grid | Energieblog | Article

Warum AGM-Batterien ohne Extended Stability Standard (ESS) Technologie für Rechenzentren, Telekom und Bahninfrastrukturen nicht geeignet sind

12.10.2020

teilen auf:
Warum AGM-Batterien ohne Extended Stability Standard (ESS) Technologie für Rechenzentren, Telekom und Bahninfrastrukturen nicht geeignet sind - Montag, 12.10.2020

 

Hohe Spannungsunterschiede, Störeinflüsse zur ausreichenden Wärmeabfuhr, Kapazitätsverluste und folglich niedrige Lebensdauererwartung sind heute typische technologiebedingte Nachteile vieler konventionellen ventilgeregelten Blei-Säure-AGM-Batterien. Was diese Nachteile für fatale Folgen für Batterien haben, zeigen die folgenden Aspekte. 


Wärmeentwicklung während des Ladevorgangs führt zu exothermen Reaktionen


Während des Ladevorgangs erwärmt der fließende Ladestrom die Batterie. Diese Wärmeentwicklung führt zu einer so genannten Rekombination der in der Batterie enthaltenen Gase. Die Folge: Das Gemisch aus Gasen und Wärme verursacht ein sogenanntes thermisches Durchgehen der Batterie und schädigt die AGM-Batterie (siehe Abbildung 1)


Abbildung 1: Konventionelle AGM-Batterie nach thermischem Durchgehen

 


 
Abbildung 2: Rekombinationsprozess innerhalb einer Batterie

 


Starker Einfluss der Schwerkraft auf die Ionenkonzentration im Elektrolyten 

 

Da die gelösten Ionen im Elektrolyten aufgrund der Schwerkraft schwerer als das Wasser sind, ist die Ionenkonzentration am Plattenboden höher als im oberen Plattenbereich. Dies gilt auch für den gesamten Batterieblock. Abbildung 3 zeigt die thermische Auswirkung auf eine Platte
 


 
Abbildung 3: Ergebnis einer Platte nach thermischem Durchgehen 

Eine sehr hohe Ionenkonzentration hat die folgenden zwei Auswirkungen:

  • Eine punktuelle Erwärmung während des Rekombinations- (Lade-) Prozesses
  • Eine Sulfatierung am Plattenboden, die den Lade-/Entladevorgang verhindert 

 

Ungleichmäßiges Mikrofaservlies führt zu ungleichmäßiger Verteilung des Elektrolyten

 

Eine absorbierende Glasmatte (AGM) bzw. ein Mikrofaservlies ist ein aus Glasfasern in unterschiedlichen Dicken (0,25 - 3 μm) gewebtes Netz. Zwischen den Fasern befindet sich ein Porensystem mit unterschiedlichen Durchmessern, um den Elektrolyten durch Kapillarkraft zu absorbieren. Während kleinere Poren mit Elektrolyten gefüllt sind, stehen die größeren Poren für den Gastransfer zur Verfügung, wie in Abbildung 4 dargestellt. 
 


Abbildung 4: Gewebtes Mikrofaservlies einer AGM Batteriezelle

Durch das gewebte Fasernetz ist das Porensystem über das gesamte Mikrofaservlies in der Regel inhomogen. Die Folge: Eine ungleichmäßige Verteilung des Elektrolyten innerhalb einer Batteriezelle.
 

 

Die Lösung: AGM ESS Technologie für bessere Wärmeleitfähigkeit und erhöhte Lebensdauer


Die Zugabe von Gelzusätzen zum Elektrolyten beseitigt die oben beschriebenen und wesentlichen Nachteile des konventionellen AGM-Designs. Es entsteht ein homogenes Porensystem, das eine gleichmäßige Elektrolytverteilung in dem Mikrofaservlies (Glasmatte) über die gesamte Lebensdauer der Batterie gewährleistet. Zusätzlich wird die Wärmeleitfähigkeit der Batteriezelle erheblich verbessert, wodurch auch die durchschnittliche Betriebstemperatur stabilisiert und somit die Lebensdauer der Batterie positiv beeinflusst wird.

.HOPPECKE nennt diese fortschrittliche Technologie: AGM ESS Technology. Achten Sie auf das HOPPECKE ESS Technology Siegel:

 

Abbildung 5 zeigt die Temperaturentwicklung einer AGM-Batterie mit dem Gel-Additiv während einer Überladung bei 2,65 V / Zelle für etwa 160 Stunden. Es ist deutlich zu erkennen, dass sich die Differenz zwischen der Batterietemperatur und der Umgebungstemperatur auf einem stabilen Niveau einpendelt und somit exotherme Reaktionen vermieden werden.  

 

  

Abbildung 5: Temperaturentwicklung beim Überladen einer AGM-Batterie mit Gelzusatz bei 2,65 V / Zelle für 160 Stunden

 

HOPPECKE AGM-Batterien mit ESS Technologie

 

Dieses Optimierungspotenzial hat HOPPECKE für sich und seine Kunden früh erkannt und bietet seit vielen Jahren alle AGM-Batterien mit der fortschrittlichen Extended Stability Standard (ESS) Technologie an.