AGMバッテリー
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AGMバッテリーとは何ですか?

AGMバッテリーは何のためにあるのですか? まず、「AGM」とは何の略語なのでしょうか。 AGMバッテリーフルフォーム:Absorbent Glass Matの略で、ホウケイ酸ガラスの多孔質の細繊維をロール状にカットした壊れやすい多孔質の紙のような白いシートで、バッテリーセパレーターとして使用されている。 簡単に言うと、多孔質のバッテリーセパレーターです。 AGMセパレーターを使用したバッテリーをAGMバッテリーと呼びます。

AGMバッテリーセパレーター

AGMバッテリーセパレーター

AGMバッテリーの用途

VRLA AGMバッテリーは、こぼれないことと、煙が出ないことが要求されるすべての用途に使用されます。 このバッテリーは、0.8Ah(12V)から数百Ahまで、2Vから12Vの構成ですべてのサイズが揃っています。 2V、4V、6V、12Vの電池を組み合わせることで、どのような電圧値にも対応できます。 太陽電池、UPS(無停電電源装置)、通信機器、非常用照明、ロボット、産業用制御機器、産業用オートメーション機器、消防設備、CATV(Community Access Television)、光通信機器、PHS(Personal Handy-phone System)基地局、マイクロセル基地局、防災・防犯システムなど、さまざまな用途に使用されています。

AGMバッテリーとフラッドバッテリーの比較

整備不良の浸水式バッテリーでは、期待通りの寿命を得ることができません。
従来の鉛蓄電池の浸水事故では、いくつかのメンテナンス方法が必要でした。 彼らは

  1. バッテリーの上部に埃や酸の飛沫がないよう、清潔で乾燥した状態を保つ。
  2. 承認された水を補充することで、電解液(浸水式バッテリーの場合)のレベルを適切に保つこと。
    この電解液の減少は、充電の最後に起こる水の電気分解(電気を使って分解すること)によって、希酸中の水の一部が次の反応によって水素と酸素に解離し、化学量論的に大気中に放出されるためです。
    2h2o →2h2 ↑ + o2 ↑」となります。

鉛蓄電池には電解液として希硫酸が含まれており、従来の電池の端子や、容器、セル間コネクタ、カバーなどの外装部品には、何らかの酸の飛沫がかかり、また、埃も付着します。 端子とそれに接続されたケーブルの間に腐食が生じないように、濡れた布で拭いたり、定期的に白色ワセリンを塗ったりして、端子を清潔に保つ必要があります。

腐食生成物は、真鍮端子から硫酸銅が生成されるため、青みがかった色になる。 コネクターがスチール製であれば、腐食生成物は硫酸第一鉄のために緑青の色をしています。 製品の色が白い場合は、硫酸鉛(サルフェーションによる)やアルミコネクターが腐食していることが考えられます。

また、充電中のバッテリーからは、酸欠ガスが発生します。 このヒュームは、周囲の機器や大気にも影響を与えます。
消費者は、このような面倒な作業をしないで済むバッテリーを求めている。 科学者や技術者たちはこのように考え始め、1960年代後半にはこれらの手順を回避するための方法が模索された。 本格的な「メンテナンスフリー」電池が実用化されたのは、1960年代後半のことである。 VRLABの前身である密閉型ニッケル・カドミウム電池。

螺旋状に巻かれた電極を持つ小型円筒形の鉛蓄電池の研究開発は、1967年に米国ゲイツ社のJohn Devitt氏の研究室で始まった。 1968年には、ドナルド・H・マクレランドが加わりました。 4年後の1971年には、従来の二酸化マンガンDセルと同等の大きさで、容量が2倍のものが、米国コロラド州デンバーのGates Energy Products社から発売されている。 [J. Devitt, J Power Sources 64 (1997) 153-156]を参照してください。 ドナルドです。 H.米国ゲイツ社のMcClellandとJohn L. Devittは、酸素サイクル原理に基づく市販の密閉型鉛蓄電池を初めて発表しました[D.H. McClelland and J. L. Devitt US Pat. 3862861 (1975)]。

同時に、ゲル化した電解質(GE)をベースにした技術と、AGMをベースにした技術の2つが開発され、前者はドイツで、後者はアメリカ、日本、ヨーロッパで開発されました。
そもそもバルブ式の鉛蓄電池は、「メンテナンスフリー」「電解液スタッフィング」「密閉型」などと呼ばれていた。 メンテナンスフリー」という言葉をめぐって消費者とメーカーの間で多くの訴訟が起きたため、現在使われている「バルブレギュレーテッド」という言葉が広く受け入れられるようになった。 VRバッテリーは一方通行の圧力開放弁を備えているため、「密閉型」という表現は避けた方がよいでしょう。

AGMバッテリーと一般的なバッテリーの違いは何ですか?

AGMバッテリーと一般的なバッテリーは、同じようなタイプのプレートを使用しており、ほとんどが平板です。 これが唯一の共通点です。 また、一部の浸水型電池には筒状のプレートが使用されています。

一般的なバッテリーは、電解液が存在しないという点でAGMバッテリーとは全く異なります。 一方、VRLA(バルブレギュレーテッド鉛蓄電池)であるAGMバッテリーでは、そのような要求はありません。VRセル内で起こる独特の反応により、「内部酸素サイクル」と呼ばれる方法で損失を処理しています。 ここが大きな違いです。

AGM電池は、酸素サイクルの動作のために、一方通行の放出弁を備えています。 円筒形の排気管を覆う特殊なゴムキャップ。 電池の内圧が限界に達すると、バルブが上昇(開)して蓄積されたガスを放出し、大気圧に達する前にバルブが閉まり、再び内圧がベント圧を超えるまでバルブは閉まります。 このバルブの機能は多岐にわたります。 (i) 誤って大気中の不要な空気が入り込み、NAMが排出されるのを防ぐ。 (ii) PAMからNAMへの酸素の効果的な圧力アシスト輸送のために、そして (iii) 不意の爆発からバッテリーを保護するため(乱暴な充電が原因の場合もある)。

AGM電池では、電解液全体がプレートとAGMセパレーターにのみ保持されます。 そのため、腐食性のある電解液である希硫酸がこぼれることはありません。 そのため、AGM電池は上下を除いてどの面でも使用することができます。 しかし、浸水したバッテリーは垂直にしか使用できません。 VRLAバッテリーをラックに入れる際、電圧の高い大容量バッテリーの場合は、電圧測定の操作が容易になります。

VRLABの通常の運用では、ガスの排出はごくわずか、あるいは全くありません。 だから「ユーザーフレンドリー」なのです。 そのため、AGM電池は電子機器の中に組み込むことができます。 例えば、パソコン用のUPSでは、通常12V7AhのVRLAバッテリーを使用しています。 そのため、VRLA AGMバッテリーの換気量は、水冷式バッテリーの25%に過ぎません。

ゲル化したVR電池やAGM VR電池に比べて、浸水型は電解液の成層化現象が起こります。 ゲル電池では無視できる程度で、AGM電池の場合は、浸水型電池ほど深刻ではありません。 そのため、活物質の不均一な使用がなくなり、電池の寿命を延ばすことができます。

AGM電池の製造工程では、電池素子を効果的に圧縮することで、電池寿命中の抵抗値の上昇を抑えています。 それに伴い、サイクリング/ライフ中の容量低下率も減少します。 これは、圧縮効果によるシェディングを回避するためです。

VRLAバッテリーは、すぐに使用できるバッテリーです。 煩雑な初期充填や初期充電を必要としないため、設置が非常に簡単で、設置にかかる時間を最小限に抑えることができます。

VRLAバッテリーの製造には、非常に純度の高い材料が使用されています。 この点とAGMセパレーターの採用により、自己放電による損失が非常に少なくなっています。 例えば、AGM電池の場合は1日あたり0.1%以下であるのに対し、浸水式電池の場合は1日あたり0.7〜1.0%のロスが発生します。 そのため、AGMバッテリーは充電をしなくても長期間保存することができます。 AGMバッテリーは、周囲の温度にもよりますが、20℃~40℃の場合は6ヶ月、20℃~30℃の場合は9ヶ月、20℃以下の場合は1年、充電せずに保存することができます。 [panasonic-batteries-vrla-for-professionals_interactive March 2017 p 18]

AGM電池の容量保持特性
https://www.furukawadenchi.co.jp/english/catalog/pdf/small_size.pdf

古川参考文献より引用

保管時の温度(ºC) 浸水 浸水 浸水 VRLA VRLA VRLA
保存期間(月) 容量維持率(パーセント) キャパシティ・ロス(per cent) 保存期間(月) 容量維持率(パーセント) キャパシティ・ロス(per cent)
40 - - - 6 40 60
40 3 35 65 3 70 30
40 2 50 50 2 80 20
40 1 75 25 1 90 10
25 - - - 13 60 40
25 6 55 45 6 82 18
25 5 60 40 5 85 15
25 4 70 30 4 88 12
25 3 75 25 3 90 10
25 1 90 10 1 97 3
10 - - - 12 85 15
10 - - - 9 90 10

驚きの事実、AGM電池の設計

AGM電池は、30日間の短絡試験に耐え、充電後には試験前とほぼ同じ容量になるように設計することができます。 ランド P.436 ワグナー

AGM電池はゲル電池と同じですか?

