Wraz ze zwiększającą się ilością odbiorników energii elektrycznej w samochodach rosną wymagania związane z jej dostarczaniem. Dodatkowym zagadnieniem, coraz bardziej wpływającym na obciążenie akumulatorów, jest cykliczność pracy, czyli ich odporność na naprzemienne ładowanie i rozładowywanie. Ma to szczególne znaczenie w samochodach wyposażonych w systemy mikrohybrydowe, takie jak układ start-stop.

Takie wymagania zmusiły konstruktorów do stworzenia akumulatorów typu AGM, które zawierają dodatkową matę z włókna szklanego, którą obłożone są płyty akumulatora. Mata ta nasączona jest elektrolitem. Dzięki takiej konstrukcji uzyskuje się lepsze oddziaływanie elektrolitu na masę czynną płyt. Dodatkowo elektrolit w macie szklanej ma formę żelową, co czyni akumulator odpornym na zmiany położenia.

Konstrukcja płyt

Akumulator Centra z technologią Carbon Boost.

W celu polepszenia właściwości elektrycznych samego stopu metali, z jakich wykonane są płyty, stosuje się domieszki do materiału bazowego, jakim jest ołów (Pb). I tak, znane są akumulatory wapniowe (Ca) i srebrowe (Ag). Domieszki tych metali do ołowiu powodują wolniejsze narastanie kryształów siarczanu ołowiu podczas głębokiego rozładowywania akumulatora, zwiększając tym samym jego żywotność i odporność na głębokie rozładowanie. W niektórych akumulatorach stosuje się dodatek węgla (technologia Carbon Boost w akumulatorach Exide), dzięki któremu zwiększono zdolność przyjmowania ładunku elektrycznego i zmniejszono czas ładowania. Według producenta czas ładowania takiego akumulatora został skrócony o 1,5 raza, a dodatek węgla spowodował zwiększenie odporności na pracę cykliczną o 4 razy oraz zwiększenie mocy rozruchowej o 30%.

Co daje węgiel? Ogólnie chodzi o zwiększenie tzw. konduktancji akumulatora, czyli zmniejszenie jego oporności wewnętrznej, która w przypadku akumulatorów tradycyjnych jest determinowana narostem kryształów siarczanu ołowiu. Węgiel przyczynia się do tworzenia „ścieżek przewodzących” i utrzymuje wystarczającą przewodność elektryczną w stanie rozładowanym, co sprawia, że kryształy siarczanu ołowiu będą mniejsze i bardziej reaktywne. Nawet jeśli akumulator jest coraz bardziej rozładowany, możliwe jest szybsze jego ładowanie. Problemem było stworzenie takiego materiału, który nie wpływałby negatywnie na właściwości mechaniczne płyt.

Głębokie zalanie

Wspomniana technologia AGM polegająca na zastosowaniu maty szklanej nasączonej kwasem nie jest jedyną stosowaną w akumulatorach przystosowanych do współpracy z systemami mikrohybrydowymi. Hamowanie regeneracyjne oraz system start-stop współpracują także z akumulatorami EFB (Enchanced Fllod Battery), których cechą jest to, że są one zalane większą niż standardowe baterie ilością elektrolitu. Powoduje to – podobnie jak w przypadku akumulatorów AGM – zwiększenie odporności na pracę cykliczną oraz polepszenie parametrów pracy. Akumulatory EFB są jednak tożsame z akumulatorami standardowymi, jeśli chodzi o warunki ich montażu. Ze względu na elektrolit w formie płynnej nie mogą one być montowane w pozycji innej niż standardowa.

Mimo wielu zalet tej technologii, istnieje także poważna wada polegająca na tym, że elektrolit w czasie pracy strefowo zmienia swoją gęstość - gęstszy zaczyna zbierać się przy dnie akumulatora, natomiast bardziej rozwodniony (rzadszy) skupia się przy powierzchni.

Aby zapobiec zjawisku uwarstwiania się elektrolitu, zaczęto stosować wkładki w kształcie lejków (akumulatory VARTA), do których w trakcie drgań związanych z ruchem pojazdu przelewa się rozrzedzony elektrolit znajdujący się w górnych warstwach. Dzięki zmieniającemu się przekrojowi lejków elektrolit ten wypływa z nich dolną częścią w strefie, gdzie jest gęstszy. Jest to rozwiązanie bazujące na drganiach akumulatora zamocowanego w samochodzie oraz na grawitacji. Rozwiązanie to stosowane jest najczęściej w akumulatorach samochodów ciężarowych, gdzie w obudowie znajduje się dostatecznie dużo miejsca na zastosowanie w każdym ogniwie jednego lejka.