUASA（汤浅）VRLA 电池 – GEL 与 AGM。


一个常见的问题是，我应该使用 GEL 还是 AGM 电池？

要回答这个问题，我们需要了解 VRLA GEL 和 VRLA AGM 之间的区别，并且我们必须了解什么是 VRLA 电池。简而言之，VRLA 电池是一种通常不会定期加水的电池，而这必须在“通风”电池上进行。由于这个特点，它们经常被错误地引用为密封的。它们不是密封的，但有一个单向阀可以释放过多的内部压力。阀门的设计各不相同，但它们都有一个预设值，当达到预设值时会释放压力并将压力保持在设计范围内。该压力通常很低，大约为 0.5 BAR。AGM 和 GEL 都是 VRLA 电池，并且具有这种阀门布置。

VRLA 电池，包括 AGM 和 GEL，通常被称为气体重组电池，因为它们不需要加满，并且过充时产生的大部分气体会重新化合为水，在这方面它们是维护性的。但是，必须记住，当过度充电时，这两种类型都会释放出爆炸性的氢气和氧气，并且切勿将它们安装在密封外壳或通风受限的地方。

查看 AGM 和 GEL 电池之间的不同特性，可以看出它们都具有一些优势，选择起来并不容易。从设计上看，在 AGM 电池中，电解液保存在吸收性玻璃垫中，该玻璃垫还充当正极板和负极板之间的隔板。在 GEL 电池中，电解质“固定”在 GEL 中，并且必须安装类似于“通风”电池中使用的分离器。这两种类型都可以被认为是“防溢出”的，但如果它们要在传统方向以外的任何方向上运行，则应咨询制造商。

大多数 AGM 电池使用高品质、吸水性很强的亚光玻璃隔板，这种隔板在许多方面看起来手感并具有与吸水纸相同的“擦除”特性。然而，当用于电池时，它的特性却大不相同。在 GEL 电池中，通过将填充酸与细二氧化硅混合形成凝胶来“固定”电解质。首先，这看起来像浓牛奶或“稀”奶油。它具有触变性，必须不断搅拌才能保持液体状态，一旦进入电池，它就会“凝固”成“湿”凝胶形式。

在 AGM 电池中，通常 10% 的电解液位于极板中，90% 位于隔膜中。凝胶电池的极板体积更大，因为它们通常更厚，并且凝胶中的电解液体积更大。因此，GEL 电池的电解质体积是 AGM 类型的两倍。GEL 电池中电解液的含量较高，可以在很多方面提高性能，但也有缺点。与 GEL 的 1.250sg 相比，AGM 电池中的电解质比重 (sg) 在 20oC 时通常更高，通常为 1.310sg。较高的 sg 导致 AGM 电池的初始负载电压较高。由于 GEL 电池具有更大的电解质体积，因此它在放电结束时具有更好的电压曲线，并且不会像 AGM 电池那样急剧下降。AGM 电池经常被描述为“酸限制”。我们必须再次将其放在上下文中，因为酸耗尽导致的电压下降仅与长时间放电有关，而对于短于 1 小时的放电很少被注意到。AGM 电池的结构具有更薄的极板，并且不需要传统类型的隔板，这意味着可以实现更紧凑的设计。在 AGM 电池中，极板之间的空间（极板间距）要小得多，这会降低内部阻抗，从而导致在消耗相同电流的情况下负载电压更高。总的来说，这提高了功率体积重量比，并提供了更好的高电流特性。对于相同的安培小时性能，AGM 电池的体积通常较小。

