Gel-Röhrenbatterie
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Was ist eine röhrenförmige Gel-Batterie?

Die Blei-Säure-Batterie-Technologie hat im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien und anderen elektrochemischen Systemen deutliche Vorteile. Erschwinglichkeit, Zuverlässigkeit, Wiederverwertbarkeit und Sicherheit sind die Schlüsselfaktoren bei der Wahl der richtigen Batterie für eine bestimmte Anwendung, und Blei-Säure-Batterien können in diesen Kategorien besonders punkten. Es gibt jedoch einen Nachteil bei der Verwendung herkömmlicher Blei-Säure-Batterien für Deep-Cycle-Anwendungen. Dies ist die Wartung, die beim Nachfüllen der Batterien aufgrund von Wasserverlusten durch Gasbildung erforderlich ist. Bei vielen Anwendungen, z. B. bei Antriebsbatterien, muss eine Batterie innerhalb eines begrenzten Zeitraums vollständig aufgeladen werden.

Dies erfordert in der Regel höhere Spannungen, was wiederum zum Zusammenbruch und zum Verlust von Wasser aus dem Elektrolyten durch Begasung führt. Diese gefluteten Blei-Säure-Batterien müssen mit Wasser nachgefüllt werden, was mit Unannehmlichkeiten und Kosten verbunden ist und bei großen Anlagen oft teure Entnahmegeräte erfordert. Es gibt auch andere Nachteile, insbesondere bei Transport, Lagerung und Entsorgung. Die flüssige Säure in der Blei-Säure-Batterie ist als Gefahrgut für den Transport eingestuft. Während dies in der Industrie, die mit sicheren und bewährten Verfahren arbeitet, nicht als Problem angesehen wird, ist es viel besser, die Säure zu immobilisieren, um ein Austreten zu verhindern.

Unterschied zwischen Gel- und Röhrenbatterie

Was ist der Unterschied zwischen einer Gel-Batterie und einer normalen Batterie? Dies ist eine Frage, die uns oft gestellt wird. In einer gefluteten Röhrenbatterie fließt die Säure frei im Inneren der Zellen. An der Oberseite befindet sich eine Entlüftung, durch die Wasser zugeführt wird, um die normalen Verluste durch die Gasbildung auszugleichen. Die geflutete Batterie oder die entlüftete Batterie muss in vertikaler Position verwendet werden.

Röhrenplattenbatterie – wie die Säure in Gel- und AGM-Batterien immobilisiert wird

Eine glückliche Konsequenz der Säureimmobilisierung ist, dass sie die Fähigkeit schafft, die Wasserstoff- und Sauerstoffgase zu rekombinieren, die bei der Zersetzung von Wasser im Inneren der Batterie während des Ladevorgangs entstehen. Es gibt zwei grundsätzliche Methoden der Säureimmobilisierung:

Beide Methoden, obwohl sehr unterschiedlich, erreichen das Ziel der Immobilisierung in Gel- und AGM-Batterien.

Sie bieten auch den zusätzlichen Vorteil, dass die beim Laden freigesetzten Gase zu Wasser rekombiniert werden, wodurch die bereits erwähnten Wartungsmaßnahmen für geflutete Blei-Säure-Batterien entfallen. Von diesen beiden Methoden ist die Verwendung von Siliziumdioxid-geliertem Elektrolyt allgemein als die beste Lösung für Tiefentladungs-Bleisäure-Röhrenbatterien anerkannt. Dafür gibt es zwei Hauptgründe: Der erste ist, dass die Verwendung von geliertem Elektrolyt die Verwendung einer rohrförmigen positiven Bleiplatte ermöglicht, die anerkanntermaßen die besten Tiefzykluseigenschaften für Blei-Säure-Batterien bietet. Der zweite Grund ist, dass bei der Gel-Röhrenbatterie die Säureschichtung vermieden wird, die bei Tiefentladungen und Wiederaufladungen mit begrenzter Spannung ohne Gasbildung auftritt.

Dies sind bedeutende Vorteile, wenn Sie tiefe Zyklen benötigen, wie bei Solarbatterieanwendungen. Die Verwendung von Bleiplatten-Röhrenbatterien bietet das robusteste Blei-Säure-Gel-Röhrenbatterie-Design mit der höchsten Tiefzyklusfähigkeit aller Blei-Säure-Designs. Die Schichtungsresistenz von Gel-Röhrenbatterien ist für viele Anwendungen, die mit partiellem Ladezustand (PSoC) arbeiten, von großem Vorteil, z. B. für Standby-Strom, USV und Solarenergie in sauberer Umgebung.

