Tehnologija i prednosti olovno-ugljičnih baterija CSPower

CSPower olovno-karbonska baterija – tehnologija, prednosti

S napretkom društva, zahtjevi za skladištenjem energije u baterijama u raznim društvenim prilikama nastavljaju rasti. U posljednjih nekoliko decenija, mnoge tehnologije baterija su postigle veliki napredak, a razvoj olovno-kiselinskih baterija također se suočio s mnogim prilikama i izazovima. U tom kontekstu, naučnici i inženjeri su zajedno radili na dodavanju ugljika negativnom aktivnom materijalu olovno-kiselinskih baterija, i tako je rođena olovno-ugljična baterija, nadograđena verzija olovno-kiselinskih baterija.

Olovno-ugljične baterije su napredni oblik ventilski reguliranih olovno-kiselinskih baterija koje koriste katodu napravljenu od ugljika i anodu napravljenu od olova. Ugljik na katodi napravljenoj od ugljika obavlja funkciju kondenzatora ili "superkondenzatora" koji omogućava brzo punjenje i pražnjenje, uz produženi vijek trajanja u početnoj fazi punjenja baterije.

Zašto su tržištu potrebne olovno-ugljične baterije???

• * Načini kvara VRLA olovno-kiselinskih baterija s ravnim pločama u slučaju intenzivnog ciklusa

Najčešći načini kvara su:

– Omekšavanje ili odvajanje aktivnog materijala. Tokom pražnjenja, olovni oksid (PbO2) pozitivne ploče se transformiše u olovni sulfat (PbSO4), a tokom punjenja nazad u olovni oksid. Često cikliranje će smanjiti koheziju materijala pozitivne ploče zbog veće količine olovnog sulfata u poređenju sa olovnim oksidom.

– Korozija rešetke pozitivne ploče. Ova reakcija korozije se ubrzava na kraju procesa punjenja zbog neophodnog prisustva sumporne kiseline.

– Sulfacija aktivnog materijala negativne ploče. Tokom pražnjenja, olovo (Pb) negativne ploče se također transformira u olovo-sulfat (PbSO4). Kada se ostavi u niskom stanju napunjenosti, kristali olovo-sulfata na negativnoj ploči rastu i stvrdnjavaju se te formiraju neprobojni sloj koji se ne može ponovo pretvoriti u aktivni materijal. Rezultat je smanjenje kapaciteta, sve dok baterija ne postane beskorisna.

• * Potrebno je vrijeme za punjenje olovno-kiselinske baterije

Idealno bi bilo da se olovni akumulator puni brzinom koja ne prelazi 0,2C, a faza punjenja treba da traje osam sati apsorpcijskog punjenja. Povećanje struje punjenja i napona punjenja skratit će vrijeme punjenja na štetu smanjenog vijeka trajanja zbog porasta temperature i brže korozije pozitivne ploče zbog većeg napona punjenja.

• * Olovo-ugljik: bolje performanse parcijalnog stanja napunjenosti, više ciklusa, duži vijek trajanja i veća efikasnost dubokog ciklusa

Zamjena aktivnog materijala negativne ploče kompozitom olova i ugljika potencijalno smanjuje sulfatizaciju i poboljšava prihvatanje naboja negativne ploče.

Tehnologija olovnih ugljičnih baterija

Većina baterija koje se koriste nude brzo punjenje u roku od sat vremena ili više. Dok su baterije napunjene, one i dalje mogu pružiti izlaznu energiju što ih čini operativnim čak i u stanju napunjenosti, povećavajući njihovu potrošnju. Međutim, problem koji se pojavio kod olovnih baterija bio je taj što je trebalo vrlo malo vremena da se isprazne, a vrlo dugo vremena da se ponovo napune.

Razlog zašto je olovno-kiselinskim baterijama trebalo toliko dugo da postignu prvobitno punjenje bili su ostaci olovnog sulfata koji su se taložili na elektrodama baterije i drugim unutrašnjim komponentama. To je zahtijevalo povremeno izjednačavanje sulfata s elektrodama i drugim komponentama baterije. Ovo taloženje olovnog sulfata događa se sa svakim ciklusom punjenja i pražnjenja, a višak elektrona zbog taloženja uzrokuje proizvodnju vodika što rezultira gubitkom vode. Ovaj problem se vremenom povećava i ostaci sulfata počinju formirati kristale koji uništavaju sposobnost elektrode da prihvati naboj.

Pozitivna elektroda iste baterije daje dobre rezultate uprkos istom taloženju olovnog sulfata, što jasno pokazuje da je problem unutar negativne elektrode baterije. Da bi prevazišli ovaj problem, naučnici i proizvođači su ga riješili dodavanjem ugljika na negativnu elektrodu (katodu) baterije. Dodavanje ugljika poboljšava prihvatanje punjenja baterije, eliminirajući djelimično punjenje i starenje baterije zbog ostataka olovnog sulfata. Dodavanjem ugljika, baterija počinje da se ponaša kao 'superkondenzator' nudeći svoja svojstva za bolje performanse baterije.