この2つのタイプは、VR(Valve-Regulated)タイプのバッテリーに属していますが、この2つのタイプの大きな違いは、電解液です。 AGMはAGM電池のセパレーターとして使用されており、プレートの孔と多孔質のAGMセパレーターの孔の中に電解液の全てが含まれています。 AGMセパレーターの一般的な空隙率の範囲は90~95%です。 余分なセパレータは使用しません。 電解液の充填とその後の処理では、AGMが電解液で飽和していないか、酸で満たされていない空隙が5%以上あるかどうかに注意します。 これは、酸素サイクルの動作を円滑にするためです。

AGM電池とゲル電池の比較

充電の際には、酸素が正極板からセパレーターを通って負極板に運ばれます。 この輸送は、セパレーターが完全に飽和していない場合にのみ効果的に起こります。 飽和度は95%以下が好ましい。 (ポロシティ:気孔を含む材料全体の体積に対する、AGMの気孔の体積の割合を示す。)

しかし、ゲル化した電解質電池では、電解質にヒュームドシリカの粉末を混ぜて固定化することで、ゲル電池が流出しないようにしています。 セパレーターは、ポリ塩化ビニル(PVC)またはセルロース系のものを使用しています。 ここで、酸素ガスはゲルマトリックスの亀裂や割れ目から拡散します。 ゲル電池の構造には、貼り付け型と筒型のプレートがあります。 どちらのタイプのゲル電池も一方通行の放出弁を持ち、「内部酸素サイクル」の原理で作動します。

どちらのVRLAバッテリーでも、気相中の酸素を高速で輸送できるように十分な空隙が残されています。 負極表面の薄い湿潤層だけが溶存酸素を透過するだけで、内部の酸素サイクルの効率は100%に近い。 電池が最初に電解液で飽和してしまうと、高速な酸素輸送が妨げられ、結果的に水の損失が増えてしまうのです。 このような「濡れた」細胞は、循環時には効率的な内部酸素サイクルを生み出します。

ほとんどの用途において、2種類のVRLAバッテリーの違いはわずかなものです。 同じサイズとデザインの電池を比較した場合、ゲル電池の内部抵抗は、主に従来のセパレータのために若干高くなります。 AGMバッテリーは内部抵抗が低いため、高負荷用途に適しています。 [D. Berndt, J Power Sources 95 (2001) 2]を参照してください。

一方、ゲル電池では、酸がより強く結合しているため、重力の影響はほとんどありません。 そのため、ゲル電池は酸の成層化が見られません。 また、背の高いゲル電池は直立した状態でも使用できますが、背の高いAGM電池はセパレーターの高さを30cm程度に抑え、水平にして使用するのが一般的です。
ゲル化した電解液では、ほとんどの酸素がセパレーターを取り囲む必要があります。 ポリマーセパレーターが酸素輸送のバリアとなり、輸送速度が低下する。 これが、ゲル電池の内部酸素サイクルの最大速度が低い理由の一つである。

もう一つの理由は、表面のある部分がゲルによってマスクされているからかもしれません。 この最大値の目安は、AGM電池では10A/100Ah、ゲル電池では1.5A/100Ahです。 この最大値を超える充電電流を流すと、通気性のあるバッテリーのようにガスが抜けてしまいます。 しかし、VR型鉛蓄電池は一定の電圧で充電され、過充電率はセルあたり2.4Vでも1A/100Ahをはるかに下回るため、この制限は通常、充電やフロートの動作には影響しません。 ゲル電池では、内部の酸素サイクルの最大速度が制限されているため、高電圧で過充電しても熱暴走の影響を受けにくいという利点もあります。

ゲル電池はAGMセルに比べて熱暴走傾向に強い。 同様のゲル電池とAGM電池(6V/68Ah)を用いた実験では、Rusch氏らによって以下のような結果が報告されています[https://www.baebatteriesusa.com/wp-content/uploads/2019/03/Understanding-The-Real-Differences-Between-Gel-AGM-Batteries-Rusch-2007.pdf]。 過充電により人工的に電池を老化させて水分を10%減少させた後、制限された空間で1セルあたり2.6ボルトの充電を行い、電池の発熱量を増加させました。 ゲル電池は1.5〜2.0A相当の電流であるのに対し、AGM電池は8〜10A相当の電流であった(発熱量は6倍)。

AGM電池の温度は100℃、ゲル電池の温度は50℃以下で推移しました。 そのため、ゲル電池のフロート電圧は、熱暴走の危険性がなく、50℃まで高く保つことができます。 これにより、高温になっても負極板の充電状態を良好に保つことができます。

AGM電池とゲル電池の本当の違い
クレジット: https://www.baebatteriesusa.com/wp-content/uploads/2019/03/Understanding-The-Real-Differences-Between-Gel-AGM-Batteries-Rusch-2007.pdf

AGM電池は、最大で30〜40cmの高さのプレートを使用しています。 背の高いプレートが採用されている場合は、AGMバッテリーを横にして使用しなければならない。 しかし、ゲル電池にはそのような高さの制限はありません。 プレートの高さが1000mm(1m)の海底ゲルセルはすでに実用化されている。
AGMバッテリーは大電流、短時間の使用に適しています。 AGMバッテリーの製造コストは、バルブレギュレーション方式のゲルバッテリーに比べて、ハイレート対応のために高くなっています。 しかし、ゲルセルは放電時間が長く、単位通貨あたりの電力量が多いのが特徴です。

VRLAの平板デザイン(OGiV)は、浸水平板デザインと同じ特性を持っています。 架橋時間が短いのが好ましい。

放電時間が10分の場合、製造コストあたりの出力はVRLAゲル管状デザイン(OPzV)よりも30%高く、放電時間が長い(30分以上)場合は、VRゲル管状デザインのOPzVの方が1ドルあたりの出力が高くなります。 3hレートの場合、OPzVは1ドルあたりの出力が15%高くなります。 3時間から10時間までの領域では、浸水式チューブラーOPzSはOPzVバッテリーよりも1ドルあたりの電力が10~20%多く、30分から100分までの重要な領域では、浸水式チューブラー(OPzS)はVRLAゲルチューブラー(OPzV)と同じ1ドルあたりの電力を得ることができる。

セルパワー/$ AGMバッテリー

AGM電池の「内部酸素サイクル」とは何ですか?

フローデッドセルでは、過充電時に発生したガスを大気に放出します。 しかし、バルブ式電池では、両方のプレートで特定の反応が起こるため、ガスの発生はごくわずかです。 VRセルの過充電時には、正極板から発生した酸素がAGMの不飽和細孔(またはゲル化した電解液の亀裂)を通過して負極板に到達し、負極板の鉛と結合して酸化鉛を生成します。 酸化鉛は硫酸との親和性が高いため、すぐに鉛に変換されます。

VRLAセルの製造では、計算された量の酸が充填されます。
形成プロセスが完了すると、過剰な電解質(もしあれば)が循環プロセスによってセルから取り除かれます。 サイクルの初期(細胞内に96%以上の孔が開いている状態)は酸素サイクルの効率が悪く、水の損失につながります。 電解質の飽和度が96%以下になると、酸素サイクルの効率が上がり、水の損失が少なくなります。

VR電池の充電時に発生する酸素ガスとH+イオン(反応 A)は、AGMセパレーターにある不飽和の孔や、ゲル化した電解質構造の亀裂や割れ目を通過して負極板に到達し、活性鉛と結合してPbOを形成し、PbSO4に変換されます。 この過程で水も生成される(反応 B)は、若干の発熱を伴う。

(浸水型鉛蓄電池では、このガスの拡散が遅いため、H2とO2がすべて排出されます。充電電流の一部は有用な充電反応に使われ、一部は酸素循環反応に使われます。その結果、水はセルから放出されるのではなく、電気化学的に循環して、充電反応に使われた以上の過剰な過充電電流を引き受けることになるのである)。

このPbSO4は、正極板が帯電しているときに、水の分解によって生じる水素イオンと反応して、電気化学的な経路でPbとH2SO4に変換される(反応C)。

その反応は以下の通りです。

ポジティブなプレートで

2H2O → 4H+ +O2↑ + 4e- (A)

ネガティブプレートで

2Pb + O2+ 2H2SO4→ 2PbSO4+ 2H2O +Heat (B)

2PbSO4 + 4H+ +4e- → 2Pb + 2H2SO4(C)

生成された水はセパレーターを通って正極板に拡散し、電気分解で分解された水を元に戻します。

以上の過程を経て、酸素サイクルが形成される。 後者は、バッテリーの充電時や過充電時の水の損失を大幅に軽減し、メンテナンスフリーを実現しています。

VRLAバッテリーの開発初期には、VRLAバッテリーは酸素の再結合効率が100%であることが必須と考えられていました。これは、外部にガスが排出されないようにすることで、水の損失を最小限に抑えることができるからです。 しかし近年では、100%の酸素再結合は負極板の劣化につながる可能性があり、好ましくないことがわかってきました。 鉛蓄電池では、水素発生とグリッド腐食の二次反応が非常に重要であり、VRLAセルの挙動に大きな影響を与える可能性があります。

2つの反応の速度が釣り合っていないと、片方の電極(通常はマイナス)が完全に充電されない可能性があるからです。 負極は実際には可逆電位で自己放電する可能性があるため、自己放電を補償して容量低下を防ぐためには、負極の電位をこの値よりも高くする(すなわち、より負にする)必要がある[M.J. Weighall in Rand, D.A.J; Moseley, P.T; Garche.J; Parker, C.D.(Eds.) Valve-Regulated Lead-Acid Batteries, Elsevier, New York, 2004, Chapter 6, page 177]。

バルブレギュレーターと浸水型鉛蓄電池の充電
クレジットスケッチ:Dr. PG Balakrishnan

吸水性ガラスマットセパレータの構造は、酸素再結合の効率に大きく影響します。 表面積が大きく、平均孔径が小さいAGMセパレータは、酸をより多くの高さまで吸い上げ、酸素の拡散にも強くなります。 これは、微細な繊維の割合が高いAGMセパレータや、例えば有機繊維を含むハイブリッドAGMセパレータを使用することを意味します。

AGMバッテリーとチューブラーバッテリーの違いは何ですか?