Röhrenförmige Gel-Batterie-Technologie

Die Hauptvorteile der Gel-Röhrenbatterien liegen darin, dass die Batterie nicht nachgefüllt werden muss. Warum also ist das Fehlen einer Aufstockung ein solcher Vorteil? Sie müssen die Probleme bei der Wartung von Blei-Säure-Batterien an entlegenen, schwer zugänglichen Orten berücksichtigen. Wenn Sie bei überfluteten Batterien vergessen, Wasser nachzufüllen, können sie austrocknen und ausfallen. Die Kosten für die Wartung dieser überfluteten Batterien mit regelmäßigen monatlichen oder vierteljährlichen Besuchen können sehr hoch sein. Für ein Unternehmen kann dies eine Installation unwirtschaftlich machen.

Nachteile der Röhrenbatterie? Keine!

Hersteller von Gel-Röhrenbatterien in Indien

Was ist eine röhrenförmige Gel-Batterie - Microtex

Preis der Gel-Röhrenbatterie

Die andere Seite dieser teuren Medaille ist die Wartung, insbesondere in kommerziellen Umgebungen, wo die Zuverlässigkeit der Geräte der Schlüssel zu einem zuverlässigen und regelmäßigen Betrieb ist. Wenn Batterien, die wichtige Geräte mit Strom versorgen, aufgrund mangelnder Wartung ausfallen, kann dies erhebliche Auswirkungen auf Glaubwürdigkeit und Ruf haben. Für den privaten Nutzer kann es ebenso frustrierend sein. So ist es beispielsweise nicht immer einfach, an die eingebauten Batterien heranzukommen und destilliertes Wasser zu beschaffen, ganz zu schweigen vom Führen eines Protokolls und von Aufzeichnungen für mögliche Garantieansprüche. Und natürlich gibt es die Situation, dass wir einfach sehr beschäftigt sind und der Zugriff auf die Batterien und deren Wartung eine wirklich zeitraubende Aufgabe sein kann.

Es gibt auch saubere Umgebungen, in denen beim Laden von Batterien schädliche oder sogar explosive Dämpfe entstehen können, insbesondere in geschlossenen Räumen. Dies ist wichtig für Batterien, die in Computer-Backup-Systemen und medizinischen Geräten verwendet werden, wo die Batterien in Schränken oder in komplexen und empfindlichen Geräten aufbewahrt werden. Zur Beseitigung von Dämpfen beim Laden von Batterien ist es manchmal notwendig, teure Absauganlagen zu installieren, um explosives Wasserstoffgas und ätzende Säuredämpfe aus engen Räumen in Schränken oder Geräten zu entfernen.

Keine Leckagenin der VRLA-Schlauch-Gel-Batterie

Es gibt auch Anwendungen für saubere Umgebungen wie Krankenhäuser und Lebensmittellager. In diesen Umgebungen können Gerüche und korrosive Gase Lebensmittel verunreinigen oder die menschliche Gesundheit schädigen. Noch einmal zu den Verbraucheranwendungen: Das Letzte, was sie brauchen, ist eine Batterie in ihrem Haus, in ihrer Garage oder in ihrer Solarbank, die während des Ladevorgangs explosive Gase oder ätzende Dämpfe produziert.
Gel-Batterien sind verschlossene Batterien. Sie sind nicht undicht. Es besteht keine Gefahr des Auslaufens von Säure. Sie sind wartungsfrei. Sie stuft sie als ungefährlich für den Transport per Bahn oder Flugzeug ein. Die Klemmen weisen keine Korrosion auf.

Gel-Schlauchbatterien haben eine sehr lange Lebensdauer

Bei einer Gel-Schlauchbatterie besteht keine Gefahr des Auslaufens, da der Elektrolyt in Gelform vorliegt. Da sie nicht auslaufen können, kann die Gel-Schlauchbatterie in jeder Lage verwendet werden. Wenn die Gel-Röhrenbatterie herunterfällt oder zerbricht, wird keine Säure verschüttet. Es entstehen keine Umweltschäden durch versehentliches Auslaufen von Säure wie bei einer überfluteten Batterie. Röhrenförmige Gel-Batterien sind resistent gegen Vibrationen und Stöße. Sie setzen keine explosiven Gase frei, wie dies bei großen Batteriebänken mit gefluteten Batterien der Fall ist.