GEL 电池通常更能承受周围环境温度的影响。实验表明，重组反应会产生内部热量，而 GEL 电池更容易将其散发到周围的空气中。有人认为，这是因为 GEL 电池中的电解质体积更大，并且因为它与“立方体”设计的 5 个面接触，所以它们具有更好的散热性。对于 AGM 电池，通常没有电解质与任何侧面接触，从而形成“双层玻璃”效果并保持热量。电池内的过热会导致热失控，尽管在正确安装的情况下这两种类型都不是问题，但在非常高的环境条件下，通常超过 40oC，GEL 电池可以更好地应对这种滥用情况。一些 GEL 电池具有管状正极板，这使得它们更适合循环应用。AGM 设计不适用于管状板，因此一些制造商使用更厚更耐用的平板，以某种方式匹配管状板 GEL 电池特性。管状板或厚平板 GEL 设计不具备较薄板 AGM 电池的高倍率性能。一些 AGM 电池制造商现在可以提供厚度小于 1 毫米的极板，并且极板采用现代铅合金，腐蚀低，浮充备用应用的使用寿命长。在一些设计中，已经表明薄板 AGM 电池的寿命在备用应用中与管状板或厚平板设计一样好，甚至更好。人们经常说 VRLA 电池，包括 GEL 和 AGM，都不能很好地循环。这不是真的。事实证明，薄板设计的 VRLA AGM 电池在使用正确的充电设备运行时可以轻松实现超过 750 次深度循环。对于真正的循环应用，一些 GEL 电池已经实现了两倍，使用复杂的充电器将过充电减少到最低限度。

在浮充备用电池的世界里，充电电源通常是恒压型的。这将在充电器设计的最大电流下提供恒定电压，直至预设电压，该电压通常约为 2.23Vpc 至 2.28Vpc，具体取决于 VRLA 电池设计。这些充电器在放电后为电池供电非常有效，但不可避免地需要几天时间才能使电池真正充满电。即使在 100% 深度放电之后，通常也可以在 72 小时内实现“标称”100% 再充电。通常，循环应用要求电池在短时间内充电，例如 8 或 12 小时，而使用备用系统电池充电器时，这个时间是不够的。对于此类工业应用，必须将电池尺寸加大至少 20%，并提供更高的充电电压。还希望具有更高的再充电电流。通常在将执行放电所需的容量增加 20% 之后，通常需要 2.35Vpc 的电压和 10% C10 安培的电流。一些充电器设计具有多个电压阶跃并考虑电池温度以实现最短的充电时间和最小的过充电。

使用太阳能和/或机翼发电机的“离网”应用通常有备用发电机，以弥补“可再生”充电电源不可避免的缺点。GEL 电池通常是此应用的更好选择。用户应始终向电池制造商寻求专业建议。如果设计有缺陷，电池就会过早失效。

对于代步车和高尔夫球车应用，首选通常是 GEL 电池，因为它提供更好的全生命周期成本。在这些应用中经常会看到因滥用而导致的电池故障。电池通常会在放电状态下放置数天甚至数周。GEL 电池对这种滥用的容忍度要高得多，但它也不能幸免。用户应该意识到这一点，因为购买成本较高的 GEL 电池然后滥用它来破坏它是没有意义的。对于此应用，小型摩托车或高尔夫球车将配备自己的充电器，如果希望获得令人满意的使用寿命，则必须使用此充电器。有趣的是，锂电池现在正在寻找进入这一应用的途径，但成本很高。当我们了解了AGM和GEL的特性后，我们可以更好地为应用程序做出选择。然而，我们经常发现初始成本是一个主要因素，这将使选择变得简单。如果初始成本不是决定性因素，那么整个生命周期成本可能会使选择更容易。最低的初始成本往往在 5 年的生命周期内成为最高成本。空间考虑因素也会影响购买的类型，主要是，AGM 电池在这一点很重要的情况下将是更好的选择。如果电池需要高功率输出，例如 15 分钟 UPS 应用，AGM 电池是首选。它们提供非常好的功率体积比和功率重量比，并且它们的初始成本和总寿命成本都较低。

对于电信应用，选择要困难得多。小型电池通常是 AGM，但在高环境条件下，GEL 电池具有优势。在夏季，街边机柜的温度可能高得惊人，凝胶电池通常更适合这种应用。如果电池位于温度控制良好的建筑物中，通常会安装 AGM。GEL 和 AGM 设计中都有大安时电池，成本通常非常相似。在某些情况下，放电电压曲线可能有利于 AGM 电池，但 GEL 电池更稳定的曲线也可能有益。应根据自己的要求考虑每个应用程序，以确保做出正确的选择。

许多因素会影响 GEL 和 AGM 之间的选择，有时在决策中没有使用理性逻辑。
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