Технология и преимущества свинцово-углеродных аккумуляторов CSPower

Свинцово-углеродный аккумулятор CSPower – технология, преимущества

С развитием общества потребности в аккумуляторах для хранения энергии в различных социальных ситуациях продолжают расти. За последние несколько десятилетий многие аккумуляторные технологии достигли большого прогресса, а разработка свинцово-кислотных аккумуляторов также столкнулась со многими возможностями и проблемами. В этом контексте ученые и инженеры работали вместе, чтобы добавить углерод к отрицательно активному материалу свинцово-кислотных батарей, и на свет появилась свинцово-углеродная батарея, модернизированная версия свинцово-кислотных батарей.

Свинцово-угольные аккумуляторы представляют собой усовершенствованную форму свинцово-кислотных аккумуляторов с клапанным регулированием, в которых используется катод, состоящий из углерода, и анод, изготовленный из свинца. Углерод на углеродном катоде выполняет функцию конденсатора или «суперконденсатора», который обеспечивает быструю зарядку и разрядку, а также увеличение срока службы на начальном этапе зарядки аккумулятора.

Почему рынку нужны свинцово-углеродные аккумуляторы???

• * Виды отказов плоских свинцово-кислотных аккумуляторов VRLA при интенсивной циклической работе.

Наиболее распространенными видами отказов являются:

– Размягчение или выпадение активного материала. Во время разряда оксид свинца (PbO2) положительной пластины превращается в сульфат свинца (PbSO4), а во время зарядки обратно в оксид свинца. Частая езда на велосипеде уменьшит сцепление материала положительной пластины из-за большего объема сульфата свинца по сравнению с оксидом свинца.

– Коррозия сетки положительной пластины. Эта коррозионная реакция ускоряется в конце процесса загрузки из-за необходимого присутствия серной кислоты.

– Сульфатация активного материала отрицательной пластины. Во время разряда свинец (Pb) отрицательной пластины также превращается в сульфат свинца (PbSO4). Когда кристаллы сульфата свинца на отрицательной пластине остаются в низком состоянии заряда, они растут и затвердевают, образуя непроницаемый слой, который невозможно преобразовать в активный материал. В результате емкость снижается, пока батарея не станет бесполезной.

• * Для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора требуется время.

В идеале свинцово-кислотную батарею следует заряжать со скоростью, не превышающей 0,2С, а фаза основной зарядки должна длиться восемь часов абсорбционной зарядки. Увеличение зарядного тока и зарядного напряжения сократит время перезарядки за счет сокращения срока службы из-за повышения температуры и более быстрой коррозии положительной пластины из-за более высокого зарядного напряжения.

• * Свинцово-угольный: лучшие характеристики при частичном заряде, больший срок службы, более высокая эффективность при глубоком цикле.

Замена активного материала отрицательной пластины свинцово-углеродным композитом потенциально снижает сульфатацию и улучшает прием заряда отрицательной пластины.

Технология свинцово-углеродных аккумуляторов

Большинство используемых аккумуляторов обеспечивают быструю зарядку в течение часа и более. Пока батареи находятся в состоянии заряда, они все равно могут обеспечивать выходную энергию, что позволяет им работать даже при состоянии заряда, что увеличивает их использование. Однако проблема, возникшая в свинцово-кислотных батареях, заключалась в том, что для разрядки требовалось очень мало времени, а для повторного заряда — очень много времени.

Причиной того, что свинцово-кислотным батареям потребовалось так много времени, чтобы восстановить первоначальный заряд, были остатки сульфата свинца, осаждавшиеся на электродах батареи и других внутренних компонентах. Это требовало периодического выравнивания сульфата на электродах и других компонентах батареи. Это осаждение сульфата свинца происходит при каждом цикле зарядки и разрядки, а избыток электронов из-за осаждения вызывает образование водорода, что приводит к потере воды. Эта проблема со временем усугубляется, и остатки сульфата начинают образовывать кристаллы, которые разрушают способность электрода воспринимать заряд.

Положительный электрод той же батареи дает хорошие результаты, несмотря на то, что в ней выпадает тот же осадок сульфата свинца, что ясно показывает, что проблема кроется в отрицательном электроде батареи. Чтобы решить эту проблему, ученые и производители решили эту проблему, добавив углерод в отрицательный электрод (катод) батареи. Добавление углерода улучшает прием заряда аккумулятора, исключая частичный заряд и старение аккумулятора из-за остатков сульфата свинца. Добавляя углерод, батарея начинает вести себя как «суперконденсатор», предлагая свои свойства для повышения производительности батареи.

Свинцово-углеродные аккумуляторы являются идеальной заменой для применений, в которых используются свинцово-кислотные аккумуляторы, например, в системах с частым стартом и микро/мягких гибридных системах. Свинцово-углеродные батареи могут быть тяжелее по сравнению с другими типами батарей, но они экономически эффективны, устойчивы к экстремальным температурам и не требуют механизмов охлаждения для совместной работы. В отличие от традиционных свинцово-кислотных аккумуляторов, эти свинцово-углеродные аккумуляторы прекрасно работают при заряде от 30 до 70 процентов, не опасаясь выпадения сульфатов. Свинцово-угольные аккумуляторы превосходят свинцово-кислотные по большинству функций, но при разряде они испытывают падение напряжения, как и суперконденсаторы.

