Technologie a výhody olověných uhlíkových baterií CSPower

Olověná uhlíková baterie CSPower – technologie, výhody

S pokrokem společnosti stále rostou požadavky na skladování energie z baterií při různých společenských příležitostech. V posledních několika desetiletích dosáhlo mnoho technologií baterií velkého pokroku a vývoj olověných baterií také narazil na mnoho příležitostí a výzev. V této souvislosti vědci a inženýři spolupracovali na přidání uhlíku do negativního aktivního materiálu olověných baterií a zrodila se olověná uhlíková baterie, vylepšená verze olověných baterií.

Olověné uhlíkové baterie jsou pokročilou formou ventilem regulovaných olověných baterií, které využívají katodu složenou z uhlíku a anodu složenou z olova. Uhlík na uhlíkové katodě plní funkci kondenzátoru nebo „superkondenzátoru“, který umožňuje rychlé nabíjení a vybíjení spolu s prodlouženou životností v počáteční fázi nabíjení baterie.

Proč trh potřebuje olověné uhlíkové baterie???

• * Režimy selhání plochých olověných baterií VRLA v případě intenzivního cyklování

Nejběžnější režimy selhání jsou:

– Změkčení nebo uvolnění aktivního materiálu. Během vybíjení se oxid olovnatý (PbO2) kladné desky přeměňuje na síran olovnatý (PbSO4) a během nabíjení zpět na oxid olovnatý. Časté cyklování sníží soudržnost materiálu kladné desky v důsledku vyššího objemu síranu olovnatého ve srovnání s oxidem olovnatým.

– Koroze mřížky kladné desky. Tato korozní reakce se urychluje na konci procesu nabíjení v důsledku nezbytné přítomnosti kyseliny sírové.

– Sulfatace aktivního materiálu negativní desky. Během vybíjení se také olovo (Pb) negativní desky přeměňuje na síran olovnatý (PbSO4). Když jsou ponechány v nízkém stavu nabití, krystaly síranu olovnatého na negativní desce rostou a tvrdnou a tvoří neprostupnou vrstvu, kterou nelze přeměnit na aktivní materiál. Výsledkem je klesající kapacita, až se baterie stane nepoužitelnou.

• * Nabití olověné baterie nějakou dobu trvá

V ideálním případě by olověná baterie měla být nabíjena rychlostí nepřesahující 0,2 C a fáze hromadného nabíjení by měla trvat osm hodin absorpčního nabíjení. Zvýšení nabíjecího proudu a nabíjecího napětí zkrátí dobu nabíjení na úkor snížení životnosti v důsledku zvýšení teploty a rychlejší koroze kladné desky v důsledku vyššího nabíjecího napětí.

• * Olověný uhlík: lepší výkon při částečném nabití, více cyklů, dlouhá životnost a vyšší účinnost hlubokého cyklu

Nahrazení aktivního materiálu záporné desky olověným uhlíkovým kompozitem potenciálně snižuje sulfataci a zlepšuje přijímání náboje záporné desky.

Technologie olověných uhlíkových baterií

Většina používaných baterií nabízí rychlé nabíjení během jedné hodiny nebo déle. I když jsou baterie ve stavu nabití, mohou stále nabízet výstupní energii, která je činí provozuschopnými i ve stavu nabití, což zvyšuje jejich využití. Problém, který se objevil u olověných akumulátorů, byl v tom, že jejich vybití trvalo velmi krátkou dobu a opětovné nabití velmi dlouho.

Důvodem, proč olověným bateriím trvalo tak dlouho, než získaly své původní nabití, byly zbytky síranu olovnatého, které se vysrážely na elektrodách baterie a dalších vnitřních součástech. To vyžadovalo přerušované vyrovnávání síranu z elektrod a dalších součástí baterie. K tomuto vysrážení síranu olovnatého dochází při každém cyklu nabíjení a vybíjení a přebytek elektronů v důsledku srážení způsobuje produkci vodíku, což má za následek ztrátu vody. Tento problém se časem zvyšuje a zbytky síranu začnou tvořit krystaly, které ničí schopnost elektrody přijímat náboj.

Kladná elektroda stejné baterie poskytuje dobré výsledky navzdory tomu, že má stejné sraženiny síranu olovnatého, což objasňuje, že problém je v záporné elektrodě baterie. Aby tento problém překonali, vědci a výrobci tento problém vyřešili přidáním uhlíku k záporné elektrodě (katodě) baterie. Přidání uhlíku zlepšuje akceptaci nabití baterie, čímž se eliminuje částečné nabití a stárnutí baterie v důsledku zbytků síranu olovnatého. Přidáním uhlíku se baterie začne chovat jako „superkondenzátor“ nabízející své vlastnosti pro lepší výkon baterie.

Olověné uhlíkové baterie jsou dokonalou náhradou pro aplikace, které zahrnují olověné baterie, jako jsou časté start-stop aplikace a mikro/mild hybridní systémy. Olověné uhlíkové baterie mohou být těžší ve srovnání s jinými typy baterií, ale jsou nákladově efektivní, odolné vůči extrémním teplotám a nevyžadují chladicí mechanismy, aby fungovaly vedle nich. Na rozdíl od tradičních olověných baterií fungují tyto olověno-uhlíkové baterie perfektně mezi 30 a 70 procenty nabíjecí kapacity bez obav ze srážení síranů. Olověné uhlíkové baterie předčily olověné baterie ve většině funkcí, ale trpí poklesem napětí při vybíjení jako superkondenzátor.