AGM電池は、始動・点灯・点火(SLI)用や定置用などの用途に応じて、厚さ1.2mm~3.0mmの平板を採用しています。 据え置き型の場合はより厚いプレートを使用します。 しかし、チューブラー電池は、厚さが4mmから8mmのチューブ状のプレートを使用しています。 チューブラー・プレート・バッテリーは、主に据え置き型のアプリケーションに使用されています。

AGM電池では、電解液全体がプレートとAGMセパレーターの内部に保持されます。 そのため、腐食性のある電解液である希硫酸がこぼれることはありません。 そのため、AGM電池は上下を除いてどの面でも使用することができます。 しかし、筒型の電池は電解液が余ってしまい、立ててしか使えません。 チューブラー電池では電解液の密度を測定できますが、AGM電池では測定できません。

AGM電池は、酸素循環の原理で一方通行の開放弁を持つ半密閉の雰囲気の中で動作するため、水の損失はごくわずかです。 したがって、このバッテリーに水を加える必要はありません。 しかし、チューブ式電池は通気型で、過充電時に発生するガスはすべて大気に放出されるため、水分が失われて電解液のレベルが下がり、電解液のレベルを維持するために定期的に水を加える必要があります。

浸水性があるため、チューブラー型セルは過充電や高温にも耐えることができます。 このタイプは放熱性に優れています。 しかし、AGM電池は、内部の酸素サイクルによる発熱反応が起こりやすい性質を持っているため、高温での使用には適していません。 AGM電池は40℃まで、その他の電池は50℃まで使用可能です。

セルあたり2.30V(OCV=2.15V)のフロート充電時の正負両極板の分極状態。

浸水 -新 浸水 -寿命が尽きた Gelled - New Gelled - End of Life AGM - 新規 AGM - エンドオブライフ
正極板の分極(mV) 80 80 90 120 125(から175) 210
ネガティブプレートの分極(mV) 70 70 60 30 25 0(~-25) 硫酸化)
3種類の電池の偏光

3種類の電池の分極性
IEC60 896-22では、60℃で350日、または62.8℃で290日が最も高い要件となっています。
IEEE535-1986に基づく62.8ºCでの寿命試験

バッテリータイプ 62.8ºCでの日数 20ºCでの換算年数
OGi(浸水した平板) 425 33.0
OPzV(VRチューブラー) 450 34.8
OPzS(フラッデッド・チューブラー) 550 42.6

AGM電池の寿命はどのくらいですか?

どのタイプの電池でも、使用可能な寿命については断言できません。 AGMバッテリーは何年持つのか」という質問に答える前に、そのバッテリーが動作する条件を明確にする必要があります。

例えば、単純に特定の電圧に浮かせているのか、それとも周期的に動作させているのかなど。 フロート式では、電池は特定の電圧で連続的にフロート充電され、主電源が得られない場合にのみ電流を供給する(例.例:電話交換機用バッテリー、UPS用バッテリーなど(寿命は年数で表される)。 しかし、工場でのマテリアルハンドリングや電気自動車などに使用されるトラクションバッテリーの場合、2〜6時間で最大80%の深放電が発生するため、寿命は短くなります。

AGMバッテリーの寿命は、以下のようないくつかの動作パラメータに依存します。

温度が生活に与える影響
鉛蓄電池の寿命には、温度の影響が非常に大きい。 より高い温度(および推奨値を超える充電電圧)では、ドライアウトがより早く発生し、早期に寿命が尽きてしまいます。 グリッドの腐食は電気化学的な現象です。 温度が高くなると、腐食が進むため、成長(水平・垂直方向とも)も進む。 その結果、グリッドとアクティブな材料の接触が失われ、容量が低下してしまいます。 温度を上げると、化学反応の速度が速くなる。

これらの反応はアレニウスの法則に従っており、簡単に言えば、温度が10℃上がるごとに電気化学反応の速度が2倍になるというものだ(フロート電圧などの他の要素はそのまま)。
定)。 これは、次のような関係を用いて定量化することができる[Piyali Som and Joe Szymborski, Proc. 13th Annual Battery Conf.Applications&Advances, Jan 1998, California State Univ., Long Beach, CA pp.285-290].
ライフ・アクセレーション・ファクター=2((T-25))/10)
ライフ・アクセラレーション・ファクター = 2((45-25)/10) = 2(20)/10) = 22 = 4
ライフ・アクセラレーション・ファクター=2((45-20)/10) = 2(25)/10) = 22.5 = 5.66
ライフ・アクセラレーション・ファクター=2((68.2-25)/10) = 2(43.2)/10) = 24.32 = 19.97
ライフ・アクセラレーション・ファクター=2((68.2-20)/10) = 2(48.2)/10) = 24.82 = 28.25

45℃の温度で動作する電池は、4倍の速さで劣化し、25℃の場合の25%の寿命になると予想されます。
68.2℃で動作する電池は、25℃で動作する場合と比較して、19.97倍の速さで劣化し、20倍の寿命を持つことになります。 68.2℃の温度で動作する電池は、28.2倍の速さで劣化し、20℃ではそれ以上の寿命を持つことになります。

加速寿命試験と電池の等価寿命

20ºCでの寿命 25ºCでの寿命
68.2ºCでの寿命 28.2倍 20倍以上
45ºCでの寿命 5.66倍 4倍以上

VRLAバッテリーの予想フロート寿命は、高温下での加速試験法を用いて、室温で8年以上とされています。
12V VRLA(Delphi)のサイクルライフがR.D.Brostにより研究されました。 30、40、50ºCで80%DODまで実施しました。 この電池を25℃で25サイクルごとに2時間で100%放電させ、容量を測定した。 その結果、30ºCでのサイクル寿命は約475回、40ºCと50ºCでのサイクル数はそれぞれ約360回と約135回でした。 [Ron D. Brost, Proc.Thirteenth Annual Battery Conf.Applications and Advances, California Univ., Long Beach,1998, pp.25-29].

VRLAバッテリーの寿命の温度依存性
クレジット[Ron D. Brost, Pro.Thirteenth Annual Battery Conf.Applications and Advances, California Univ., Long Beach, 1998, pp.25-29].

AGM電池 放電深度と寿命
密閉型鉛蓄電池のサイクル寿命は、放電深度(DOD)に直結しています。 放電深度とは、バッテリーがどれだけ深く放電しているかを示す指標です。 満充電時のDODは0%です。 逆に言えば、電池が100%放電しているときは、DODは100%です。 DODが60%のとき %, SOCは40 %.です。 100 – SOC(%) = DOD(%)。

25℃におけるVR電池の放電深度に対する典型的な放電/充電サイクル数は
100%の放電深度(フル放電)で150~200サイクル
50%の放電深度(部分放電)で400~500サイクル
放電深度30%で1000回以上のサイクル(浅い放電)
通常のフロート使用条件では、スタンバイ状態で4〜5年(ホーカーサイクロンシリーズでは最大10年)、平均放電深度に応じて200〜1000回の充放電サイクルが期待できます。 [Sandia Report SAND2004-3149, June 2004]を参照してください。

AGMバッテリーNo. 配信されたサイクル数

AGM電池が実現するフラットプレート技術
80%放電で400サイクル
50%放電で600サイクル
30%放電で1500サイクル

VRLAバッテリーのサイクル寿命に及ぼす位置の影響

VRLAバッテリーのサイクル寿命に及ぼす位置の影響
クレジット[R.V. Biagetti, I.C. Baeringer, F.J. Chiacchio, A.G. Cannone, J.J. Kelley, J.B. Ockerman and A.J. Salkind, , Intelec 1994, 16th International Telecommunications Energy Conference, October, Vancouver, BC., Canada, as cited by A.G. Cannone, A.J. Salkind and F.A. Trumbore , Proc. 13th Annual Battery Conf.Applications and Advances, California Univ., Long Beach, 1998, pp.271-278.].

