Batterie AGM vs. Gel: Qual è meglio?

Si può dire che la tecnologia delle batterie si è evoluta significativamente negli ultimi decenni. I giorni degli involucri di legno e delle celle di vetro sono ormai lontani, e grazie ai nuovi progressi e alle tecnologie specializzate, le batterie sono ora più efficienti, potenti, compatte e rispettose dell’ambiente che mai.

Una tecnologia di batteria che è riuscita a superare la prova del tempo è quella al piombo-acido. La semplicità e l’affidabilità delle batterie al piombo significano che sono ancora un’opzione popolare tra i consumatori che cercano una soluzione di immagazzinamento dell’energia conveniente e di lunga durata.

E nonostante l’emergere di nuove tecnologie di batterie, come le batterie ad acqua salata e al litio, e la crescente concorrenza delle celle a combustibile, il mercato globale delle batterie al piombo continua a crescere. Infatti, gli esperti del settore si aspettano che il mercato del piombo-acido cresca ad un CAGR del 3,25% durante i prossimi quattro anni e raggiunga un valore netto di oltre 70 miliardi di dollari.

Quando si tratta di batterie al piombo-acido, due tecnologie vengono confuse tra loro più spesso di qualsiasi altra – gel e Absorbent Glass Matt (AGM). Persino alcuni dei principali siti web di batterie hanno le loro informazioni confuse in termini di cos’è ogni batteria e per cosa è adatta. È vero che sia le batterie al gel che quelle AGM sono classificate come batterie piombo-acido sigillate, e condividono una moltitudine di similitudini. Tuttavia, hanno disegni di costruzione nettamente diversi per usi diversi.

Nel corso di questo post del blog, forniremo un confronto dettagliato tra le batterie al piombo-acido AGM e gel, al fine di aiutarvi a decidere quale sarebbe più adatto per le vostre esigenze particolari.

Un breve background

Entrambe le tecnologie gel e AGM sono basate sul concetto di piombo-acido che è stato scoperto nel lontano 1869. In tutti questi anni, la tecnologia di base del piombo-acido è rimasta praticamente la stessa: l’elettrolita è acido e le piastre sono fatte di piombo.

Quando sono state introdotte per la prima volta, le batterie al piombo-acido hanno rivoluzionato il concetto di stoccaggio di energia. Erano le primissime batterie con capacità di ricarica. Mentre il piombo era costoso, il design di base delle batterie al piombo era adatto alla produzione di massa. Questo riuscì a mantenere i costi a un livello accessibile per molte applicazioni.

L’uso di piastre sottili significava che potevano essere usate per applicazioni che richiedevano forti e veloci picchi di corrente (motori di avviamento nelle automobili), mentre una piastra più spessa le rendeva ideali per applicazioni a ciclo profondo (frigoriferi, illuminazione di potenza, ecc.).

Come abbiamo detto sopra, il design di base che fu inventato più di un secolo e mezzo fa è ancora in uso oggi. Tuttavia, non era privo di difetti:

• Se il contenitore della batteria era rotto o incrinato, l’acido solforico altamente corrosivo poteva fuoriuscire.
• Le batterie al piombo-acido originali non potevano essere installate ad angolo, perché questo avrebbe aumentato la possibilità di perdite e ridotto la quantità di acido in contatto con le piastre.
• Siccome il piombo è un metallo vagliato, le piastre erano suscettibili di piegarsi, il che fa sì che la piastra tocchi e metta in corto l’intera unità o sparisca la loro pasta di materiale attivo.
• Nelle alte temperature, l’elettrolito evaporava, il che significava che le celle dovevano essere rabboccate periodicamente.

Batterie piombo-acido a manutenzione zero

Le prime batterie piombo-acido sigillate a manutenzione zero furono introdotte su larga scala a metà del 1900. Queste batterie erano sigillate, il che evitava che l’elettrolita perdesse o evaporasse. Tuttavia, queste batterie non risolvevano altri problemi, come il cortocircuito dovuto alla deformazione delle piastre di piombo, i danni causati da perdite da un involucro rotto o incrinato, o la vita ridotta e le scarse prestazioni quando erano installate ad angolo.

Tecnologia AGM (Asorbent Glass Mat)

Sviluppate per la prima volta negli anni ’70, le batterie AGM utilizzano fibre di vetro tessute in un tappetino molto sottile che viene saturato in acido solforico e poi posto tra le piastre. Questo ha immediatamente risolto una serie di problemi nel vecchio design, che è ora indicato come piombo-acido allagato (FLA). Poiché queste batterie regolate a valvola erano a prova di perdite, potevano essere spedite senza restrizioni di materiale pericoloso. Le piastre possono essere rese piatte per assomigliare a una batteria FLA standard in un contenitore rettangolare, oppure possono essere avvolte in una cella cilindrica.