Konstrukce proCSPowerRychlé nabíjení olověná uhlíková baterie s hlubokým cyklem

Funkce pro rychlé nabíjení olověné uhlíkové baterie s hlubokým cyklem

• l Kombinujte vlastnosti olověné baterie a super kondenzátoru
• l Design služeb s dlouhou životností, vynikající PSoC a cyklický výkon
• l Vysoký výkon, rychlé nabíjení a vybíjení
• l Jedinečný design mřížky a vkládání olova
• l Extrémní teplotní tolerance
• l Schopný pracovat při -30°C -60°C
• l Možnost obnovení hlubokého vybití

Výhody pro rychlé nabíjení olověné uhlíkové baterie s hlubokým cyklem

Každá baterie má své určené použití v závislosti na jejích aplikacích a nelze ji obecně označit jako dobrou nebo špatnou.

Olověná uhlíková baterie nemusí být nejnovější technologií pro baterie, ale nabízí některé skvělé výhody, které ani současné technologie baterií nemohou nabídnout. Některé z těchto výhod olověných uhlíkových baterií jsou uvedeny níže:

• l Méně sulfatace v případě provozu v částečném stavu nabití.
• l Nižší nabíjecí napětí a tím vyšší účinnost a menší koroze kladné desky.
• l A celkovým výsledkem je zlepšená životnost.

Testy ukázaly, že naše olověné uhlíkové baterie vydrží nejméně osm set 100% cyklů DoD.

Testy se skládají z denního vybíjení na 10,8 V s I = 0,2C20, přibližně dvouhodinového odpočinku ve vybitém stavu a poté z dobití s ​​I = 0,2C20.

• l ≥ 1200 cyklů @ 90 % DoD (vybití na 10,8 V s I = 0,2C₂₀, přibližně dvě hodiny odpočinku ve vybitém stavu a poté dobití s ​​I = 0,2C2₀)
• l ≥ 2500 cyklů @ 60 % DoD (vybití během tří hodin s I = 0,2C₂₀, okamžitě opětovným nabitím na I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 3700 cyklů @ 40 % DoD (vybití během dvou hodin s I = 0,2C₂₀, okamžitě opětovným nabitím na I = 0,2C₂₀)
• l Efekt tepelného poškození je u olověných uhlíkových baterií minimální díky jejich vlastnostem nabíjení a vybíjení. Jednotlivé články jsou daleko od rizika spálení, výbuchu nebo přehřátí.
• l Olověné uhlíkové baterie se perfektně hodí pro on-grid a off-grid systémy. Tato kvalita z nich dělá dobrou volbu pro solární elektrické systémy, protože nabízejí vysokou schopnost vybíjecího proudu

Olověné uhlíkové baterieVSUzavřená olověná baterie, gelové baterie

• l Olověné uhlíkové baterie jsou lepší při částečném nabití (PSOC). Běžné olověné baterie fungují nejlépe a vydrží déle, pokud dodržují přísný režim „plné nabití“ – „plné vybití“ – plné nabití; nereagují dobře na nabíjení v jakémkoli stavu mezi plným a prázdným. Olověné uhlíkové baterie jsou šťastnější, že fungují v nejednoznačnějších oblastech nabíjení.
• l Olověné uhlíkové baterie používají záporné elektrody superkondenzátoru. Uhlíkové baterie používají standardní kladnou elektrodu olověné baterie a zápornou elektrodu superkondenzátoru. Tato elektroda superkondenzátoru je klíčem k dlouhé životnosti uhlíkových baterií. Standardní elektroda olověného typu podléhá chemické reakci v průběhu času od nabíjení a vybíjení. Záporná elektroda superkondenzátoru snižuje korozi na kladné elektrodě a to vede k delší životnosti samotné elektrody, což pak vede k delší výdrži baterií.
• l Olověné uhlíkové baterie mají rychlejší nabíjení/vybíjení. Standardní olověné baterie mají rychlost nabíjení/vybíjení maximálně 5-20 % své jmenovité kapacity, což znamená, že baterie můžete nabíjet nebo vybíjet po dobu 5-20 hodin, aniž by došlo k dlouhodobému poškození jednotek. Carbon Lead má teoretickou neomezenou rychlost nabíjení/vybíjení.
• l Olověné uhlíkové baterie nevyžadují žádnou údržbu. Baterie jsou plně utěsněné a nevyžadují žádnou aktivní údržbu.
• l Olověné uhlíkové baterie jsou cenově konkurenceschopné s gelovými bateriemi. Gelové baterie jsou stále o něco levnější na nákup předem, ale uhlíkové baterie jsou jen o něco málo více. Současný cenový rozdíl mezi gelovými a uhlíkovými bateriemi je zhruba 10-11%. Vezměte v úvahu, že karbon vydrží přibližně o 30 % déle a můžete vidět, proč je to cenově výhodnější varianta.