図は、2つの電池を通常の直立状態、プレートを垂直にした横向き状態、プレートを水平にした横向き状態での平均容量を示しています。 縦置きの場合、重力の影響で電解質が成層化し、サイクルが進むにつれてこれが悪化し、この位置での容量低下は非常に速くなります。 しかし、縦置きで使用した場合、容量の減少はそれほど速くなく、横置きで使用した方が寿命が長くなります。 図は、11枚のプレートを持つCell 52を水平、垂直、水平の各ポジションで連続的に循環させ、容量とサイクル数をプロットしたものである。

このセルは、トリクル/充電と充電電圧の制限を2.4Vに設定し、トリクル/充電時間と電流を3時間と0.3Aに設定して、単独でサイクルを行いました。 水平方向のサイクリングでは、クーロン効率は比較的高く一定であり、電荷の受容性も高い。 しかし、垂直方向のサイクルでは、効率が比較的一定であるのに対し、電荷受容量はサイクルとともに大きく低下します。 フロート充電をせずに水平方向のサイクルを再開すると、放電容量(充電時間)は垂直方向のサイクルを開始する前のレベルまで急速に回復することがわかります。

温度と充電・浮動電圧の両方が電池寿命に与える影響

温度とフロート電圧の両方が寿命に与える影響は、相互に関連しています。は、VR GNB Absolyte IIP バッテリーの期待寿命を、さまざまなフロート電圧と温度で示したものです。 バッテリーの寿命まで、フロート電圧と温度が一定であることを前提としています。

GNB Absolyte IIP製品の温度とフロート電圧の複合効果
クレジット。[Piyali Som and Joe Szymborski, Proc. 13th Annual Battery Conf. Applications & Advances, Jan 1998, California State Univ, Long Beach, CA pp.285-290

Wagner氏は、サイクリック・バッテリーの3種類の異なる充電方式で行ったテスト結果を報告し、より高い充電電圧(14.4V CVモード)を使用することで寿命が長くなり、この場合の水の損失は無視できることを示しました。 Drysafe Multicraftバッテリー(12V、25Ah5)の充電電圧と寿命。
25ºC; 50サイクルごとにC/5テスト; 放電。5 A to 10.2 V; 図に示された通りに充電

Drysafe Multicraftバッテリー(12V、25Ah5)の充電電圧と寿命。
クレジット[R. Wagner, J. Power Sources 53 (1995) 153-162]を参照してください。

VRLA電池の正極合金へのスズ添加の影響

純鉛に錫を添加することで、純鉛製のグリッドを使用した電池のサイクル問題を大幅に軽減することができました。 少量のスズ(0.3~0.6wt.%)を添加すると、純鉛の電荷受容性が著しく向上する。 カルシウムが0.07%、スズが0.7%の合金は、ベア・グリッドとしてテストしたときも、フロート・ライフ・テストしたセルでテストしたときも、最も成長が少なかった。 [H.K.Giess, J Power Sources 53 (1995) 31-43]を参照してください。

電池の寿命に対するメンテナンスの効果
一定の手順を踏んでバッテリーを良好な状態に保つことで、バッテリーの期待寿命を実現することができます。 その中には
a. 外観の定期的な清掃
b. 定期的なベンチチャージ(均等化チャージ)
c. 電解質レベルの定期的なチェックなど。

電池の製造は、高品質な製品を生み出すために、いくつかの品質管理手順やSOPを用いて行われます。 真の意味での欠陥は、その電池が使用された直後、あるいは数日以内に現れるはずです。 使用頻度が高いほど、不具合の発生が早くなります。 早期故障は、システムの本質的な欠陥というよりも、むしろ性能の低さを示しています。 整備されていればいるほど、電池の寿命は長くなります。

AGM電池と液式電池の比較 - 知っておきたいこと

AGM電池は、使用期間中の外観が非常にきれいです。 しかし、浸水したバッテリーは、動作中に埃や酸の飛沫で汚れてしまう。 また、メンテナンスを怠ると、端子には腐食生成物が付着してしまいます。
AGM電池と浸水型(平板)電池は、平板または格子状の板を使用しており、その厚さは1.2mm~3.0mmで、SLI(始動・点灯・点火)用や定置用など、用途に応じて使い分けられている。 後者の場合は、より厚いプレートを使用します。

AGM電池では、電解液の全てがプレートとセパレーターに含まれています。 そのため、腐食性のある電解液である希硫酸がこぼれることはありません。 そのため、AGM電池は上下を除いてどの面でも使用することができます。 しかし、浸水型電池は電解液が過剰で、直立した状態でなければ使用できません。 チューブラー型では電解液の密度を測定できますが、AGM型では測定できません。 しかし、バッテリーの安定した開回路(OCV)を測定することで、その状態での比重値を知ることができます。

経験則がある
OCV = 比重 + 0.84(シングルセルの場合
比重 = OCV – 0.84
12Vのバッテリーの場合、バッテリーのOCVを6で割ってセルのOCVを算出します。
電池のOCV=13.2V
したがって、セルOCV = 13.3/6 = 2.2 V
比重 = 2.2 V – 0.84 = 1.36
そのため、比重は1.360となります。

AGM電池は、酸素循環の原理で一方通行の開放弁を持つ半密閉の雰囲気の中で動作するため、水の損失はごくわずかです。 したがって、このバッテリーに水を加える必要はありません。 しかし、浸水式電池はベント式で、過充電時に発生するガスはすべて大気中に排出されるため、水分が失われて電解液のレベルが下がり、電解液のレベルを維持するために定期的に水を加える必要がある。

浸水しているため、過充電や高温にも耐えることができます。 このタイプは放熱性に優れています。 しかし、AGM電池は、内部の酸素サイクルによる発熱反応が起こりやすいため、高温での使用には耐えられません。 AGM電池は40℃まで、その他の電池は50℃まで使用可能です。

吸水性ガラスマットAGM電池 - 吸水性とは? どうやって? なぜ吸収体なのか? AGMセパレータの詳細はこちら

AGM(Absorbent Glass Mat)とは、バルブレギュレーション(VR)電池に使用されているグラスファイバー製のセパレーターの名称である。 AGMは、細胞の反応を促進するために、多くの電解質(見かけの体積の6倍)を吸収して保持する必要があります。 これを可能にしているのは、その高い空隙率です。 電解液を吸収して保持することで、電池を流出させないようにしています。

AGMセパレーターの製造に使用されるマイクログラスファイバーの基本的な製造工程を図に示します。 ガラス原料は、約1000℃の炉で溶かされます。 その後、溶融したガラスがブッシュから引き出され、直径数百ミクロンの一次粗いガラス繊維が形成される。 これを燃焼ガスで微細な繊維(0.1~10μm)にして、下から真空で移動するコンベアネットに回収する。 バルブ式鉛蓄電池用の吸収性ガラスマットAGMの製造方法は、2種類以上の繊維を酸性の水溶液中でブレンドするのが一般的である。

この工程では、繊維の長さが約1~2mmになり、若干のフィブリル化が起こります。 このブレンドは、移動するエンドレスワイヤーまたはロートフォーマー(エンドレスワイヤーの別バージョン)に堆積されます。 水を抜くとシートに粘りが出てくるので、加熱したドラムに押し付けて乾燥させます。

湿式敷設プロセスにより、AGMシートの繊維が配向し、異方的なネットワークが形成される。 z方向(シートの平面に垂直な方向)で測定した細孔とチャネルは、xおよびy平面で測定した細孔(2〜4μm)よりも大きい(10〜25μm、全細孔の90%)。 30~100μmの非常に大きな細孔が約5%存在する(おそらく試料作成時のエッジ効果によるもので、典型的な構造を真に表しているわけではない)。 この製造方法は、フレームアッテネーションプロセスと呼ばれています。

AGM製造の最初のステップは、大量の酸性水にガラス繊維を分散・撹拌することである。次に、繊維と水の混合物を表面に付着させ、真空にして水分をほとんど除去します。形成されたマットはわずかにプレスされ、加熱されたロールによって乾燥される。乾燥終了時には、マットの含水率は1wt.%以下になっています。AGMシートの成形と脱水を行うロートフォーマー装置を以下に示す。

AGMセパレータの製造
ロート製薬

d. 従来のセパレータは、細孔構造が小さく蛇行していて、方向性がほとんどない。 しかし、微細な繊維素材を湿式で積層して作られたAGMは、気孔率が高く、方向性が大きく異なる比較的大きな孔を持っている。 これらの特性は、元素中の気体や液体の分布や移動に影響を与えます。 [Ken Peters, J. Power Sources 42 (1993) 155-164]を参照してください。

AGMセパレーターの重要な特徴は以下の通りです。
i. 真の(BET)表面積(m2/g)
ii. 空隙率(%)
iii. 平均細孔径(μm)
iv. 圧縮時の厚さ(mm)
v. 坪量またはグラム数(g/m2)(1平方メートルあたりのAGMシートの重量)
viです。 ウィッキングハイト(mm)(AGMを酸に浸し続けたときに酸の柱が到達する高さ)
vii. 引張強度

AGMセパレータの代表的な特性を以下の表に示します。

Ref.W. BӦӦӦӦӦӦӦӦӦӦӦӦӦӦӦ 퀸퀘퀘퀘

プロパティ 測定単位 価値
基本重量(グラマラス) g/m2 200
ポロシティ % 93-95
平均細孔径 μm 5-10
10kPaでの厚さ mm 1.3
30kPaでの厚さ mm 1.0
穿刺強度(N) N 7.5

AGMバッテリーセパレーターの仕様

参考:Ken Peters,J. Power Sources 42(1993) 155-164

プロパティ 測定の単位 価値
表面積
粗い繊維 m2/g 0.6
微細な繊維 m2/g 2.0~2.6
最大ポアサイズ
粗い繊維 μm 45
微細な繊維 μm 14