Erholt sich schnell von Tiefentladung

Sie erholen sich schneller von einer Tiefentladung oder wenn sie über einen längeren Zeitraum entladen bleiben. Sie haben eine sehr lange Lebensdauer und sind wartungsfrei!

Der einzige Nachteil einer Gel-Röhrenbatterie sind die Anschaffungskosten im Vergleich zu einer Flutbatterie oder einer AGM-Batterie. Die Gel-Schlauchbatterie kostet in der Regel 30 bis 40 % mehr als die normalen Batterien. Diese Kosten scheinen zwar höher zu sein, werden aber, wie oben erläutert, durch die Kapitalrendite leicht ausgeglichen. Abgesehen von den Kosten gibt es nur Vorteile!

Gel-Röhrenbatterien - ein wichtiges Konstruktionsmerkmal

Wie funktioniert nun diese Kombination aus röhrenförmiger Bleiplatte und GEL-Elektrolyt? Um dies zu verstehen, müssen wir mehrere Elemente betrachten, die zu den Eigenschaften der Batterie beitragen, und zwar
Ein Elektrolyt, der als GEL immobilisiert ist, um sicherzustellen, dass er nicht ausläuft, und um den Transport von Wasserstoff und Sauerstoff zu ermöglichen, die beim Laden freigesetzt werden (und die in der Batterie unter Druck gehalten werden), um sich zu Wasser zu rekombinieren. Der Vorteil der Immobilisierung geht noch weiter: Sie verhindert die Bildung von Säureschichten mit unterschiedlichen Dichten innerhalb der Zellen, die so genannte Säureschichtung.

Bei gefluteten Batterien und manchmal auch bei AGM-VRLA-Batterien kann die schwerere Schwefelsäure, die während des Ladevorgangs an den Bleiplatten entsteht, durch die Schwerkraft auf den Boden der Zelle fallen, so dass sich die schwächere Säure mit spezifischem Gewicht oben befindet. Bei Batterien in diesem Zustand kommt es zu einem frühzeitigen Ausfall durch Sulfatierung, vorzeitigen Kapazitätsverlust (PCL) und Netzkorrosion. Röhrenförmige Gel-Batterien überwinden dieses Problem durch die „Gelierung“ der Säure und leiden nicht unter Säureschichtung – eine schwerwiegende Ausfallart bei sehr hohen Zellen, die vertikal gehalten werden müssen. Microtex verfügt über eine aus Deutschland importierte Anlage zur Herstellung von Gel-Röhrenbatterien und verwendet hochwertiges importiertes pyrogenes Siliziumdioxid, um ihren Gel-Röhrenbatterien eine kompromisslose Lebensdauer und Leistung zu verleihen.

Absorbierende Glasmatten- oder AGM-Batterien verwenden eine Glasmatte wie einen Schwamm, um die Schwefelsäure im Inneren der Zelle zurückzuhalten. Es gibt keine freie Schwefelsäure und man spricht allgemein von einer Batterie mit verarmtem Elektrolyt. Die AGM-Batterietypen verwenden flache Bleiplatten für die positiven und negativen Elektroden, die im Gegensatz zu röhrenförmigen positiven Platten anfälliger für Korrosion sind. AGM-Batterien haben eine geringere Lebensdauer als Röhren-Gel-Batterien.

Bei röhrenförmigen Gel-Batterietypen ist die Batterieplatte röhrenförmig aufgebaut.

Dabei handelt es sich im Wesentlichen um eine druckgegossene Wirbelsäule aus einer Bleilegierung anstelle eines durch Schwerkraft gegossenen Gitters, das mit einer Gewebestulpe abgedeckt und dann mit dem positiv aktiven Material (PAM) gefüllt wird. Dabei kann es sich entweder um ein trockenes Bleioxid-Pulver oder um eine nasse Bleioxid-Aufschlämmung handeln. Eine röhrenförmige Gel-Batterie hat eine Reihe von Vorteilen: Der erste ist, dass sie eine größere Oberfläche in Kontakt mit der Schwefelsäure hat, um eine bessere Materialausnutzung (bis zu 60 %) zu erreichen. (Wie auf dem Bild oben zu sehen). Der zweite Grund ist, dass Röhren-Gel-Batterietypen und 2V-Zellen die höchste Zyklenlebensdauer der gesamten Blei-Säure-Batteriepalette haben.

