Технологія та переваги свинцевих вуглецевих акумуляторів CSPower

CSPower Lead Carbon Battery – технологія, переваги

З розвитком суспільства вимоги до зберігання енергії акумулятора в різних соціальних випадках продовжують зростати. За останні кілька десятиліть багато технологій акумуляторів досягли значного прогресу, а розробка свинцево-кислотних акумуляторів також зіткнулася з багатьма можливостями та проблемами. У цьому контексті вчені та інженери працювали разом, щоб додати вуглець до негативного активного матеріалу свинцево-кислотних батарей, і народилася свинцево-вугільна батарея, оновлена ​​версія свинцево-кислотних батарей.

Свинцево-вуглецеві батареї – це вдосконалена форма свинцево-кислотних батарей з клапанним регулюванням, у яких використовується катод із вуглецю та анод із свинцю. Вуглець на виготовленому з вуглецю катоді виконує функцію конденсатора або «суперконденсатора», що дозволяє швидко заряджати та розряджати разом із подовженим терміном служби на початковому етапі заряджання батареї.

Навіщо ринку потрібна свинцево-вуглецева батарея???

• * Режими відмови свинцево-кислотних батарей VRLA з плоскою пластиною в разі інтенсивного циклу

Найпоширеніші види несправностей:

– Розм’якшення або осипання активного матеріалу. Під час розряду оксид свинцю (PbO2) позитивної пластини перетворюється на сульфат свинцю (PbSO4), а під час заряджання знову перетворюється на оксид свинцю. Часті цикли зменшать когезію матеріалу позитивної пластини через більший об’єм сульфату свинцю порівняно з оксидом свинцю.

– Корозія сітки позитивної пластини. Ця реакція корозії прискорюється в кінці процесу завантаження через необхідну присутність сірчаної кислоти.

– Сульфатація активного матеріалу негативної пластини. Під час розряду свинець (Pb) негативної пластини також перетворюється на сульфат свинцю (PbSO4). Коли кристали сульфату свинцю на негативній пластині залишаються в низькому стані заряду, ростуть і тверднуть, утворюючи непроникний шар, який неможливо перетворити на активний матеріал. Результатом є зменшення ємності, аж поки акумулятор не стане непотрібним.

• * Щоб зарядити свинцево-кислотний акумулятор, потрібен час

В ідеалі свинцево-кислотна батарея повинна заряджатися зі швидкістю, що не перевищує 0,2C, а фаза масового заряду повинна тривати вісім годин абсорбційного заряду. Збільшення струму заряду та напруги заряду скоротить час заряджання за рахунок скорочення терміну служби через підвищення температури та швидшу корозію позитивної пластини через високу напругу заряду.

• * Свинцевий вуглець: краща продуктивність часткового стану заряду, більше циклів, тривалий термін служби та більш ефективний глибокий цикл

Заміна активного матеріалу негативної пластини на свинцевий вуглецевий композит потенційно зменшує сульфатацію та покращує прийняття заряду негативною пластиною.

Технологія свинцевих вуглецевих акумуляторів

Більшість використовуваних акумуляторів пропонують швидку зарядку протягом години або більше. Поки батареї перебувають у стані заряду, вони все ще можуть випромінювати вихідну енергію, що робить їх працездатними навіть у стані заряду, збільшуючи їх використання. Однак проблема, яка виникла у свинцево-кислотних батареях, полягала в тому, що для розрядки знадобився дуже короткий час, а для повторної зарядки – дуже багато часу.

Причиною того, що свинцево-кислотним батареям знадобилося так багато часу, щоб отримати початковий заряд, були залишки сульфату свинцю, які осідали на електродах батареї та інших внутрішніх компонентах. Це вимагало періодичного вирівнювання сульфату з електродів та інших компонентів батареї. Це осадження сульфату свинцю відбувається з кожним циклом заряду та розряду, а надлишок електронів через осадження викликає утворення водню, що призводить до втрати води. З часом ця проблема посилюється, і залишки сульфату починають утворювати кристали, які руйнують здатність електрода приймати заряд.

Позитивний електрод тієї ж батареї дає хороші результати, незважаючи на той самий осад сульфату свинцю, що дає зрозуміти, що проблема в негативному електроді батареї. Щоб подолати цю проблему, вчені та виробники вирішили цю проблему, додавши вуглець до негативного електрода (катода) акумулятора. Додавання вуглецю покращує сприйняття заряду акумулятора, усуваючи частковий заряд і старіння акумулятора через залишки сульфату свинцю. Додаючи вуглець, батарея починає поводитися як «суперконденсатор», пропонуючи свої властивості для кращої продуктивності батареї.