La tecnologia ha guadagnato trazione negli anni ’80 come batteria SLA per UPS e veicoli e aerei militari per migliorare l’affidabilità e ridurre il peso. Ecco alcuni dei notevoli vantaggi delle batterie AGM:

• Se il contenitore si incrina o si rompe, l’acido rimane nel tappetino e non fuoriesce.
• Queste batterie possono essere montate con qualsiasi angolazione perché il design assicura che la piastra sia sempre in pieno contatto con l’elettrolita.
• Il tappetino è essenzialmente un componente integrale della struttura delle batterie, tenendo le piastre di piombo in posizione ed evitando qualsiasi deformazione. Anche se le piastre si piegassero, il tappetino impedirebbe loro di entrare in contatto l’una con l’altra.

La resistenza interna delle batterie AGM è anche molto bassa, il che significa che hanno una vita di servizio relativamente lunga – anche quando sono sottoposte a cicli intensi – e sono in grado di fornire correnti elevate su richiesta. Inoltre, le batterie AGM sono a manutenzione zero, sono considerevolmente più leggere delle batterie al piombo-acido allagate e forniscono una superba affidabilità elettrica. Possono anche rimanere più a lungo in magazzino senza bisogno di una carica, perché sono meno suscettibili alla solfatazione. Inoltre, la batteria ha una bassa autoscarica e può resistere bene alle basse temperature.

L’elenco dei vantaggi non finisce qui! Le batterie AGM hanno anche una superba capacità di ciclo profondo e una carica che è fino a 5 volte più veloce delle loro controparti FLA. Si comportano in modo ammirevole anche per quanto riguarda la profondità di scarica (DoD). Mentre le batterie piombo-acido allagate hanno in genere un DoD specificato del 50%, le batterie AGM offrono circa l’80%.

A causa del loro peso relativamente leggero e della buona resistenza alle vibrazioni, le batterie AGM sono comunemente usate nelle automobili e negli aerei. Inoltre, il loro design unico significa che le possibilità di fuoriuscita di acido in caso di collisione o incidente sono relativamente basse. Le batterie AGM offrono anche superbe prestazioni in condizioni di freddo, il che le rende adatte per applicazioni marine, robotiche e per camper.

Tuttavia, proprio come tutti gli altri tipi di batterie, anche le unità AGM hanno i loro svantaggi. In primo luogo, le loro prestazioni soffrono a temperature più calde. Infatti, molti produttori raccomandano di fermare la carica se il nucleo della batteria supera i 49°C (120°F). Le batterie AGM sono anche sensibili al sovraccarico.

Tecnologia gel

Mentre la tecnologia AGM ha certamente migliorato la flessibilità nel segmento delle batterie al piombo, non ha eliminato tutti i difetti e i problemi. Nelle applicazioni con scosse o vibrazioni, il tappetino potrebbe finire per sfregare contro le piastre, con conseguenti danni.

Mentre la tecnologia delle batterie al gel è stata concepita negli anni 30, non è stata perfezionata e commercializzata fino agli anni 80. Le batterie al gel usano un elettrolita che è simile a un gel di silicone nella composizione e nell’aspetto. Il gel migliora l’integrità strutturale della batteria internamente e mantiene le piastre di piombo e il loro materiale attivo in posizione. Il gel si “incolla” alle piastre – combinando essenzialmente le piastre e gli elettroliti in un unico pezzo, in modo che si muovano in sincronia se l’unità viene scossa o vibrata.

Le batterie al gel offrono una moltitudine di vantaggi che le rendono adatte a un ampio numero di applicazioni. In primo luogo, proprio come le loro controparti AGM, le batterie al gel non richiedono alcuna manutenzione. A causa della natura viscosa e plasmatica dell’elettrolita, la possibilità di perdite è molto ridotta, anche se l’involucro esterno è rotto. Ciò significa che le batterie al gel possono essere collocate in qualsiasi angolo o posizione. Inoltre, queste batterie hanno una valvola che elimina la pressione eccessiva.

Le batterie al gel hanno anche una superba resistenza agli urti e alle vibrazioni. Non ci sono emissioni di idrogeno, il che significa che non devi preoccuparti di metterle in un’area ventilata mentre sono in carica. Inoltre, dato che le unità al gel hanno capacità cicliche superiori, hanno anche una caratteristica di scarica più alta.

Inoltre, a differenza delle batterie FLA, le batterie al gel possono essere facilmente riattivate anche dopo essere state lasciate scariche per un periodo di tempo prolungato.