Röhrenbatterie vs. Gel-Batterie

Die Blei-Säure-Batterie-Technologie hat im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien und anderen elektrochemischen Systemen deutliche Vorteile. Erschwinglichkeit, Zuverlässigkeit, Wiederverwertbarkeit und Sicherheit sind die Schlüsselfaktoren bei der Auswahl der richtigen Batterie für eine bestimmte Anwendung, und Blei-Säure-Batterien können in diesen Kategorien besonders punkten. Es gibt jedoch einen Nachteil bei der Verwendung herkömmlicher Blei-Säure-Batterien für Deep-Cycle-Anwendungen. Dies ist die Wartung, die beim Nachfüllen der Batterien aufgrund von Wasserverlusten durch Gasbildung erforderlich ist. Bei vielen Anwendungen, z. B. bei Antriebsbatterien, muss eine Batterie innerhalb eines begrenzten Zeitraums vollständig aufgeladen werden.

Dies erfordert in der Regel höhere Spannungen, was wiederum zum Zusammenbruch und zum Verlust von Wasser aus dem Elektrolyten durch Begasung führt. Diese gefluteten Blei-Säure-Batterien müssen mit Wasser nachgefüllt werden, was mit Unannehmlichkeiten und Kosten verbunden ist und bei großen Anlagen oft teure Entnahmegeräte erfordert. Es gibt auch andere Nachteile, insbesondere bei Transport, Lagerung und Entsorgung. Die flüssige Säure in der Blei-Säure-Batterie ist als Gefahrgut für den Transport eingestuft. Während dies in der Industrie, die mit sicheren und bewährten Verfahren arbeitet, nicht als Problem angesehen wird, ist es viel besser, die Säure zu immobilisieren, um ein Austreten zu verhindern.

Röhrenförmige Gel-Blei-Säure-Batterie - wie die Säure in Gel- und AGM-Batterien immobilisiert wird

Eine glückliche Konsequenz der Säureimmobilisierung ist, dass sie die Fähigkeit schafft, die Wasserstoff- und Sauerstoffgase, die bei der Zersetzung von Wasser im Inneren der Batterie während des Ladevorgangs entstehen, zu rekombinieren. Es gibt zwei grundsätzliche Methoden der Säureimmobilisierung:

  • Verwendung einer absorbierenden Glasmatte, die die Säure an Ort und Stelle hält, genannt AGM VRLA-Batterien &
  • Die andere ist die Zugabe von feinem Siliziumdioxid-Pulver, um ein Gel wie in einer Blei-Gel-Batterie herzustellen.

Beide Methoden, obwohl sehr unterschiedlich, erreichen das Ziel der Immobilisierung in Gel- und Agm-Batterien.

Sie bieten auch den zusätzlichen Vorteil, dass die beim Laden freigesetzten Gase zu Wasser rekombiniert werden, wodurch die bereits erwähnten Wartungsmaßnahmen für geflutete Blei-Säure-Batterien entfallen. Von diesen beiden Methoden ist die Verwendung von Siliziumdioxid-geliertem Elektrolyt allgemein als die beste Lösung für Tiefentladungs-Bleisäure-Röhrenbatterien anerkannt. Dafür gibt es zwei Hauptgründe: Der erste ist, dass die Verwendung von geliertem Elektrolyt die Verwendung einer rohrförmigen positiven Bleiplatte ermöglicht, die anerkanntermaßen die besten Tiefzykluseigenschaften für Blei-Säure-Batterien bietet. Der zweite Grund ist, dass bei der Gel-Röhrenbatterie die Säureschichtung vermieden wird, die bei Tiefentladungen und Wiederaufladungen mit begrenzter Spannung ohne Gasbildung auftritt.