AGMバッテリーセパレーターのウィッキングハイト

吸水性の高さ、比重1.300の酸 測定単位 粗い繊維 (0.5 m2/g) 微細繊維(2.6m2/g)
1分 mm 42 33
5分 mm 94 75
1時間 mm 195 220
2時間 mm 240 370
10時間 mm 360 550

好ましいAGMセパレータの特性

メモ
1.繊維径が大きくなると、ポアサイズも大きくなります。
2.繊維径が大きくなると、引張強度が低下する。
3.繊維径が大きくなればなるほど、コストは下がります。
4.粗い繊維の層は、限られた高さまでしか吸わないが、非常に速い速度で吸う。

5.繊維が細いほど、ゆっくりではありますが、酸をより高いところまで運ぶことができます。
多層構造のAGMセパレーターの中に密度の高い層(より細いガラス繊維で作られた小さな孔を持つ層)を入れることで、全体としてより微細な孔構造を作ることができます。 このように、最大細孔が半分になり、平均細孔もほぼ半分になりました。 最小限の気孔への影響は1/4になります。 細いガラス繊維と粗いガラス繊維の間に存在する相乗効果は、多層構造のAGMのすべてのウィッキング特性に見られる[A.L.Ferreira, J Power Sources 78 (1999) 41-45]。

粗い繊維層は限られた高さまでしか吸わないが、その速度は非常に速い。一方、細い側はゆっくりではあるが、より高い位置まで酸を運ぶことができる。 このように、2種類の繊維のそれぞれの長所を組み合わせています。 そのため、VRLAバッテリーの初期充填の重要なプロセスが改善され、プレート間隔の狭い背の高いプレートを充填するという特別な問題が軽減されます。 また、長時間のウィッキングテスト後の最大高さは、ポアサイズに反比例することがわかった。 つまり、孔が小さければ小さいほど、ウィッキングの高さは大きくなります。

毛細血管の力が電解質の流れを決定する。 ポジティブ・プレートとネガティブ・プレートの活物質の細孔径分布は、寸法面ではわずかな差しかありません。 形成されたばかりのプレートでは、気孔率の約80%が1μm以下の細孔で構成されており、これに対してz平面には10~24μm、他の2平面には2μmの細孔が存在する。 そのため、酸はまずプレート(小さな孔)に充填されます(プレートの優先的充填)。 その後、計算されたボイドボリュームまでAGMを充填し、AGMを部分的に飽和状態にすることで、充電中の電解液の「押し出し」により、酸素輸送用のガスチャンネルを確保する。

AGMバッテリー、AGM、浸水型、ゲルバッテリーの比較

Sl No. プロパティ 浸水 AGM VR ゲル化したVR
1 アクティブな素材 Pb/PbO2/H2SO4 Pb/PbO2/H2SO4 Pb/PbO2/H2SO4
2 電解液(希硫酸) 浸水、過剰、無料 プレートやAGMセパレーターに吸着・保持される 微細なシリカパウダーでゲル化して固定化
3 板厚 薄型-中型 媒体 厚い
4 プレート枚数(同容量バッテリー、同寸法の場合) 最も さらに Least
5 メンテナンス はい。 NIL NIL
6 酸漏れ流出性 はい。 いいえ いいえ
7 背の高い細胞での電解質の成層化 非常に高い 媒体 ごくわずか
8 電池の外側 埃をかぶったり、酸の飛沫を浴びたりする。 いいえ いいえ
9 電解質レベル 調整中 必要なし 必要なし
10 セパレーター PEやPVCなどのポリマー素材 吸水性ガラスマット(AGM) PEやPVCなどのポリマー素材
11 充電中に発生したガス ストイキメトリーに大気に排出される 再結合(内部酸素サイクル) 再結合(内部酸素サイクル)
12 ワンウェイ・リリース・バルブ 提供されていません。 オープンベント はい。 バルブレギュレーション はい。 バルブレギュレーション
13 内部抵抗 媒体 低い
14 安全なDOD 50% 80% 80%
15 コールドクランキング OK 非常に良い 適さない
16 High discharge (High Power) 良い ベスト 媒体
17 ディープサイクリング 良い ベター 非常に良い
18 コスト 最下位 媒体
19 充電 ノーマル 慎重に 慎重に
20 最大充電電圧(12Vバッテリー 16.5 V 14.4 V 14.4 V
21 充電モード 任意の方法 定電圧(CV)またはCC-CV 定電圧
22 過充電 耐えられる できない できない
23 熱放散 非常に良い 悪くない 良い
24 急速充電 媒体 非常に良い お勧めできません

AGM電池に関する誤解

充電とチャージャー
誤認 -1
普通の充電器でagmのバッテリーを充電できますか?

すべてのバッテリーは、セルのアンバランスを均等にするために、たまにベンチチャージ(またはフルチャージ)が必要です。
これは、一般的にベンチチャージと呼ばれるもので、バッテリーを機器から取り外して別途充電することで実現しています。

AGMバッテリーが充電されない。
浸水したバッテリーの場合
i. バッテリーのすべてのセルは、均一な充電終了電圧(12Vバッテリーの場合は16.5V)に達する必要があります。
ii. 充電終了時には、すべてのセルから均一かつ大量のガスが出るはずです。
iii. セル内、セル間の比重のばらつきをなくすこと。
iv. 設備が整っていれば、ポジティブプレートとネガティブプレートのカドミウム電位の測定値を記録することができます。 完全に充電された正極板の場合、カドミウムの電位測定値は2.40~2.45Vの範囲にあり、負極板の場合は0.2V~-0.22Vの範囲にあります。

agmのバッテリーが充電されない。
VRLA AGMバッテリーの場合。
i. 端子電圧は14.4Vになる(12Vのバッテリーの場合)。
ii. 充電終了時の電流は、1Ahあたり約2〜4mAとなる(例:100Ahのバッテリーで0.20A〜0.4A
12Vバッテリーの充電終了電圧の値は、浸水型バッテリーとVRバッテリーで異なります。
最大充電電圧は、12Vの浸水型電池では約16.5Vであるのに対し、VR電池(AGM電池、ゲル式電池とも)では14.4Vしかありません。

通常の定電流充電器でVRバッテリーを充電すると、電圧が制限値の14.4Vを超えてしまうことがありますが、それに気づかずにいるとバッテリーが温まってしまいます。 しかし、後になって電池が加熱され、最終的には容器が膨らみ、ワンウェイ・リリース・バルブが正しく機能しないと破裂する可能性もある。 これは、高い充電電流によって発生する過剰な酸素ガスに、電池の再結合反応が追いつかないためです。 本来、再結合反応は発熱するものである。 電流が大きくなると、この反応の熱が加わり、熱暴走を起こす可能性があります。

一方、浸水型電池は、大量のガスが発生する満充電時には16.5Vまで上がりますが、50℃まではダメージがありません。
VRLAバッテリー用の充電器は、制御された充電器です。 彼らは
a. 定電流-定電圧(CC-CV)
または
b. 定電圧(CV)充電器。

充電の際には、適切な電圧を選択する必要があります。 12Vバッテリーの場合、満充電のためには13.8〜14.4Vの電圧範囲を選択することができます。 VR AGMバッテリーはどんな強さの初期電流でも破損することなく吸収することができるため、初期電流は任意に設定することができます(通常は0.4Cアンペアですが、実際には5Cアンペアまで急速充電が可能です)。 選択した電圧と電流が高ければ高いほど、フル充電にかかる時間は短くなります。

完全に放電したバッテリーの場合、フル充電には約12時間から24時間かかります。 CC-CVモードでは、初期電流は、前回の放電にもよりますが、約3~6時間は一定となります。 バッテリー残量が50%しかなかった場合、CCモードで約2~3時間動作した後、CVモードに切り替わります。 前に100%放電していれば、CCモードで約5~6時間動作した後、CVモードに切り替わります。

AGMバッテリーの誤解2

AGM電池やゲル電池の交換は、水没した電池の交換と同じです

スペースに問題がなければ、同等の容量のバッテリーを交換することができます。
しかし、最近の車(GMなど)では、バッテリーのマイナスケーブルにバッテリーセンサーモジュールが搭載されています。 フォードにはバッテリー・モニタリング・システム(BMS)があります。 他のメーカーにも同様のシステムがあります。 これらのシステムは、スキャンツールによる再校正が必要です。 これは、製造システムの改善のために必要です。 この電池は、セパレーターの改良や、ペーストの配合を工夫してプレートを薄くしたことで、内部抵抗が低くなっています。 システムを再調整しないと、オルタネーターが新しいバッテリーを過充電してしまい、交換後すぐにバッテリーが故障してしまうことがあります。
そのため、純正のフラッドバッテリーの代わりにAGMバッテリーを装着することも可能です。 AGM自動車用バッテリーは、より高いコールドクランキングアンペア(CCA)を実現します。

満充電の意味。
浸水したバッテリーの場合
i. バッテリーのすべてのセルは、均一な充電終了電圧(12Vバッテリーの場合は16.5V)に達する必要があります。
ii. 充電終了時には、すべてのセルから均一かつ大量のガスが出るはずです。
iii. セル内、セル間の比重のばらつきをなくすこと。
iv. 設備が整っていれば、ポジティブプレートとネガティブプレートのカドミウム電位の測定値を記録することができます。 完全に充電された正極板の場合、カドミウムの電位測定値は2.40~2.45Vの範囲にあり、負極板の場合は0.2V~-0.22Vの範囲にあります。

AGMバッテリーを普通の充電器で充電できますか?