Olovo-ugljične baterije su savršena zamjena za primjene koje uključuju olovno-kiselinske baterije, kao što su česte start-stop aplikacije i mikro/blagi hibridni sistemi. Olovno-ugljične baterije mogu biti teže u poređenju s drugim vrstama baterija, ali su isplative, otporne na ekstremne temperature i ne zahtijevaju mehanizme hlađenja za rad. Za razliku od tradicionalnih olovno-kiselinskih baterija, ove olovno-ugljične baterije savršeno rade između 30 i 70 posto kapaciteta punjenja bez straha od taloženja sulfata. Olovno-ugljične baterije su nadmašile olovno-kiselinske baterije u većini funkcija, ali pate od pada napona pri pražnjenju kao što to čini superkondenzator.

Izgradnja zaCSPowerBrzo punjenje olovno-ugljične baterije s dubokim ciklusom punjenja

Karakteristike za brzo punjenje olovno-ugljičnih baterija s dubokim ciklusom punjenja

• Kombinujte karakteristike olovno-kiselinske baterije i superkondenzatora
• Dizajn dugog životnog ciklusa, odlične PSoC i ciklične performanse
• Velika snaga, brzo punjenje i pražnjenje
• Jedinstveni dizajn mreže i lijepljenja olova
• Ekstremna tolerancija temperature
• Može raditi na temperaturama od -30°C do -60°C
• Mogućnost oporavka nakon dubokog pražnjenja

Prednosti brzog punjenja olovno-ugljičnih baterija s dubokim ciklusom punjenja

Svaka baterija ima svoju namjensku upotrebu ovisno o primjeni i ne može se generalno nazvati dobrom ili lošom.

Olovo-ugljične baterije možda nisu najnovija tehnologija za baterije, ali nude neke velike prednosti koje čak ni nedavne tehnologije baterija ne mogu ponuditi. Neke od ovih prednosti olovo-ugljičnih baterija navedene su u nastavku:

• Manje sulfacije u slučaju rada u djelimičnom stanju napunjenosti.
• Niži napon punjenja i stoga veća efikasnost i manja korozija pozitivne ploče.
• A ukupni rezultat je poboljšani vijek trajanja.

Testovi su pokazali da naše olovno-ugljične baterije izdržavaju najmanje osamsto 100% DoD ciklusa.

Testovi se sastoje od dnevnog pražnjenja do 10,8 V sa I = 0,2C₂₀, nakon otprilike dva sata mirovanja u ispražnjenom stanju, a zatim punjenja sa I = 0,2C₂₀.

• l ≥ 1200 ciklusa @ 90% DoD (pražnjenje do 10,8V sa I = 0,2C₂₀, nakon otprilike dva sata mirovanja u ispražnjenom stanju, a zatim ponovno punjenje sa I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 2500 ciklusa @ 60% DoD (pražnjenje tokom tri sata sa I = 0,2C₂₀, odmah punjenjem pri I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 3700 ciklusa @ 40% DoD (pražnjenje tokom dva sata sa I = 0,2C₂₀, odmah punjenjem pri I = 0,2C₂₀)
• Učinak termičkog oštećenja je minimalan kod olovno-ugljičnih baterija zbog njihovih svojstava punjenja i pražnjenja. Pojedinačne ćelije su daleko od rizika od izgaranja, eksplozije ili pregrijavanja.
• Olovno-ugljične baterije savršeno se uklapaju i u sisteme na mreži i van mreže. Ova kvaliteta ih čini dobrim izborom za solarne električne sisteme jer nude visoku struju pražnjenja.

Olovno-ugljične baterijeVSZatvorene olovne baterije, gel baterije

• Olovno-ugljične baterije bolje funkcioniraju u djelimičnom stanju napunjenosti (PSOC). Obične olovne baterije najbolje rade i traju duže ako se pridržavaju strogog režima 'puno punjenje' - 'potpuno pražnjenje' - potpuno punjenje'; ne reagiraju dobro na punjenje u bilo kojem stanju između punog i praznog. Olovno-ugljične baterije bolje funkcioniraju u nejasnijim područjima punjenja.
• Olovno-ugljične baterije koriste negativne elektrode superkondenzatora. Ugljične baterije koriste standardnu ​​pozitivnu elektrodu olovne baterije i negativnu elektrodu superkondenzatora. Ova elektroda superkondenzatora je ključ dugovječnosti ugljičnih baterija. Standardna olovna elektroda s vremenom prolazi kroz hemijsku reakciju tokom punjenja i pražnjenja. Negativna elektroda superkondenzatora smanjuje koroziju na pozitivnoj elektrodi, što dovodi do dužeg vijeka trajanja same elektrode, što zauzvrat dovodi do dužeg vijeka trajanja baterija.
• Olovno-ugljične baterije imaju brže brzine punjenja/pražnjenja. Standardne olovne baterije imaju maksimalne brzine punjenja/pražnjenja između 5-20% svog nazivnog kapaciteta, što znači da možete puniti ili prazniti baterije između 5 i 20 sati bez uzrokovanja dugoročne štete na uređajima. Ugljično-olovo baterije imaju teoretski neograničenu brzinu punjenja/pražnjenja.
• Olovno-ugljične baterije ne zahtijevaju nikakvo održavanje. Baterije su potpuno zatvorene i ne zahtijevaju nikakvo aktivno održavanje.
• Olovno-karbonske baterije su cjenovno konkurentne u odnosu na gel baterije. Gel baterije su i dalje nešto jeftinije za kupovinu unaprijed, ali karbonske baterije su samo neznatno skuplje. Trenutna razlika u cijeni između gel i karbonskih baterija je otprilike 10-11%. Uzmite u obzir da karbonske baterije traju otprilike 30% duže i shvatit ćete zašto su to bolja opcija za uloženi novac.