Dies sind bedeutende Vorteile, wenn Sie tiefe Zyklen benötigen, wie bei Solarbatterieanwendungen. Die Verwendung von Bleiplatten-Röhrenbatterien bietet das robusteste Blei-Säure-Gel-Röhrenbatterie-Design mit der höchsten Tiefzyklusfähigkeit aller Blei-Säure-Designs. Die Schichtungsresistenz von Gel-Röhrenbatterien ist für viele Anwendungen, die mit partiellem Ladezustand (PSoC) arbeiten, von großem Vorteil, z. B. für Standby-Strom, USV und Solarenergie in sauberer Umgebung.

Gel-Schlauchbatterien - Lange Lebensdauer

Bei einer Gel-Schlauchbatterie besteht keine Gefahr des Auslaufens, da der Elektrolyt in Gelform vorliegt. Da sie nicht auslaufen können, kann die Gel-Röhrenbatterie in jeder Lage verwendet werden. Wenn die Gel-Röhrenbatterie herunterfällt oder zerbricht, wird keine Säure verschüttet. Es entstehen keine Umweltschäden durch versehentliches Auslaufen von Säure wie bei einer überfluteten Batterie. Röhrenförmige Gel-Batterien sind resistent gegen Vibrationen und Stöße. Sie setzen keine explosiven Gase frei, wie dies bei großen Batteriebänken mit gefluteten Batterien der Fall ist.

Röhrenförmige Gel-Batterien – erholen sich schnell von einer Tiefentladung

Sie erholen sich schneller von einer Tiefentladung oder wenn sie über einen längeren Zeitraum entladen bleiben. Sie haben eine sehr lange Lebensdauer und sind wartungsfrei!

Der einzige Nachteil einer Gel-Röhrenbatterie sind die Anschaffungskosten im Vergleich zu einer Flutbatterie oder einer AGM-Batterie. Die Gel-Schlauchbatterie kostet in der Regel 30 bis 40 % mehr als die normalen Batterien. Diese Kosten scheinen zwar höher zu sein, werden aber, wie oben erläutert, durch die Kapitalrendite leicht ausgeglichen. Abgesehen von den Kosten gibt es nur Vorteile!

Gel-Röhrenbatterien – Die wichtigsten Ausführungen

Wie funktioniert nun diese Kombination aus röhrenförmiger Bleiplatte und GEL-Elektrolyt? Um das zu verstehen, müssen wir mehrere Elemente betrachten, die zu den Eigenschaften der Batterie beitragen, und zwar
Ein Elektrolyt, der als GEL immobilisiert ist, um sicherzustellen, dass er nicht ausläuft, und um den Transport von Wasserstoff und Sauerstoff zu ermöglichen, die beim Laden freigesetzt werden (und die in der Batterie unter Druck gehalten werden), um sich zu Wasser zu rekombinieren. Der Vorteil der Immobilisierung geht noch weiter: Sie verhindert die Bildung von Säureschichten mit unterschiedlichen Dichten innerhalb der Zellen, die so genannte Säureschichtung.

Bei gefluteten Batterien und manchmal auch bei AGM-VRLA-Batterien kann die schwerere Schwefelsäure, die während des Ladevorgangs an den Bleiplatten entsteht, durch die Schwerkraft auf den Boden der Zelle fallen, so dass sich die schwächere Säure mit spezifischem Gewicht oben befindet. Bei Batterien in diesem Zustand kommt es zu einem frühzeitigen Ausfall durch Sulfatierung, vorzeitigen Kapazitätsverlust (PCL) und Netzkorrosion. Röhrenförmige Gel-Batterien überwinden dieses Problem durch die „Gelierung“ der Säure und leiden nicht unter Säureschichtung – eine schwerwiegende Ausfallart bei sehr hohen Zellen, die vertikal gehalten werden müssen. Microtex verfügt über eine aus Deutschland importierte Anlage zur Herstellung von Gel-Röhrenbatterien und verwendet hochwertiges importiertes pyrogenes Siliziumdioxid, um ihren Gel-Röhrenbatterien eine kompromisslose Lebensdauer und Leistung zu verleihen.

Absorbierende Glasmatten- oder AGM-Batterien verwenden eine Glasmatte wie einen Schwamm, um die Schwefelsäure im Inneren der Zelle zurückzuhalten. Es gibt keine freie Schwefelsäure und man spricht allgemein von einer Batterie mit verarmtem Elektrolyt. Die AGM-Batterietypen verwenden flache Bleiplatten für die positiven und negativen Elektroden, die im Gegensatz zu röhrenförmigen positiven Platten anfälliger für Korrosion sind. AGM-Batterien haben eine geringere Lebensdauer als Röhren-Gel-Batterien.

