Технология и предимство на оловна въглеродна батерия CSPower

Оловна въглеродна батерия CSPower – технология, предимства

С напредъка на обществото, изискванията за съхранение на енергия от батерията при различни социални поводи продължават да се увеличават. През последните няколко десетилетия много технологии за батерии постигнаха голям напредък и развитието на оловно-киселинните батерии също се натъкна на много възможности и предизвикателства. В този контекст учени и инженери работят заедно, за да добавят въглерод към отрицателния активен материал на оловно-киселинните батерии и се ражда оловно-въглеродната батерия, подобрена версия на оловно-киселинните батерии.

Оловно въглеродните батерии са усъвършенствана форма на клапанно регулирани оловно киселинни батерии, които използват катод, съставен от въглерод, и анод, съставен от олово. Въглеродът върху изработения от въглерод катод изпълнява функцията на кондензатор или „суперкондензатор“, който позволява бързо зареждане и разреждане заедно с удължен живот в началния етап на зареждане на батерията.

Защо пазарът се нуждае от оловно въглеродна батерия???

• * Режими на повреда на плоски VRLA оловни батерии в случай на интензивно циклиране

Най-честите режими на повреда са:

– Омекотяване или отделяне на активния материал. По време на разреждане оловният оксид (PbO2) на положителната пластина се трансформира в оловен сулфат (PbSO4) и обратно в оловен оксид по време на зареждането. Честите цикли ще намалят кохезията на материала на положителната пластина поради по-големия обем оловен сулфат в сравнение с оловния оксид.

– Корозия на решетката на положителната плоча. Тази корозионна реакция се ускорява в края на процеса на зареждане поради необходимото наличие на сярна киселина.

– Сулфатиране на активния материал на отрицателната пластина. По време на разреждането оловото (Pb) на отрицателната плоча също се трансформира в оловен сулфат (PbSO4). Когато се оставят в състояние на нисък заряд, кристалите на оловния сулфат върху отрицателната плоча растат и се втвърдяват и образуват непроницаем слой, който не може да се преобразува в активен материал. Резултатът е намаляване на капацитета, докато батерията стане безполезна.

• * Отнема време за презареждане на оловно-киселинна батерия

В идеалния случай оловно-киселинната батерия трябва да се зарежда със скорост, която не надвишава 0,2C, а фазата на масовото зареждане трябва да бъде с осем часа абсорбционно зареждане. Увеличаването на тока на зареждане и напрежението на зареждане ще съкрати времето за презареждане за сметка на намален експлоатационен живот поради повишаване на температурата и по-бърза корозия на положителната пластина поради по-високото напрежение на зареждане.

• * Оловен въглерод: по-добра производителност при частично състояние на заряд, повече цикли, дълъг живот и по-висока ефективност при дълбок цикъл

Замяната на активния материал на отрицателната плоча с оловен въглероден композит потенциално намалява сулфатирането и подобрява приемането на заряда на отрицателната плоча.

Технология за оловни въглеродни батерии

Повечето от използваните батерии предлагат бързо зареждане в рамките на час или повече. Докато батериите са в състояние на зареждане, те все още могат да предложат изходна енергия, което ги прави работещи дори в състояние на зареждане, увеличавайки тяхното използване. Въпреки това, проблемът, който възникна при оловно-киселинните батерии, беше, че отнема много малко време за разреждане и много дълго време за повторно зареждане.

Причината, поради която на оловно-киселинните батерии им отне толкова време, за да получат първоначалното си обратно зареждане, бяха остатъците от оловен сулфат, който се утаи върху електродите на батерията и други вътрешни компоненти. Това изисква периодично изравняване на сулфата от електроди и други компоненти на батерията. Това утаяване на оловен сулфат се случва при всеки цикъл на зареждане и разреждане и излишъкът от електрони поради утаяване причинява производство на водород, което води до загуба на вода. Този проблем се увеличава с времето и остатъците от сулфат започват да образуват кристали, които разрушават способността за приемане на заряд на електрода.

Положителният електрод на същата батерия дава добри резултати, въпреки че има същите утайки от оловен сулфат, което ясно показва, че проблемът е в отрицателния електрод на батерията. За да преодолеят този проблем, учените и производителите са решили този проблем чрез добавяне на въглерод към отрицателния електрод (катод) на батерията. Добавянето на въглерод подобрява приемането на заряда на батерията, като елиминира частичното зареждане и стареенето на батерията поради остатъците от оловен сулфат. Чрез добавяне на въглерод батерията започва да се държи като „суперкондензатор“, предлагайки своите свойства за по-добро представяне на батерията.

