مقایسه باتری اسیدی معمولی با سیلد AGM

اگر پیشرانه را قلب یک خودرو در نظر بگیریم، باتریمی‌تواند عضو اصلی تأمین‌کننده انرژی جاری باشد. باتری یکی از مهم‌ترین بخش‌های قوای فنی خودرو است که عملکرد آن تأثیر مستقیم بر تجربه‌ی رانندگی می‌گذارد. در این مطلب قصد داریم با زبانی ساده به توصیف ویژگی‌های چند نوع باتری مختلف در خودرو بپردازیم.

وظیفه‌ای اصلی باتری در خودرو ابتدا، تغذیه استارتر است. پس از روشن شدن پیشرانه، برق مورد نیاز برای تجهیزات رفاهی خودرو از طریق دینام (الترناتور) تأمین می‌شود. در اولین خودروهای جهان، به‌دلیل نبود باتری تجهیزات برقی مانند بوق، چراغ‌ها و استارتر به‌صورت امروز وجود نداشتند. بوق و چراغ‌ها گازی بودند و یک لنگ وظیفه‌ی استارتر را انجام می‌داد. باتری اولین بار در دهه ۱۹۲۰ به خودروها رسید. این باتری‎های ۶ ولتی برای پیشرانه‌های کوچک مناسب بودند اما با اختراع پیشرانه‌های بزرگ‌ با نسبت تراکم بیشتر، باتری‌های ۱۲ ولتی استفاده شدند.

به‌طور کلی می‌توان باتری‌های خودرو را در دو نوع اسیدی سنتی و سیلد (به اشتباه اتمی خوانده می‌شوند) طبقه‌بندی کرد. باتری‌های سیلد (Sealed) باتوجه به ساختار کلی خود به چند دسته تقسیم می‌شوند. در ادامه به توصیف ویژگی‌های باتری اسیدی معمولی و دو نوع سیلد با فناوری AGM مارپیچی و مسطح می‌پردازیم.

باتری اسیدی معمولی

در باتری‌های اسیدی یا سربی-اسیدی ۶ محفظه یا سلول وجود دارد که در هر کدام از آن‌ها، چند صفحه‌ی مثبت و منفی از جنس سرب قرار گرفته است. بین صفحات مثبت و منفی که در محلول الکترولیت ۶۵ درصد آب و ۳۵ درصد اسید سولفوریک قرار دارند، جداکننده‌ی نفوذپذیر نصب شده است. صفحات منفی باتری به‌دنبال واکنش با محلول الکترولیت و از دست دادن الکترون هستند.

هنگامی که دو قطب مثبت و منفی به خودرو یا هر وسیله‌ی دیگر متصل می‌شوند، صفحات مثبت باتری الکترون‌های آزاد شده از واکنش صفحات منفی و محلول الکترولیت را جذب می‌کنند که حاصل آن تولید آب است.

همانطور که اشاره شد در هر محفظه‌ی باتری، چند صفحه سربی قرار گرفته است. صفحات هر محفظه توسط یک اتصال دهنده به هم مرتبط هستند. هر کدام از محفظه‌ها بین ۲ تا ۲.۲ ولت برق تولید می‌کنند که به‌همین دلیل باتری ۱۲ ولتی نام‌گذاری شده‌اند. نکته‌ی مهم در باتری‌های سنتی اسیدی، نظارت بر مقدار محلول آن‌ها است. این باتری‌های باید مرتب بررسی شوند تا در صورت نیاز آب مقطر به آن‌ها اضافه شود؛ درواقع به‌دلیل شناور بودن محلول الکترولیت در باتری راه گریز برای هیدروژن و اکسیژن وجود دارد.

به‌دلیل شناور بودن محلول اکترولیت، این نوع باتری‌های فقط به‌صورت عمودی نصب می‌شوند. مورد مهم دیگر حساسیت این نوع باتری در تکان‌های شدید است. در صورت ضربه‌های مداوم و شدید امکان جدا شدن اتصال دهنده‌ی بین صفحات، جدا شدن مواد فعال و رسوب در محفظه و شکستن جداکننده‌ی بین صفحات مثبت و منفی وجود دارد.