Bei röhrenförmigen Gel-Batterietypen ist die Batterieplatte röhrenförmig aufgebaut.

Dabei handelt es sich im Wesentlichen um eine druckgegossene Wirbelsäule aus einer Bleilegierung anstelle eines durch Schwerkraft gegossenen Gitters, die von einer Stoffmanschette bedeckt und dann mit dem positiv aktiven Material (PAM) gefüllt wird. Dabei kann es sich entweder um ein trockenes Bleioxid-Pulver oder um eine nasse Bleioxid-Aufschlämmung handeln. Eine röhrenförmige Gel-Batterie hat eine Reihe von Vorteilen: Der erste ist, dass sie eine größere Oberfläche in Kontakt mit der Schwefelsäure hat, um eine bessere Materialausnutzung (bis zu 60 %) zu erreichen. (Wie auf dem Bild oben zu sehen). Der zweite Grund ist, dass Röhren-Gel-Batterietypen und 2V-Zellen die höchste Zyklenlebensdauer der gesamten Blei-Säure-Batteriepalette haben.

Additional-acid-area-in-contact-with-tubular-vs-flat-plate-surface.jpg

Die im linearen Abstand a bis c enthaltene Plattenfläche ist abhängig von der Plattenlänge L
Unter der Annahme, dass die Plattenlänge L für beide Platten gleich ist, wird die Kontaktfläche mit der Schwefelsäure für eine Plattenoberfläche sowohl für flache Platten als auch für röhrenförmige Platten wie folgt definiert:
Die Länge a bis c (AC) mal L und die Länge der Bögen ab und bc mal L
Flache Platte einseitige Kontaktfläche = ca x L
Einseitige Kontaktfläche der Rohrplatte = (Bogen ab + Bogen bc) x L x (Anzahl der Rohre-1)

Saure Kontaktfläche einer Oberfläche der flachen Platte = L x ca
Säurekontaktfläche einer Oberfläche der rohrförmigen Platte = (L x Π x ca)/2
Verhältnis zwischen der Fläche der rohrförmigen Platte und der Fläche der flachen Platte = (L x Π x ca)/2 (L x ca)
Ungefähre theoretische Flächenvergrößerung der rohrförmigen/flachen Platte = Π/2=1,6
Dabei werden die Plattenränder und der Gitterrahmen der flachen Platte nicht berücksichtigt.

Unter standardmäßigen Deep-Cycle-Testbedingungen (80 % Entladetiefe) können einige 2-V-Zellen in Röhrenbauweise über 2.000 Zyklen erreichen, bevor die Kapazität auf 80 % ihres ursprünglichen Wertes sinkt. Die korrosionsbeständige Legierung, die im positiven Rückgrat verwendet wird, gewährleistet die längste erreichbare Lebensdauer aller 2-V-VRLA-Röhrengelbatterien auf dem Markt. Microtex stellt seine eigenen Bleilegierungen her, um die höchste Qualität und die besten Spezifikationen für seine 2V-Batterien zu gewährleisten. Durch die Verwendung einer optimierten Blei-Calcium-Legierung mit hohem Zinngehalt wird sichergestellt, dass vorzeitige Batterieausfälle aufgrund von positivem Gitterwachstum und Wirbelsäulenkorrosion wirksam verhindert werden.

Dies ist nicht das billigste Material und die Selbstherstellung nicht die bequemste Art, die Komponenten für Blei-Säure-Gel-Röhrenbatterien zu beschaffen, aber sie bietet die beste Form der Kontrolle, um die anspruchsvollen Qualitätsstandards zu erfüllen, für die Microtex-Gel-Röhrenbatterien bekannt sind. Maßgeschneiderte Blei-Kalzium-Zinn-Legierungen, die in den positiven Röhrenplatten und den flachen negativen Platten verwendet werden, eliminieren die bei einer Ladung entstehenden Wasserstoff- und Sauerstoffgase nahezu. Da die erzeugten Gasmengen nicht übermäßig groß sind (wie bei herkömmlichen Flutbatteriekonzepten), können sie innerhalb des Betriebsdrucks der SMF-Batterie zu Wasser rekombiniert werden. Da die Microtex-Legierungen so wenig Gas produzieren, wird ein vorzeitiger Ausfall aufgrund von Wasserverlust verhindert.