Ora che abbiamo discusso i vantaggi delle batterie al gel, è il momento di passare ai loro svantaggi – con il prezzo che è il primo della lista. Rispetto alle tradizionali batterie piombo-acido allagate, e anche alle unità AGM, le batterie al gel hanno un prezzo considerevolmente più alto. Hanno anche un tasso di carica relativamente lento. Inoltre, la loro carica deve essere interrotta immediatamente dopo il suo completamento perché può sviluppare dei vuoti con il suo elettrolito, il che può potenzialmente causare una perdita di capacità di carica.

Un’altra cosa da cui le batterie al gel devono essere protette è il calore. Le alte temperature possono avere un impatto negativo sulla saturazione e sulla composizione dell’elettrolita.

A causa dei numerosi vantaggi che offrono, le batterie al gel sono adatte a una vasta gamma di applicazioni. Le più comuni includono l’immagazzinamento dell’energia solare, i ventilatori nelle strutture sanitarie e forse la più comune: le auto elettriche.

Gel o AGM: qual è meglio?

Da un punto di vista teorico, la risposta è semplice: il gel è la superiore delle due tecnologie. Tuttavia, se si guarda da un punto di vista pratico, il prezzo delle batterie al gel è giustificato solo se la batteria deve essere in grado di sopportare bene gli urti o le vibrazioni.

L’uso delle batterie al gel è abbastanza diffuso nell’industria dei veicoli ad alte prestazioni – moto da fuoristrada, moto d’acqua, ATV (All Terrain Vehicles), quad, ecc – aree in cui gli urti e le forti vibrazioni sono comuni. Per applicazioni come queste, scegliere le batterie al gel rispetto alle unità AGM e FLA è una decisione sensata.

Tuttavia, quando si tratta della maggior parte delle altre applicazioni, come l’illuminazione di emergenza, le automobili normali, i sistemi di illuminazione di emergenza e le soluzioni di stoccaggio dell’energia solare, le batterie AGM sono la scelta migliore grazie ai loro costi inferiori.

Perché le tecnologie delle batterie al piombo-acido sono spesso confuse tra loro

Come abbiamo detto nei paragrafi precedenti, le batterie al piombo-acido sigillate (SLA) sono disponibili in due diverse varianti: gel e AGM. Tuttavia, abbiamo anche usato una serie di termini per descriverle entrambe, tra cui ‘a manutenzione zero’, ‘piombo-acido sigillato’ e ‘regolato a valvole’. Questo è probabilmente il motivo principale per cui i consumatori spesso confondono le due tecnologie. Permetteteci di spiegare cosa significano questi termini.

Batterie piombo-acido regolate a valvola

Anche se le batterie AGM e gel sono classificate come ‘batterie piombo-acido sigillate’, il fatto è che non sono veramente sigillate. Per esempio, se l’unità si surriscalda a causa di una carica eccessiva, potrebbe portare a un accumulo di gas che potrebbe far esplodere la batteria. Per evitare che questo accada, sia le batterie al gel che quelle AGM hanno delle valvole a pressione che permettono ai gas di uscire una volta che il nucleo della batteria raggiunge una certa temperatura.

Sealed Lead-Acid (SLA)

Tecnicamente parlando, anche le batterie FLA chiuse possono essere definite come batterie al piombo-acido sigillate. Ma detto questo, molti consumatori riservano il termine ‘piombo-acido sigillato’ alle batterie al gel o AGM. Tuttavia, non dare per scontato che questo sia universalmente vero. Ogni volta che acquisti una batteria, assicurati sempre di capire cosa intende il venditore o il produttore per SLA. Potete farlo verificando come l’elettrolita (l’acido della batteria) è conservato all’interno della batteria:

• Come liquido: si tratta di una batteria FLA che non può essere utilizzata in applicazioni con eccessivi scossoni o installata ad angolo.
• In un tappetino di vetro: si tratta di una batteria AGM e non è adatta ad applicazioni che comportano forti scossoni o vibrazioni.
• Come gel di silicone: Questa è una batteria al gel che può praticamente essere utilizzata ovunque.

Parola finale

L’opzione migliore dipende in definitiva dalle esigenze del consumatore e dall’uso previsto. Le seguenti cose dovrebbero essere considerate quando si decide quale tipo di batteria acquistare:

• L’applicazione della batteria
• L’ambiente in cui la batteria sarà collocata
• Come la batteria sarà ricaricata
• Se si richiedono esplosioni di potenza o un tasso di scarico lento

Una volta risposto alle seguenti domande, sarete in grado di determinare quale tipo di batteria sarebbe meglio per voi.

Se stai cercando la migliore soluzione di stoccaggio dell’energia per il tuo sistema di generazione di energia solare, o vuoi saperne di più sulle proprietà delle batterie al litio e al piombo-acido, contatta gli esperti di CANBAT. Siamo uno dei principali produttori e fornitori di batterie del Canada.