通常の定電流充電器でAGM VRバッテリーを充電する場合は、電圧をよく確認する必要があります。 限界である14.4Vを超えてしまう可能性がありますが、それに気づかずにいるとバッテリーが温まってしまいます。 しかし、後になって電池が加熱され、最終的には容器が膨らみ、ワンウェイ・リリース・バルブが正しく機能しないと破裂する可能性もある。 これは、高い充電電流によって発生する過剰な酸素ガスに、電池の再結合反応が対応できないためです。 本来、再結合反応は発熱するものである。 より大きな電流は状況を悪化させ、この反応の熱を加え、熱暴走につながる可能性があります。

そのため、通常の充電器をAGMバッテリーの充電に使用することは好ましくありません。

しかし、下記のような手順を踏んだり、VRLAバッテリーの専門家のアドバイスを受ければ、通常の充電器を大切に使うことができます。

手順としては、端子電圧(TV)の測定値を追い、30分間隔で記録します。 テレビが14.4Vに達した後は、テレビが14.4Vを超えないように常に電流を減らしていく必要があります。電流測定値が非常に低い値(バッテリー容量1Ahあたり2〜4mA)を示した場合、充電を終了することができます。 また、熱電対や温度計の球のリード線を電池のマイナス端子に取り付けて、テレビの測定値と同様に、温度の測定値も記録しておきます。 温度は45℃を超えないようにしてください。

AGMバッテリーのジャンプスタートは可能ですか?

定格電圧が同じであれば問題ありません。
浸水型バッテリーとAGMバッテリーの化学的性質は同じです。 ただ、電解液のほとんどはAGMに吸収されてしまいます。 そのため、同じ電圧定格のバッテリーを使ってAGMバッテリーを数秒間ジャンプスタートさせても、どちらのバッテリーにも害はありません。

AGMバッテリーの見分け方を教えてください。

  • 容器の上部と側面に、VRLAバッテリーであることを示すスクリーン印刷があるかどうかを確認します。 もし、上部にユーザーがアクセスできるデバイスが書かれておらず、水を加えてはいけないというアドバイスがあれば、それはAGMバッテリーです。
  • ベントプラグを外した後に遊離電解質が見られる場合は、AGMバッテリーではありません。
  • 電池の種類については、電池容器の銘板やスクリーン印刷、または取扱説明書を見ればよくわかります。 この3つがない場合は、バッテリーの上部に通気口がないか、マジックアイのようなものがないかを調べます。 また、電池容器の側面に電解液レベルの表示があるかどうかも確認できます。 この3つ(通気口、マジックアイ、電解液レベルのマーク)のどれかが見えたら、それはAGMバッテリーではないことを示しています。

別の方法もありますが、時間がかかります。 バッテリーを完全に充電し、2日間のアイドル期間の後、開回路電圧(OCV)を測定する必要があります。

OCV値が12.50~12.75Vの場合、バッテリーが浸水している可能性があります。
OCV値が13.00~13.20Vの場合、VRLAバッテリー(容量< 24Ah)の可能性があります。
OCV値が12.80~12.90Vの場合、VRLAバッテリー(容量≧24Ah)の可能性があります。

これらの記述は、浸水型電池の場合、最終的な比重が約1.250であることを前提としています。 容量24Ah以下のVRLAバッテリーでは最終比重が約1.360、それ以上の容量のVRLAバッテリーでは最終比重が約1.300となります。

AGMバッテリーの不良を知るにはどうすればいいですか? agmバッテリーの充電切れ

  • 外部からの損傷、亀裂、漏れや腐食生成物がないか確認する。 この中に当てはまるものがあれば、そのバッテリーは故障しています。
  • 電池のOCVを測定する。 11.5Vよりも低い値を示していれば、恐らくBADです。 でもその前に、発送日や供給日がわかるかどうか。 3~4年以上経過したバッテリーはBADと考えてよいでしょう。
  • ここで、直流電圧出力が20〜24V以上(12Vのバッテリーの場合)の充電器を使用して、バッテリーが充電可能かどうかを確認します。 1時間充電した後、15分間の休息をとり、OCVを測定します。 増加している場合は、VRバッテリーの充電に必要なすべての注意を払いながら、定電圧方式で24時間充電を続けます。 2時間の休息をとった後、任意の機器(適切なDC電球、インバーター、非常灯、PC用UPSなど)を使用してバッテリーの容量をテストします。 80%以上の容量が確保できていれば、バッテリーはGOODです。
  • 1時間充電してもOCVが上昇しない場合は、バッテリーが充電を維持できていないことを意味します。 このバッテリーは、BADと表示することができます。

AGMバッテリーは価値があるのか? なぜAGMバッテリーは優れているのか?

はい。
バッテリーのコストは多少高くなりますが、AGMに必要なメンテナンスはほとんどありません。補充の必要はなく、腐食した端子の清掃も必要なく、均等化充電の回数も少なくて済みます。 AGMバッテリーの寿命までの運用コストは非常に低く、AGM VRバッテリーのコストは水冷バッテリーと同等のレベルになります。
これは特に、離れた無人の場所にアクセスできない場所がある場合に有利です。

AGMバッテリーには通気性が必要ですか? AGMバッテリーに通気性は必要か?

VRLAバッテリーのカバーに取り付けられている低圧ワンウェイ・リリース・バルブは、乱暴な過充電の際に開いて過剰な圧力を逃がした後、再び固定されます。 そのため、VRLAバッテリーのガス抜きをする必要はありません。
バルブが故障した場合、持ち上げても過剰な圧力が解放されないことがあります。 バルブが再封止されないと、セルも大気に開放され、負極活物質(NAM)が放電され、サルフェーションが発生し、充電不足や電池容量の低下を招きます。

AGMバッテリーのトリクル充電は可能ですか?

はい。
実はAGMバッテリーは、ほとんどのUPS/非常用電源でフロート充電されています。 1セルあたり2.25〜2.3Vの電圧で浮いているときは、常に小さなトリクル電流が流れて満充電の状態を保っています。
膨大な数のバッテリーがストックされている場合は、個々のバッテリーをトリクル充電しておくこともできます。
一般的なフロート充電の電圧が1セルあたり2.25Vの場合、VR AGMバッテリーでは100Ahあたり100〜400mAのフロート電流が流れます。 洪水電池の平衡浮動電流が100Ahあたり14mAであるのに比べ、VR電池の浮動電流が大きいのは、酸素サイクルの影響によるものです。

[R.F.ネルソン in Rand, D.A.J; Moseley, P.T; Garche. J ; Parker, C.D.(Eds.)Valve-Regulated Lead-Acid Batteries, Elsevier, New York, 2004, pp.258]となっている。

agmのバッテリー切れはいつですか? 電池切れのAGMバッテリーを充電できますか? 電池切れのARMバッテリーを復活させることができるか

はい しばらく充電してみないと何とも言えません。また、バッテリーの使用年数にもよります。
死んだAGMバッテリーは、内部抵抗が非常に高い。 この高い内部抵抗を克服するためには、1セルあたり4Vの直流出力が可能なバッテリーチャージャーと、デジタル電流計、デジタル電圧計が必要です。

死んだAGMバッテリーを充電しているときは、まず端子電圧(TV)が非常に高く(12Vのバッテリーでは18〜20V)、電流はほとんどゼロになります。 バッテリーが復活可能であれば、テレビはゆっくりと下がり(ほぼ12Vまで)、同時に電流計もある程度の電流を示し始めます。 これは、バッテリーが生きていることを示しています。 テレビはこれからゆっくりと増えていきますが、充電は通常の方法で続けて終了します。

慎重にベントバルブを外し、数滴の水が出るまで少しずつ水を足していくのが、従来とは異なる方法です。 次に、バルブを交換せずに、定電流モード(C/10アンペア)で、端子電圧が15Vよりも高くなるまで充電します(バルブを閉じていないことを忘れないでください)。 少し休ませてから、適当な抵抗や電球で放電させます。 12Vのバッテリーの場合、10.5Vになるまでの放電時間を測定する)。 容量の80%以上を供給している場合は、復活します。 常に身の安全を確保してください。

満充電のAGM電池の電圧は? agm battery discharge - agm battery low voltage

満充電のバッテリーを繰り返し使用した場合、端子電圧(TV)は14.4Vになります(12Vバッテリーの場合)。 約48時間の休息期間を経て、TVは13.2Vで安定します(初期充填時の比重が1.360の場合)(1.360+0.84=2.20/セル。 12Vバッテリーの場合、OCV=2.2×6=13.2V)。 バッテリーの容量が24Ahより大きい場合、比重は1.300となります。 したがって、安定したOCVは12.84Vとなります。

12VのAGMバッテリーの最大充電電圧はどのくらいですか?

繰り返し使用するAGM電池は、定電位または定電圧モード(CVモード)で、14.4~14.5V、初期電流は通常0.25Cアンペア(例:100Ahの電池で25A)に制限して充電してください。 [panasonic-batteries-vrla-for-professionals_interactive 2017年3月号 p.22】となっています。]

AGM電池が故障する原因は何ですか?