Wasserstoff- und Sauerstoffgas entstehen an der negativen bzw. positiven Elektrode, wenn beim Aufladen Wasser zersetzt wird. Die vereinfachten Reaktionen der Blei-Säure-Batterie mit dem negativen Sauerstoff und den positiven Wasserstoffionen, die bei der Elektrolyse von Wasser entstehen, sind:

– Wasserzersetzung bei Ladung: H2O = 2H+ + O-
– Gasentwicklungsreaktion an der positiven Platte: 2O- – 2e = O2 Gas
– Gasentwicklungsreaktion an der negativen Platte: 2H+ + 2e = H2 Gas

Aus diesen vereinfachten Gleichungen geht hervor, dass die geladenen Sauerstoff- und Wasserstoffionen, die bei der Spaltung von Wasser entstehen, als ionische Spezies in Lösung sind.

Es zieht sie dann zu den entgegengesetzt geladenen Elektroden, wo (aufgrund der Elektrochemie des Ladevorgangs) Wasserstoff reduziert wird, indem er ein Elektron gewinnt, und Sauerstoff oxidiert wird, indem er ein Elektron verliert. Da die Gase dann eingeschlossen werden, geht Wasser aus dem Elektrolyten verloren. Bei der röhrenförmigen Gel-Batterie werden diese Gase jedoch effizient in den Hohlräumen eingeschlossen, die im immobilisierten Elektrolyten entstanden sind und sich nun zu kleinen Gastaschen entwickeln. In diesen Taschen werden die Gase gespeichert, die sich anschließend zu Wasser rekombinieren können.

Pluri-Tubular-Stulpen.jpg
PVC-Battery-Separators.jpg

Röhren-Gel-Batterien erfordern hochwertige Konstruktionsmaterialien: Insbesondere die in der Platte verwendeten Multitube-Manschetten (PT Bags) und der PVC-Separator werden von Microtex nach den anspruchsvollsten Spezifikationen der Blei-Säure-Batterieindustrie hergestellt. Dies gewährleistet einen hohen Berstdruck in der PT-Taschenstulpe, um zyklischen Volumenänderungen des aktiven Materials standzuhalten. Diese Volumenänderung kann zu Pastenablösung und Kapazitätsverlust führen, wenn minderwertige Materialien mit einer geringeren Berstfestigkeit PT Bags verwendet werden.

Auch der Time Tested PVC-Separator von Microtex hat eine optimale Porosität, geringe Schrumpfung und hohe Stabilität in Schwefelsäure. Dadurch wird sichergestellt, dass die Gel-Röhrenbatterie ihre Konstruktionskriterien mit einem minimalen Innenwiderstand und einer garantierten Lebensdauer erfüllt, auch unter sehr schwierigen Bedingungen.

Keine Kompromisse bei den Materialspezifikationen für zugekaufte Komponenten, wie z. B. das Druckbegrenzungsventil, das zur Regelung des Zelleninnendrucks verwendet wird. Wenn die Überdruckventile nicht genau die gleichen Öffnungsdrücke haben, kann es zu Wasserverlusten aus einigen Zellen kommen, weil Gase entweichen. Dies führt zu Ungleichgewichten zwischen den einzelnen Zellen einer Gel-Röhrenbatterie, was zu einem frühzeitigen Ausfall führt. Die Verwendung von Komponenten höchster Qualität gewährleistet, dass der Innenwiderstand von Zelle zu Zelle während des Betriebs einer Gel-Röhrenbatterie nur minimal schwankt.

Auch für die Anschlüsse und Behälter werden die besten Materialien verwendet und von zertifizierten Herstellern nach den anspruchsvollen Spezifikationen von Microtex geliefert. Die Microtex-Entwürfe, Konstruktionsmaterialien und Spezifikationen für zugekaufte Komponenten sind das Ergebnis jahrzehntelanger Erfahrung und enger Zusammenarbeit mit ihren Lieferanten und Kunden. Es ist diese engagierte und kompromisslose Herangehensweise an die Kundenzufriedenheit, die dazu beiträgt, dass sich Microtex von seinen Mitbewerbern abhebt.