باتری AGM

باتری‌های AGM یا جداکننده‌ی جذبی (Absorbed Glass Mat) با توجه به ساختار و جنس متریال صفحات در دو نوع مارپیچ (Spiral) و مسطح (Flat) ساخته و جزو باتری‌های سیلد طبقه‌بندی می‌شوند. در نوع مارپیچی، صفحات مثبت و منفی توسط جداکننده‌ی جذب کننده و فایبرگلس در محفظه‌ با طرح مارپیچی قرار گرفته‌اند. صفحات این نوع باتری ۹۹.۹۹ درصد سرب هستند که دلیل تراکم بالای صفحات در یک محفظه، این درصد بالا را نتیجه داده است.

مزیت استفاده از صفحات با خلوص بالا، بالاتر بودن شاخص CCA یا آمپراژ باتری در هوای سرد و مقاومت داخلی کمتر بوده که در جریان الکترون‌ها تأثیرگذار است. فایبرگلس علاوه بر نقش جداکنندگی بین صفحات، با جذب محلول الکترولیت نقش اسفنج را هم دارد. اسفنج بودن فایبرگلس به‌معنی نگه‌داشتن مولکول‌ها، جلوگیری از آزاد شدن به اتمسفر و عدم نیاز به اضافه کردن آب مقطر به باتری است. به‌همین خاطر این نوع باتری‌ها مانند نوع اسیدی سنتی نیازی به چک کردن ندارند. به‌منظور جلوگیری از اورشارژ یا حرارت بالا، دریچه‌های مشخص در باتری‌های AGM مارپیچی تعبیه شده است.

از دیگر مزایای استفاده از جداکننده‌ی فایبرگلس، شناور نبودن محلول الکترولیت و آزادی در نصب زاویه‌دار باتری است. به‌دلیل طراحی خاص باتری‌های AGM مارپیچی، مقاومت آن در برابر تکان‌های شدید نیز بیشتر شده است؛ به‌طور دقیق‌تر در مقایسه با باتری‌های اسیدی سنتی، نوع AGM مارپیچ ۳ برابر مقاومت بیشتری دارند. باتری‌های AGM مسطح از لحاظ شیمیایی مشابه نوع اسیدی سنتی هستند، اما طراحی ساختاری و جنسم موارد استفاده شده در آن‌ها متفاوت است. برخلاف جداکننده‌ی نفوذ پذیر در نوع اسیدی سنتی، در این نوع باتری‌ها جداکننده‌ی AGM بین صفحات منفی و مثبت قرار گرفته است که هیدروژن و اکسیژن را در محلول الکترولیت نگه می‌دارد.

جداکننده‌ی AGM از شناور بودن محلول الکترولیت نیز جلوگیری می‌کند، بنابرین نیازی به اضافه کردن آب مقطر به آن نیست. صفحات این نوع باتری از ۹۹.۹۹ درصد سرب هستند که حاصل آن کارایی و عمر بیشتر خواهد بود. علاوه بر این به لطف وجود جداکننده‌های AGM، محدودیت در زاویه‌دار شدن نصب باتری هم در میان نیست. اما مهم‌ترین ویژگی در باتری AGM مسطح، طراحی صفحات سربی آن است. صفحات با طرح شبکه‌ای ساخته می‌شوند تا جریان الکترون‌ها روان باشد. به دلیل ساختار و طراحی منحصربه‌فرد، باتری‌های AGM برای عملکرد بالا و عمیق مناسب هستند و بیشتر خودروهای مدرن و پرقدرت از این نوع باتری استفاده می‌کنند. GEL نوع دیگری از باتری‌های سیلد AGM، بیشتر مناسب چرخه‌ی عمیق هستند.