Свинцево-вуглецеві батареї є ідеальною заміною для застосувань, які включають свинцево-кислотну батарею, як-от у системах із частим стартом і зупинкою та мікро/м’яких гібридних системах. Свинцево-вугільні батареї можуть бути важчими порівняно з іншими типами батарей, але вони є економічними, стійкими до екстремальних температур і не потребують механізмів охолодження для роботи разом з ними. На відміну від традиційних свинцево-кислотних акумуляторів, ці свинцево-вуглецеві батареї ідеально працюють із зарядною ємністю від 30 до 70 відсотків, не боячись сульфатних опадів. Свинцево-вугільні батареї перевершують свинцево-кислотні батареї в більшості функцій, але вони страждають від падіння напруги під час розряду, як і суперконденсатор.

Будівництво дляCSPowerСвинцево-вуглецевий акумулятор із глибоким циклом швидкої зарядки

Функції для свинцево-вуглецевої батареї Fast Charge Deep Cycle

• l Поєднайте характеристики свинцево-кислотної батареї та суперконденсатора
• l Довгий життєвий цикл обслуговування, відмінна PSoC і циклічна продуктивність
• l Висока потужність, швидка зарядка та розрядка
• l Унікальний дизайн сітки та свинцю
• l Стійкість до екстремальних температур
• l Здатність працювати при -30°C -60°C
• l Можливість відновлення глибокого розряду

Переваги свинцево-вуглецевої батареї Fast Charge Deep Cycle

Кожна батарея має своє призначене використання залежно від її застосування, і її не можна назвати хорошою чи поганою загалом.

Свинцево-вугільна батарея може бути не найновішою технологією для акумуляторів, але вона пропонує деякі великі переваги, яких не можуть запропонувати навіть останні технології акумуляторів. Нижче наведено деякі з цих переваг свинцево-вугільних батарей:

• l Менше сульфатації в разі роботи з частковим станом заряду.
• l Нижча напруга заряду і, отже, вища ефективність і менше корозії позитивної пластини.
• l І загальним результатом є покращений життєвий цикл.

Випробування показали, що наші свинцево-вуглецеві батареї витримують принаймні вісімсот циклів 100% DoD.

Випробування складаються з щоденного розряду до 10,8 В з I = 0,2C₂₀, приблизно двох годин відпочинку в розрядженому стані, а потім повторного заряджання з I = 0,2C₂0.

• l ≥ 1200 циклів при 90% DoD (розряд до 10,8 В з I = 0,2C₂₀, приблизно дві години відпочинку в розрядженому стані, а потім перезарядка з I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 2500 циклів @ 60% DoD (розряд протягом трьох годин з I = 0,2C₂₀, негайно шляхом перезарядки при I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 3700 циклів @ 40% DoD (розряд протягом двох годин з I = 0,2C₂₀, негайно шляхом перезарядки при I = 0,2C₂₀)
• l Ефект термічного пошкодження мінімальний у свинцево-вугільних батареях завдяки їхнім зарядно-розрядним властивостям. Окремі клітини далекі від ризику горіння, вибуху або перегріву.
• l Свинцево-вугільні батареї ідеально підходять для мережевих і автономних систем. Ця якість робить їх гарним вибором для сонячних електричних систем, оскільки вони пропонують високу здатність до розрядного струму

Свинцево-вуглецеві акумуляториVSГерметичні свинцево-кислотні акумулятори, гелеві акумулятори

• l Свинцево-вуглецеві батареї краще перебувають у стані часткового заряду (PSOC). Звичайні свинцеві батареї працюють найкраще і служать довше, якщо вони дотримуються суворого режиму «повний заряд» — «повний розряд» — повний заряд; вони погано реагують на заряджання в будь-якому стані між повним і порожнім. Свинцево-вуглецеві батареї зручніше працювати в більш неоднозначних областях зарядки.
• l У свинцево-вуглецевих батареях використовуються негативні електроди суперконденсатора. У вугільних батареях використовується стандартний позитивний електрод свинцевого типу батареї та негативний електрод суперконденсатора. Цей електрод суперконденсатора є ключем до довговічності вуглецевих батарей. Стандартний електрод свинцевого типу піддається хімічній реакції з часом під час заряджання та розряджання. Негативний електрод суперконденсатора зменшує корозію на позитивному електроді, що призводить до довшого терміну служби самого електрода, що згодом призводить до довговічності батарей.
• l Свинцево-вуглецеві батареї мають вищу швидкість заряду/розряду. Швидкість заряду/розряду стандартних свинцевих акумуляторів становить максимум 5-20% від номінальної ємності, що означає, що ви можете заряджати або розряджати акумулятори протягом 5-20 годин, не спричиняючи довгострокового пошкодження пристроїв. Carbon Lead має теоретично необмежену швидкість заряду/розряду.
• l Свинцево-вугільні батареї не потребують обслуговування. Батареї повністю герметичні і не потребують активного обслуговування.
• l Свинцево-вугільні батареї за ціною конкурентоспроможні гелевим батареям. Гелеві батареї все ще трохи дешевші, якщо купувати їх заздалегідь, але вугільні лише трохи дорожче. Поточна різниця в ціні між гелевими та вугільними акумуляторами становить приблизно 10-11%. Візьміть до уваги, що вуглець служить приблизно на 30% довше, і ви зрозумієте, чому це кращий варіант за співвідношенням ціни та якості.