Gute Ausgewogenheit der aktiven Materialien innerhalb der Gel-Röhrenbatterie.

Die Leistung und Lebensdauer einer Bleibatterie jeglicher Bauart hängen entscheidend von der Menge der drei aktiven Materialien ab: dem positiven aktiven Material (PAM), dem negativen aktiven Material (NAM) und der Säure. In einer vollständig geladenen Bleibatterie besteht das PAM aus Bleidioxid und das NAM aus schwammigem Reinblei. Diese reagieren mit dem Schwefelsäureelektrolyten zu Bleisulfat und Wasser in der folgenden Batteriereaktion:
– PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O
– (PAM) (NAM) (ACID) (entladene Platten) (Wasser)
Diese Theorie ist als Doppelsulfattheorie bekannt und sagt die Mindestmenge an aktiven Materialien voraus, die erforderlich ist, um die Nennkapazität der Batterie zu erreichen.

Dies ist jedoch die reale, nicht die theoretische Welt. In der Praxis haben auch die physikalischen Eigenschaften, die Qualität der Materialien und die Qualität der Herstellungsverfahren einen Einfluss darauf, wie viel Material benötigt wird und wie lange die Batterie im Einsatz bleibt. Der PAM hat einen geringeren Wirkungsgrad als der NAM, und es können bis zu 20 % mehr benötigt werden, um die gleiche Kapazität wie das negative Material zu erreichen. Hinzu kommt die Auslastung des Materials, je höher die Auslastung, desto geringer die Lebenserwartung. Erschwerend kommt hinzu, dass sich die optimierte Bilanz ändert, wenn man eine rekombinierte Gel-Röhrenbatterie in Betracht zieht.

Microtex hat in Zusammenarbeit mit internationalen deutschen und britischen Experten die Materialien und den Herstellungsprozess optimiert, um das bestmögliche Gleichgewicht zwischen den Plattenmaterialien und dem Schwefelsäuregehalt in seiner Gel-Röhrenbatterie herzustellen. Man kann mit Fug und Recht behaupten, dass die Leistung und die Lebenserwartung der Gel-Röhrenbatterie den Rest der Blei-Säure-Batterieindustrie vor Neid erblassen lässt.

Weitere wichtige Aspekte für die Nützlichkeit einer Gel-Röhrenbatterie sind ihre Reichweite und ihre Größe. Es gibt zahlreiche Anwendungen mit meist unterschiedlichen Kapazitäten, Spannungen und Leistungsanforderungen. Hinzu kommen die Behälter oder Räume, in die die Batterien eingebaut werden müssen, und in diesen Fällen ist auch die Kompetenz der Person, die sie einbaut, ein wichtiger Faktor. In dieser Hinsicht hat Microtex alle Grundlagen abgedeckt. Das umfangreiche Microtex-Sortiment an 12-V-Monoblock- und 2-V-Gel-Röhrenbatteriezellen ist in einer Vielzahl von Größen und Kapazitäten erhältlich, um die strengen Anforderungen selbst von Kernkraftwerken zu erfüllen.

Die röhrenförmigen Gel-Batteriebänke sind vollständig isoliert und für die hohen Lasten ausgelegt, die für gelegentliche oder häufige Entladungen mit hoher Rate erforderlich sind. Die komplette Palette der 2v OPzV Gel-Röhrenbatterien bietet für Anwendungen wie Telekommunikation, Solar, Standby, Schaltanlagen und Steuerungen, Stromerzeugungsanlagen und Umspannwerke, Kernkraftwerke und thermische Kraftwerke, Umspannwerke für die Stromübertragung eine zuverlässige und dauerhafte Notstromversorgung und Energiespeicherung.

Sonderanfertigungen oder Batterien in Standardgrößen in isolierten Stahlbehältern sind für die Technik- und Fertigungsteams von Microtex kein Problem. Wir bieten unseren Kunden ohne zusätzliche Kosten technische Unterstützung auf höchstem Niveau, um die optimale und kostengünstigste Installation für ihre Anforderungen zu finden. Dazu gehört die Planung und Montage von seismischen Racks und Gehäusen der Zone 4 in den Räumlichkeiten der Kunden.

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