Технология и предимства на оловно-въглеродните батерии CSPower

Оловно-въглеродна батерия CSPower – технология, предимства

С развитието на обществото, изискванията за съхранение на енергия в батериите продължават да се увеличават в различни социални ситуации. През последните няколко десетилетия много технологии за батерии постигнаха голям напредък, а развитието на оловно-киселинните батерии също се сблъска с много възможности и предизвикателства. В този контекст, учените и инженерите работиха заедно, за да добавят въглерод към отрицателния активен материал на оловно-киселинните батерии и така се роди оловно-въглеродната батерия, подобрена версия на оловно-киселинните батерии.

Оловно-въглеродните батерии са усъвършенствана форма на оловно-киселинни батерии с вентилно регулиране, които използват катод, изработен от въглерод, и анод, изработен от олово. Въглеродът върху въглеродния катод изпълнява функцията на кондензатор или „суперкондензатор“, който позволява бързо зареждане и разреждане, както и удължен живот в началния етап на зареждане на батерията.

Защо пазарът се нуждае от оловно-въглеродни батерии???

• * Режими на повреда на плоски VRLA оловно-киселинни батерии в случай на интензивно циклиране

Най-често срещаните режими на повреда са:

– Омекотяване или отлепване на активния материал. По време на разреждане оловният оксид (PbO2) на положителната плоча се трансформира в оловен сулфат (PbSO4) и обратно в оловен оксид по време на зареждане. Честото циклиране ще намали сцеплението на материала на положителната плоча 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 плоча. По време на разреждане оловото (Pb) на отрицателната плоча също се трансформира в оловен сулфат (PbSO4). Когато батерията е оставена в ниско състояние на заряд, кристалите на оловния сулфат върху отрицателната плоча растат, втвърдяват се и образуват непроницаем слой, който не може да бъде преобразуван отново в активен материал. Резултатът е намаляване на капацитета, докато батерията стане неизползваема.

• * Зареждането на оловно-киселинна батерия отнема време

В идеалния случай, оловно-киселинната батерия трябва да се зарежда със скорост, ненадвишаваща 0,2C, а фазата на пълно зареждане трябва да бъде с осем часа абсорбционен заряд. Увеличаването на зарядния ток и зарядното напрежение ще съкрати времето за презареждане за сметка на намален експлоатационен живот поради повишаване на температурата и по-бърза корозия на положителната плоча поради по-високото зарядно напрежение.

• * Оловно-въглеродни: по-добра производителност при частично зареждане, повече цикли на зареждане, по-дълъг живот и по-висока ефективност на дълбокия цикъл

Замяната на активния материал на отрицателната плоча с оловно-въглероден композит потенциално намалява сулфатирането и подобрява приемането на заряд от отрицателната плоча.

Технология на оловно-въглеродните 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 предоставят изходна енергия, което ги прави работещи дори в това състояние, увеличавайки потреблението им. Проблемът, който възниква при оловно-киселинните батерии, обаче е, че времето за разреждане е много кратко, а зареждането - много дълго.

Причината, поради която оловно-киселинните батерии се нуждаеха толкова от време, за да възстановят първоначалното си зареждане, бяха остатъците от оловен сулфат, които се отлагаха по електродите на батерията и други вътрешни компоненти. Това изискваше периодично изравняване на сулфата от електродите и другите компоненти на батерията. Това отлагане на оловен сулфат се случва при всеки цикъл на зареждане и разреждане, а излишъкът от електрони поради утаяването 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 на електрода да приема заряд.

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

Оловно-въглеродните батерии са перфектен заместител за приложения, които включват оловно-киселинна батерия, като например чести старт-стоп приложения и микро/меки 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 функции, но те страдат от спад на напрежението при разреждане, както се случва със суперкондензаторите.

Строителство заCSPowerБързо зареждане с дълбок цикъл на оловно-въглеродна батерия

Характеристики за бързо зареждане с дълбок цикъл на оловно-въглеродна батерия

• l Комбинирайте характеристиките на оловно-киселинната батерия и суперкондензатора
• Дизайн с дълъг жизнен цикъл, отлични PSoC и циклични характеристики
• l Висока мощност, бързо зареждане и разреждане
• l Уникален дизайн на решетка и оловно залепване
• l Изключително толерантна към температури
• Може да работи при -30°C -60°C
• l Възможност за възстановяване след дълбоко разреждане

Предимства на бързо зареждане с дълбок цикъл на оловно-въглеродни батерии

Всяка батерия има своето предназначение в зависимост от приложенията си и не може да се определи като добра или лоша по общ начин.

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

• По-малко сулфатиране при работа с частичен заряд.
• По-ниско зарядно напрежение и следователно по-висока ефективност и по-малко корозия на положителната плоча.
• l И общият резултат е подобрен живот на цикъла.

Тестовете показват, че нашите оловно-въглеродни батерии издържат на поне осемстотин 100% DoD цикъла.

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

• l ≥ 1200 цикъла при 90% DoD (разреждане до 10,8V с I = 0,2C₂₀, след приблизително два часа престой в разредено състояние и след това презареждане с I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 2500 цикъла @ 60% DoD (разреждане в продължение на три часа с I = 0,2C₂₀, незабавно чрез презареждане при I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 3700 цикъла @ 40% DoD (разреждане в продължение на два часа с I = 0,2C₂₀, незабавно чрез презареждане при I = 0,2C₂₀)
• Термичният ефект на повреждане е минимален при оловно-въглеродните батерии поради техните свойства на заряд-разряд. Отделните клетки са далеч от риска от изгаряне, експлозия или прегряване.
• Оловно-въглеродните батерии са идеално съчетание както за мрежови, така и за автономни системи. Това качество ги прави добър избор за слънчеви електрически системи, тъй като предлагат висок разряден ток.

Оловно-въглеродни батерииVSЗапечатана оловно-киселинна батерия, гел батерии

• Оловно-въглеродните батерии са по-добри при частично зареждане (PSOC). Обикновените оловно-въглеродни батерии работят най-добре и издържат по-дълго, ако следват строг режим „пълно зареждане“ - „пълно разреждане“ - пълно зареждане; те не реагират добре на зареждане в състояние между пълно и празно зареждане. Оловно-въглеродните батерии са по-подходящи за функциониране в по-неопределени области на зареждане.
• Оловно-въглеродните батерии използват отрицателни електроди от суперкондензатор. Въглеродните батерии използват стандартен положителен електрод от оловен тип батерия и отрицателен електрод от суперкондензатор. Този суперкондензаторен електрод е ключът към дълготрайността на въглеродните батерии. Стандартният 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 от своя страна води до по-дълготрайни батерии.
• Оловно-въглеродните батерии имат по-бързи скорости на зареждане/разреждане. Стандартните оловно-тип батерии имат между максималните 5-20% от номиналния си капацитет скорости на зареждане/разреждане, което означава, че можете да зареждате или разреждате батериите между 5 и 20 часа, без да причинявате дългосрочни повреди на устройствата. Оловно-въглеродните батерии имат теоретично неограничена скорост на зареждане/разреждане.
• Оловно-въглеродните батерии не изискват никаква поддръжка. Батериите са напълно запечатани и не изискват активна поддръжка.
• Оловно-въглеродните батерии са конкурентноспособни по цена с гел батериите. Гел батериите все още са малко по-евтини за закупуване предварително, но въглеродните батерии са само малко по-скъпи. Настоящата разлика в цената между гел и въглеродните батерии е приблизително 10-11%. Вземете предвид, че въглеродните батерии издържат приблизително 30% по-дълго и ще разберете защо са по-изгоден вариант.