VRLA(Valve-regulated Lead-Acid)電池は、その優れた出力性能と低価格から、さまざまな用途のエネルギー源として提案されている。 また、フロート用途にも適しています。 しかし、残念なことに、正極活物質を大量に使用した場合(特に高率の放電時)、正極活物質が軟化してしまい、電池のサイクル寿命が短くなってしまいます。 また、グリッドの成長やグリッドの腐食、成層化や充電不足による水の損失やサルフェーションなども故障メカニズムの一つです。 ほとんどの失敗は、ポジティブなプレートと関連しています。

腐食、グリッドの成長と正活物質の膨張と軟化
電池の動作では、充放電を繰り返すうちに正極の格子が成長する傾向が見られ、水平方向と垂直方向の両方の格子が成長します。 電池の寿命が尽きるまで、グリッドは腐食していきます。 このようなグリッドの増加に伴い、PAMとグリッドの接点が失われ、容量が低下していきます。

グリッドの成長により、セルの正極板と負極板の間で内部ショートが発生する可能性があります。 1~2個のセルが短絡した状態で充電を続けると、温度上昇が悪化して熱暴走につながります。

電池の乾燥(水抜け)と熱暴走

また、AGMバッテリーは乾燥が問題となります。 これは、不適切に高い電圧で充電したことと、高温になったことが原因です。 ドライアウトにより再結合反応速度が増大し、それに伴う温度上昇で状況が悪化し、熱暴走に至ります。

もう一つの原因は、バルブの誤動作です。 開封後にきちんと閉まらないと、大気中の酸素(空気)がセル内に入り込み、NAMを酸化させてサルフェーションを起こします。 ガスが排出され、ドライアウトが起こります。 ドライアウトでは、酸素の再結合が高いレベルで進行するため
率が高くなり、温度が上昇します。

AGM電池の酸の成層化

硫酸電解液が背の高いセルの深さに行くほど密度が高くなる傾向を成層といいます。 浸水した細胞の電解質には、濃度勾配(「酸の成層」)が生じやすい。 セルが充電されると、高濃度の硫酸が生成されます。
の濃度はプレート表面に隣接しており、他の電解液よりも相対密度が高いため、セルの底部に沈みます。 このような状況を放置すると、活物質の使用量が不均一になり(容量が減少)、局所的な腐食が悪化し、結果としてセルの寿命が短くなります。

フラッドセルは、充電時に定期的にガスが発生するように設定されており、これにより電解液が撹拌され、これらの問題を解決します。 VRLAセルの電解液をAGMセパレーターで固定化することで、酸の成層化の傾向を抑えることができますが、ガスを出すという選択肢がないため、問題を解決するための手段がなくなります。 ゲル化された電解質は、ゲルに固定化された酸の分子が重力の影響を受けて自由に動くことがないため、成層作用が実質的にない。

AGM電池の製造上の不具合による液漏れ

設計や施工が不適切な場合、カバーとピラーのシールに漏れが生じることがあります。 また、カバーと容器のシールが漏れてしまうこともあります。 (製造上の欠陥)があります。 また、バルブの欠落や不適切な選択、誤動作により、大気中にガスが漏れることがあります。 バルブを開いた後に閉じないと、ドライアウトが促進され、容量が減少する可能性があります。
機械的なダメージによりセルがリークし、Pillar to Coverのリークと同様の不具合が発生する可能性があります。 グリッドが成長すると、容器に亀裂が入ることがあります。 毛細管現象により、亀裂の周囲にわずかな酸の膜ができることがあります。 酸性皮膜が絶縁されていない金属部品に接触すると、漏電電流によって熱暴走や火災が発生する可能性がある[panasonic-batteries-vrla-for-professionals_interactive 2017年3月号、p.25]。

AGMバッテリーのネガティブグループバーの腐食

グループバーとプレートラグとの接続部が腐食し、断線する可能性があります。 グループバーの合金を正しく指定し、グループバーとプレートラグの接続を慎重に行う必要があります(特にこれが手動操作の場合)。

12VのAGMバッテリーの満充電時の数値は?

充電中や充電終了間際に、端子電圧(TV)が満充電の14.4と表示されることがあります。
開放電圧(OCV)は徐々に低下し、約48時間後には定格OCVで安定します。 OCVは元々使用していた電解液の比重に依存するという意味で、評価されています。
使用する比重が1.360の場合、電池のOCV=13.2Vとなります。 比重が1.300の場合、OCVは12.84Vになります。

AGMバッテリーはどんな車にも搭載できるのですか?

はい。 ただし、容量が同じで、バッテリーボックスが新しいバッテリーに対応していることが条件です。
満充電の状態で数時間オルタネーターで充電しながら端子電圧(TV)をモニターするのが良いでしょう。 TVは14.4Vを超えてはいけない。そして、そのバッテリーをその車に使用しても問題ありません。
最近のモデルの新車であれば、スキャンツールによるバッテリーの再校正が必要です。

なぜAGMバッテリーは高いのですか?

AGMバッテリーは、浸水式バッテリーに比べてコストが高くなりますが、ゲル式バッテリーに比べてコストが低くなります。
以下のような理由で、コストが高くなっています。
i. 素材の純度。
(a) AGM電池に使用されるすべての材料が高価である。 鉛-カルシウム合金は、従来の低アンチモン合金に比べてコストが高い。 この合金は、好ましくは一次鉛から作られる。 ポジティブグリッド合金の中で最もコストがかかるのが錫成分です。 ポジティブグリッド合金には、錫が0.7~1.5%添加されています。 2020年5月のスズのインド市場レートは1650ルピー(2020年10月7日のLME17545米ドル/トン)。
(b)酸化物は4ナイン(99.99%)の一次鉛から作られるのが好ましいが、これはコストアップにつながる。
(c) AGMの方がコストがかかる。

(d) 電解液の調製やその他の工程で使用される酸は、従来の電池に使用されているものよりも純度の高いものを使用している。
(e) ABS樹脂の方がコストが高い。
(f) バルブは個別に性能を確認すること。
(g)COS合金はコストもかかる。
ii. 処理コスト
(a) セルの組み立てには、特殊な圧縮ツールを使用しています。
(b)正確で冷静な酸の充填が求められる
(c) AGMバッテリーは、出荷前に数回のサイクルを行います。
(d) 自己放電率を低く抑えるために、組み立て場所には埃がつかないようにすること。
これらが、AGMバッテリーのコストアップの原因です。

AGMバッテリーは、浸水型鉛蓄電池よりも優れていますか?

はい。
i. AGMバッテリーはこぼれません。 時々、水を補充する必要はありません。
ii. 振動にも強くなります。 これは、トレーラーボートや、いくつかの穴があるでこぼこ道などの用途に特に有効です。
iii. AGM電池は、純粋な合金と純粋な材料を使用しているため、自己放電についても優れています。 これらの電池は、浸水型電池に比べて長時間放置することができます。
iv. AGMバッテリーは、(高温のエンジンルームに取り付けるのではなく)車内の涼しい場所に設置できるため、バッテリーの動作温度を下げることができます。

v.AGMバッテリーのメンテナンスコストは低く、バッテリーの寿命全体で計算されるため、初期費用が高くてもこの節約分で相殺されます。
viです。 AGMバッテリーは、内部抵抗が低いため、より高い充電電流を受け入れることができます。)

ディープサイクルバッテリーはAGMバッテリーですか?

すべてのディープサイクルバッテリーがAGMバッテリーである必要はありません。
ディープサイクルバッテリーは、鉛蓄電池やリチウムイオン電池など、どのような種類の電池でも使用できます。

ディープサイクルバッテリーとは何ですか?

ディープサイクルバッテリーは、耐用年数の間、定格容量の約80%を毎回供給することができます。 バッテリーは放電した後、毎回充電が必要です。
バッテリーを購入しようとすると、ほとんどの人が自動車用鉛蓄電池に行き着きます。それは、最も安価なバッテリーだからです。 お客様が繰り返し使用するバッテリーをお求めの場合は、繰り返し使用に適したバッテリーを探さなければなりません。
ディープサイクルバッテリー」と表示されているAGMバッテリーは、間違いなくディープサイクルバッテリーです。 このような電池は、自動車用電池に比べて必ず厚板になっています。

12Vのバッテリーは何ボルトになるのでしょうか?

12Vのバッテリーは、良好な状態であれば12V以上の数値が出るはずです。
次の表はいくつかの値を示しています。

Sl No. バッテリータイプ 開放電圧(V) 備考
1 オートモーティブ 12.40~12.60 フル充電状態
2 オートモーティブ 12 完全放電状態
3 AGMバッテリー 13.0~13.2 容量が24Ah以下のバッテリー。 フル充電状態
4 AGMバッテリー 12.7~12.8 容量が24Ah以上のバッテリー フル充電状態
5 ゲル化したVR電池 12.7~12.8 フル充電状態
6 AGM電池/ゲル式電池 12.0 完全放電状態
7 インバータ用バッテリー 12.4~12.6 フル充電状態
8 インバータ用バッテリー 12 完全放電状態

AGMバッテリーはどこまで放電できますか?

他のバッテリーと同様に、12V AGMバッテリーは、低電流では10.5V(セルあたり1.75V)まで、高電流では9.6V(セルあたり1.6V)まで放電することができます。 さらに放電が進むと、端子電圧は急速に低下します。 この最終電圧値を超えると、意味のあるエネルギーは得られません。

満充電のAGMバッテリーの電圧は何ボルトですか?