Строительство дляCSPowerСвинцово-углеродный аккумулятор глубокого цикла быстрой зарядки

Особенности свинцово-углеродных аккумуляторов с быстрой зарядкой и глубоким циклом зарядки

• l Объедините характеристики свинцово-кислотной батареи и суперконденсатора.
• l Проектирование обслуживания с длительным жизненным циклом, превосходным PSoC и циклической производительностью.
• L Высокая мощность, быстрая зарядка и разрядка
• l Уникальный дизайн сетки и свинца
• l Терпимость к экстремальным температурам
• л Способен работать при -30°C -60°C
• l Возможность восстановления после глубокой разрядки

Преимущества свинцово-углеродных аккумуляторов с быстрой зарядкой и глубоким циклом зарядки

Каждая батарея имеет свое предназначение в зависимости от ее применения, и ее нельзя назвать хорошей или плохой в целом.

Свинцово-углеродные аккумуляторы, возможно, не являются новейшей технологией производства аккумуляторов, но они предлагают некоторые большие преимущества, которые не могут предложить даже новейшие аккумуляторные технологии. Некоторые из этих преимуществ свинцово-угольных аккумуляторов приведены ниже:

• l Меньше сульфатации в случае частичного заряжения.
• l Более низкое зарядное напряжение и, следовательно, более высокий КПД и меньшая коррозия положительной пластины.
• l А общий результат — увеличение срока службы.

Испытания показали, что наши свинцово-углеродные аккумуляторы выдерживают не менее восьмисот 100% циклов DoD.

Испытания заключаются в ежедневном разряде до 10,8В с I=0,2C₂₀, примерно двухчасовом отдыхе в разряженном состоянии, а затем подзарядке с I=0,2C₂₀.

• l ≥ 1200 циклов при 90% DoD (разряд до 10,8В с I = 0,2C₂₀, примерно два часа отдыха в разряженном состоянии, а затем подзарядка с I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 2500 циклов при 60% DoD (разряд в течение трех часов при I = 0,2C₂₀, сразу перезарядка при I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 3700 циклов при 40% DoD (разряд в течение двух часов при I = 0,2C₂₀, сразу перезарядка при I = 0,2C₂₀)
• l Эффект термического повреждения в свинцово-углеродных батареях минимален из-за их зарядно-разрядных свойств. Отдельные ячейки далеки от риска возгорания, взрыва или перегрева.
• l Свинцово-углеродные аккумуляторы идеально подходят для сетевых и автономных систем. Это качество делает их хорошим выбором для систем солнечной энергетики, поскольку они обеспечивают высокий ток разряда.

Свинцово-углеродные аккумуляторыVSГерметичный свинцово-кислотный аккумулятор, гелевые аккумуляторы.

• l Свинцово-углеродные аккумуляторы лучше переносят частичный заряд (PSOC). Обычные свинцовые аккумуляторы работают лучше и служат дольше, если они соблюдают строгий режим «полный заряд»-«полный разряд»-полный заряд; они плохо реагируют на зарядку в любом состоянии между полным и пустым. Свинцово-углеродные батареи лучше работают в более неоднозначных регионах зарядки.
• l В свинцово-углеродных батареях используются отрицательные электроды суперконденсатора. В углеродных батареях используется стандартный положительный электрод свинцовой батареи и отрицательный электрод суперконденсатора. Этот электрод суперконденсатора является ключом к долговечности углеродных батарей. Стандартный свинцовый электрод с течением времени подвергается химической реакции при зарядке и разрядке. Отрицательный электрод суперконденсатора уменьшает коррозию положительного электрода, что приводит к увеличению срока службы самого электрода, что приводит к увеличению срока службы батарей.
• l Свинцово-углеродные аккумуляторы имеют более высокую скорость зарядки/разрядки. Скорость заряда/разряда стандартных свинцовых аккумуляторов составляет максимум 5–20 % от номинальной емкости. Это означает, что вы можете заряжать или разряжать аккумуляторы в течение 5 – 20 часов, не вызывая при этом каких-либо долгосрочных повреждений устройств. Углеродный свинец имеет теоретическую неограниченную скорость зарядки/разрядки.
• l Свинцово-угольные аккумуляторы не требуют никакого обслуживания. Аккумуляторы полностью герметичны и не требуют активного обслуживания.
• l Свинцово-углеродные батареи конкурентоспособны по цене с батареями гелевого типа. Гелевые батареи по-прежнему немного дешевле покупать заранее, но углеродные батареи лишь немного дороже. Текущая разница в цене между гелевыми и углеродными батареями составляет примерно 10-11%. Примите во внимание, что карбон служит примерно на 30% дольше, и вы поймете, почему это лучший вариант с соотношением цены и качества.