Оловно-въглеродните батерии са перфектен заместител за приложения, които включват оловно-киселинна батерия, като например при чести старт-стоп приложения и микро/леки хибридни системи. Оловно-въглеродните батерии могат да бъдат по-тежки в сравнение с други видове батерии, но са рентабилни, устойчиви на екстремни температури и не изискват охлаждащи механизми, за да работят заедно с тях. За разлика от традиционните оловно-киселинни батерии, тези оловно-въглеродни батерии работят перфектно между 30 и 70 процента капацитет на зареждане без страх от сулфатни утайки. Оловно-въглеродните батерии превъзхождат оловно-киселинните батерии в повечето от функциите, но страдат от спад на напрежението при разреждане, както прави суперкондензаторът.

Конструкция заCSPowerОловно въглеродна батерия с дълбок цикъл на бързо зареждане

Характеристики за Fast Charge Deep Cycle Lead Carbon батерия

• l Комбинирайте характеристиките на оловно-киселинна батерия и супер кондензатор
• l Сервизен дизайн с дълъг жизнен цикъл, отлична PSoC и циклична производителност
• l Висока мощност, бързо зареждане и разреждане
• l Уникален дизайн на решетка и олово
• l Устойчивост на екстремни температури
• l Може да работи при -30°C -60°C
• l Възможност за възстановяване при дълбоко разреждане

Предимства на оловно-въглеродна батерия с дълбок цикъл на бързо зареждане

Всяка батерия има определена употреба в зависимост от нейните приложения и не може да бъде определена като добра или лоша по общ начин.

Оловно-въглеродната батерия може да не е най-новата технология за батерии, но предлага някои големи предимства, които дори последните технологии за батерии не могат да предложат. Някои от тези предимства на оловно-въглеродните батерии са дадени по-долу:

• l По-малко сулфатиране в случай на работа в частично състояние на заряд.
• l По-ниско зарядно напрежение и следователно по-висока ефективност и по-малко корозия на положителната плоча.
• l Общият резултат е подобрен живот на цикъла.

Тестовете показват, че нашите оловни въглеродни батерии издържат най-малко осемстотин 100% DoD цикъла.

Тестовете се състоят от ежедневно разреждане до 10,8V с I = 0,2C₂₀, с приблизително два часа почивка в разредено състояние и след това презареждане с I = 0,2C₂0.

• l ≥ 1200 цикъла при 90% DoD (разреждане до 10,8 V с I = 0,2C₂₀, с приблизително два часа почивка в разредено състояние и след това презареждане с I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 2500 цикъла при 60% DoD (разреждане в продължение на три часа с I = 0,2C₂₀, веднага чрез презареждане при I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 3700 цикъла @ 40% DoD (разреждане за два часа с I = 0,2C₂₀, незабавно чрез презареждане при I = 0,2C₂₀)
• l Ефектът на термичното увреждане е минимален при оловно-въглеродните батерии поради техните свойства зареждане-разреждане. Индивидуалните клетки са далеч от рисковете от изгаряне, експлозия или прегряване.
• l Оловно-въглеродните батерии са перфектна комбинация за включени и извън мрежата системи. Това качество ги прави добър избор за слънчеви електрически системи, тъй като те предлагат способност за висок разряден ток

Оловни въглеродни батерииVSЗапечатана оловно-киселинна батерия, гел батерии

• l Оловно въглеродните батерии са по-добри в състояние на частично зареждане (PSOC). Обикновените оловни батерии работят най-добре и издържат по-дълго, ако следват строг режим „пълно зареждане“-„пълно разреждане“-пълно зареждане“; те не реагират добре на зареждане във всяко състояние между пълно и празно. Оловно въглеродните батерии са по-щастливи да функционират в по-двусмислени региони на зареждане.
• l Оловно въглеродните батерии използват отрицателни електроди на суперкондензатор. Въглеродните батерии използват стандартен положителен електрод на оловна батерия и отрицателен електрод на суперкондензатор. Този суперкондензаторен електрод е ключът към дълголетието на въглеродните батерии. Стандартен оловен електрод претърпява химическа реакция с течение на времето от зареждането и разреждането. Отрицателният електрод на суперкондензатора намалява корозията на положителния електрод и това води до по-дълъг живот на самия електрод, което след това води до по-дълготрайни батерии.
• l Оловно въглеродните батерии имат по-бързи скорости на зареждане/разреждане. Стандартните оловни батерии имат между максимум 5-20% от номиналния си капацитет за зареждане/разреждане, което означава, че можете да зареждате или разреждате батериите между 5 – 20 часа, без да причинявате дълготрайни щети на устройствата. Carbon Lead има теоретична неограничена скорост на зареждане/разреждане.
• l Оловно въглеродните батерии не изискват никаква поддръжка. Батериите са напълно запечатани и не изискват активна поддръжка.
• l Оловно въглеродните батерии са конкурентни по отношение на цените на батериите тип гел. Гел батериите все още са малко по-евтини за закупуване предварително, но въглеродните батерии са само малко по-евтини. Текущата разлика в цените между гел и въглеродни батерии е приблизително 10-11%. Вземете под внимание, че въглеродът издържа приблизително 30% по-дълго и можете да разберете защо е по-добра опция за парите.