完全に充電されたバッテリー(以下
サイクリックオペレーション
)は、TVが14.4Vになります(12Vバッテリーの場合)。 約48時間の休息期間を経て、TVは13.2±0.5Vで安定する(最初の充填時の比重が1.360であった場合、通常24Ahの容量を持つAGM電池の場合)(1セルあたり1.360+0.84=2.20、12Vの電池の場合、OCV=2.2×6=13.2V)。

バッテリーの容量が24Ahより大きい場合、比重は1.300となります。 そのため、安定したOCVは12.84±0.5Vとなる。

フロート式バッテリーの充電電圧は
フロート充電電圧
1セルあたり2.25~2.3V(12Vバッテリーの場合は13.5~13.8V)となります。 安定した電圧値は上記の通りです。 必ず12.84±0.5Vとなります。

AGM電池が破裂することはありますか?

はい、何度かあります。
ガスの発生が非常に少ないため、爆発の危険性はありません。 しかし、ほとんどのVRLAバッテリーには、ユーザーの誤操作による爆発を防ぐための防爆仕様の通気口が設けられています。
バッテリーが乱暴に充電されていたり、インバータ/UPSの充電部が正しく機能していない場合、充電電流がバッテリーを熱暴走状態に追い込み、バッテリーが爆発する可能性があります。
また、端子を短絡させると(電池の乱暴な使い方)、電池が破裂する恐れがあります。 鉛の燃焼中に亀裂や部品の不適切な接合(「コールドウェルド」)があると、この亀裂が火災の原因となり、その結果、バッテリーが爆発することがあります。

電池の内部や近くで爆発が起こる主な原因は、「火花」の発生です。 電池やその周辺の水素ガス濃度が体積比で約2.5~4.0%になると、火花が出て爆発することがあります。 空気中の水素の爆発性混合物の下限は4.1%だが、安全のために水素は2%を超えてはならない。 上限は74%です。 酸素1に対して水素が2の割合で含まれていると、激しい爆発が起こります。 この状態は、ベントプラグをカバーにしっかりとねじ込んだ状態で、フラッドバッテリーを過充電した場合に発生します。

AGMバッテリーの充電方法は?

すべてのVRLAバッテリーは、以下の2つの方法のいずれかで充電する必要があります。
a. 定電流・定電圧方式(CC-CV)
b. 定電圧法(CV)
CVによる充電電圧がセルあたり2.45Vの場合、電流(0.4C A)は約1時間は一定で、その後減少し始め、約5時間後には約4mA/Ahで安定します。 セルあたりの充電電圧が2.3Vの場合、電流(0.3C A)は約2時間は一定で、その後減少に転じ、約6時間後には数mAで安定します。

同様に、電流が一定に保たれる時間は、0.1C A、0.2C A、0.3C A、0.4C Aなどの初期電流と、2.25V、2.30V、2.35、2.40V、2.45Vなどの充電電圧に依存する。初期電流や電圧が高いほど、その電流レベルでの滞在時間は短くなる。
また、選択した電流や電圧が高ければ、満充電までの時間も短くなります。
VRLAバッテリーは初期電流の制限がないため、初期電流が大きいほど満充電までの時間が短くなります。

CC充電では、通常、電圧は制御されません。 そのため、高電圧下で細胞が長時間放置される危険性があります。 そうすると、ガスが発生したり、グリッドの腐食が起こったりします。 一方、CCモードの充電では、各サイクルやフロート充電の際に、すべてのセルが確実に満充電になるようになっています。 CC充電では過充電の可能性があります。 一方で、CVモードでは充電不足が一番の問題です。

AGM電池の長所と短所

メリット・デメリット

ADVANTAGES:

1 AGM電池は、内部抵抗が低いため、高出力を必要とする場所や、有害なガスや酸の噴霧が禁止されている場所での使用に適しています。
2 AGM電池は水をこぼさないので、定期的に水を入れる必要がありません。 その意味ではメンテナンスフリーです。
3 AGM電池は、上下を除いて裏返して使用することができます。 これは家電製品の内部に装着する際の利点です。
4 AGMバッテリーは、エンジンルームに限らず、車内のどこにでも取り付けることができます。

5 AGM電池は、AGMと圧縮を用いた製造方法により、振動に強い電池です。 そのため、海を航行する船や、穴や起伏の多い道路に適しています。
6 AGMバッテリーは、水没型バッテリーに比べて長寿命です。 プレートは比較的厚めです。 厚いプレートはより長い寿命をもたらします。 ユーザーが電池やその電解液に手を加えて不純物を加え、早期に故障させることはできません。

7 AGMバッテリーは、クリーンな雰囲気の中で非常に純粋な材料を使って作られているため、自己放電率が非常に低いのが特徴です。 AGM電池の場合は1日あたり0.1%ですが、水没電池の場合は10倍近くになります。 そのため、長期保存を目的としたバッテリーでは、リフレッシュ充電の頻度が低くなります。 25℃で保存した場合、12ヶ月後の損失はわずか30%、10℃ではわずか10 %. です。
8 層化がほとんどないため、均等化料金が少なくて済みます。

9 AGM電池の場合、フロート時の水素ガス発生量が10分の1になります。 バッテリー室の換気は、安全規格EN 50 272-2に基づき、5分の1に減らすことができます。
10 バッテリー室の床やその他の表面の酸対策は必要ない。

DISADVANTAGES:

1.デメリットは最低限。 バッテリーのコストは比較的高くなります。
2.乱暴に充電したり、充電器が正しく機能していないと、電池が膨らんだり、破裂したり、時には爆発することがあります。
3.SPVアプリケーションの場合、AGMバッテリーの効率は100%ではありません。 充放電の過程でエネルギーの一部が失われます。 効率は80-85%です。 これは次のように説明できます。SPVパネルが1000Whのエネルギーを生成したとすると、AGMバッテリーは前述の非効率性のために850Whしか蓄えることができません。

4.容器や蓋、ポールブッシングなどの漏れから酸素が侵入すると、負極板が放電する。
5.負極板上での酸素の再結合により、負極板の分極が減少している。 不適切なセル設計では、フロート電圧が開回路以上であるにもかかわらず、負極性が失われ、負極板が放電してしまいます。
6.乾燥を避けるために、最高使用温度を55℃から45℃に下げています。
7.VRLAセルでは、酸濃度の測定や目視検査などの検査の可能性がないため、完全に機能しているバッテリーという意識が薄れてしまう

AGM電池はメンテナンスが必要ですか?

いいえ。 しかし、使わないでいるとリフレッシュ充電が必要になります。 バッテリーのアイドル状態は、常温で最大10~12ヶ月保つことができます。 低い温度では、損失ははるかに少なくなります。

AGMバッテリーのメンテナンス方法は?

通常、AGMバッテリーはメンテナンスの必要がありません。 VRLABのメーカーは、フロートチャージ動作中の均等充電は必要ないとしていますが、バッテリーの寿命をより長く保つためには、6ヶ月(2年以上経過したバッテリー)または12ヶ月(新品のバッテリー)に1回のベンチチャージを行うことが望ましいとしています。 これは、すべてのセルを均等にして、同じ充電状態(SOC)にするためです。

新品のAGMバッテリーを充電する必要はありますか?

一般的に、すべての電池は保管や輸送中に自己放電して容量が減少します。 そのため、製造日から設置・試運転までの経過時間に応じて、数時間のリフレッシュ充電を行うことが望ましいです。 2Vのセルは、端子電圧が設定値になるまで1セルあたり2.3〜2.4Vで充電し、その状態を2時間維持することができます。

AGMバッテリーの方が安全ですか?

AGMバッテリー(およびジェルバッテリー)は、水没したバッテリーよりもはるかに安全です。 また、メーカーの指示に従って適切に充電されていれば、水素ガスを発生させることもありません。 通常の充電器でAGM電池を充電する場合は、温度が50℃以上にならないように、また端子電圧が14.4V(12V電池の場合)以上にならないように注意が必要です。

AGM電池のフロート電圧はどのくらいですか?

多くのメーカーは、2.25〜2.30V/セル、温度補償は-3mV/セルとしています(基準温度は25℃)。
サイクリックバッテリーの場合、CVモードでの充電電圧は1セルあたり2.40~2.45V(12Vバッテリーの場合は14.4~14.7V)となります。
VRLAバッテリーは、一般的なフロート充電電圧が1セルあたり2.25Vの場合、酸素サイクルの影響により100Ahあたり45mAのフロート電流が流れ、101.3mW(2.25*45)の等価エネルギーが入力されます。 同等の浸水型電池の場合、100Ahあたりのフロート電流は14mAであり、31.5mW(2.25V*14mA)のエネルギー入力に相当する。

そのため、VRLAのフロート電流は3倍以上になります。

クレジット[ランド、D.A.J、モーズリー、P.T、ガルシェのR.F.ネルソン。 J ; Parker, C.D.(Eds.)Valve-Regulated Lead-Acid Batteries, Elsevier, New York, 2004, pp.258]となっている。

AGMバッテリーにトリクルチャージャーを使用できますか?

はい。 トリクル充電とは? 小さな電流で連続した充電を行う方法です。 これは、AGMバッテリーが負荷に接続されていないときの自己放電を補うためのものです。

思いのほか長い記事でしたね~。 気に入っていただけましたか?

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