Технологија и предност оловно-угљеничних батерија CSPower

CSPower оловно-угљенична батерија – технологија, предности

Са напретком друштва, захтеви за складиштењем енергије у батеријама у разним друштвеним приликама настављају да расту. У протеклих неколико деценија, многе технологије батерија су постигле велики напредак, а развој оловно-киселинских батерија је такође наишао на многе могућности и изазове. У том контексту, научници и инжењери су заједно радили на додавању угљеника негативном активном материјалу оловно-киселинских батерија, и тако је настала оловно-угљенична батерија, надограђена верзија оловно-киселинских батерија.

Оловно-угљеничне батерије су напредни облик вентилски регулисаних оловно-киселинских батерија које користе катоду направљену од угљеника и аноду направљену од олова. Угљеник на катоди направљеној од угљеника обавља функцију кондензатора или „суперкондензатора“ који омогућава брзо пуњење и пражњење, заједно са продуженим веком трајања у почетној фази пуњења батерије.

Зашто је тржишту потребна оловно-угљенична батерија???

• * Начини отказа равних VRLA оловно-киселинских батерија у случају интензивног циклуса

Најчешћи облици отказа су:

– Омекшавање или одвајање активног материјала. Током пражњења, олово-оксид (PbO2) позитивне плоче се трансформише у олово-сулфат (PbSO4), а током пуњења назад у олово-оксид. Често циклирање ће смањити кохезију материјала позитивне плоче због веће запремине олово-сулфата у поређењу са олово-оксидом.

– Корозија решетке позитивне плоче. Ова реакција корозије се убрзава на крају процеса пуњења због неопходног присуства сумпорне киселине.

– Сулфатација активног материјала негативне плоче. Током пражњења, олово (Pb) негативне плоче се такође трансформише у олово-сулфат (PbSO4). Када се оставе у ниском стању наелектрисања, кристали олово-сулфата на негативној плочи расту и стврдњавају се и формирају непробојни слој који се не може поново претворити у активни материјал. Резултат је смањење капацитета, све док батерија не постане бескорисна.

• * Потребно је време да се оловна батерија напуни

Идеално би било да се оловно-киселинска батерија пуни брзином која не прелази 0,2°C, а фаза пуњења треба да траје осам сати апсорпционог пуњења. Повећање струје пуњења и напона пуњења скратиће време пуњења на рачун смањеног века трајања због повећања температуре и брже корозије позитивне плоче због већег напона пуњења.

• * Олово-угљеник: боље перформансе делимичног стања напуњености, више циклуса, дужи век трајања и већа ефикасност дубоког циклуса

Замена активног материјала негативне плоче оловно-угљеничним композитом потенцијално смањује сулфацију и побољшава прихватање наелектрисања негативне плоче.

Технологија оловно-угљеничних батерија

Већина батерија које се користе нуди брзо пуњење у року од сат времена или више. Док су батерије напуњене, оне и даље могу да нуде излазну енергију што их чини оперативним чак и у стању напуњености, повећавајући њихову потрошњу. Међутим, проблем који се јављао код оловно-киселинских батерија био је тај што је потребно веома мало времена да се пражне, а веома дуго времена да се поново напуне.

Разлог због којег је оловно-киселинским батеријама требало толико времена да се напуне били су остаци олово-сулфата који су се таложили на електродама батерије и другим унутрашњим компонентама. То је захтевало повремено изједначавање сулфата са електрода и других компоненти батерије. Ово таложење олово-сулфата се дешава са сваким циклусом пуњења и пражњења, а вишак електрона услед таложења узрокује производњу водоника што резултира губитком воде. Овај проблем се временом повећава и остаци сулфата почињу да формирају кристале који нарушавају способност електроде да прихвати пуњење.

Позитивна електрода исте батерије даје добре резултате упркос томе што има исте талоге олово-сулфата, што јасно показује да је проблем у негативној електроди батерије. Да би превазишли овај проблем, научници и произвођачи су га решили додавањем угљеника на негативну електроду (катоду) батерије. Додавање угљеника побољшава прихватање пуњења батерије, елиминишући делимично пуњење и старење батерије услед остатака олово-сулфата. Додавањем угљеника, батерија почиње да се понаша као „суперкондензатор“ нудећи своја својства за боље перформансе батерије.

Оловно-угљеничне батерије су савршена замена за примене које укључују оловно-киселинску батерију, као што су честе старт-стоп примене и микро/благи хибридни системи. Оловно-угљеничне батерије могу бити теже у поређењу са другим врстама батерија, али су исплативе, отпорне на екстремне температуре и не захтевају механизме хлађења да би радиле заједно са њима. За разлику од традиционалних оловно-киселинских батерија, ове оловно-угљеничне батерије савршено раде између 30 и 70 процената капацитета пуњења без страха од таложења сулфата. Оловно-угљеничне батерије су надмашиле оловно-киселинске батерије у већини функција, али трпе пад напона при пражњењу као што је то случај са суперкондензатором.

Изградња заCSPowerБрзо пуњење дубоког циклуса оловно-угљеничне батерије

Карактеристике за брзо пуњење оловно-угљеничне батерије са дубоким циклусом пуњења

• l Комбинују карактеристике оловне батерије и супер кондензатора
• Дизајн дугог животног циклуса, одличне PSoC и цикличне перформансе
• l Велика снага, брзо пуњење и пражњење
• Јединствени дизајн мреже и лепљења олова
• l Екстремна толеранција на температуру
• Може да ради на температурама од -30°C до -60°C
• Могућност опоравка након дубоког пражњења

Предности брзог пуњења оловно-угљеничних батерија са дубоким циклусом пуњења

Свака батерија има своју намену у зависности од њене примене и не може се генерално назвати добром или лошом.

Оловно-угљеничне батерије можда нису најновија технологија за батерије, али нуде неке велике предности које чак ни новије технологије батерија не могу да понуде. Неке од ових предности оловно-угљеничних батерија наведене су у наставку:

• Мање сулфације у случају рада у делимичном стању напуњености.
• l Нижи напон пуњења и самим тим већа ефикасност и мања корозија позитивне плоче.
• А свеукупни резултат је побољшани век трајања циклуса.

Тестови су показали да наше оловно-угљеничне батерије издржавају најмање осамсто 100% DoD циклуса.

Тестови се састоје од дневног пражњења до 10,8 V са I = 0,2C₂₀, након приближно два сата мировања у испражњеном стању, а затим пуњења са I = 0,2C₂₀.

• l ≥ 1200 циклуса @ 90% DoD (пражњење до 10,8V са I = 0,2C₂₀, након приближно два сата мировања у испражњеном стању, а затим пуњење са I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 2500 циклуса @ 60% DoD (пражњење током три сата са I = 0,2C₂₀, одмах пуњењем при I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 3700 циклуса @ 40% DoD (пражњење током два сата са I = 0,2C₂₀, одмах пуњењем при I = 0,2C₂₀)
• Ефекат термичког оштећења је минималан код оловно-угљеничних батерија због њихових својстава пуњења и пражњења. Појединачне ћелије су далеко од ризика од сагоревања, експлозије или прегревања.
• Оловно-угљеничне батерије су савршен избор за системе на мрежи и ван мреже. Ова особина их чини добрим избором за соларне електричне системе јер нуде високу струју пражњења.

Оловне угљеничне батеријеVSЗатворена оловно-киселинска батерија, гел батерије

• Оловно-угљеничне батерије боље функционишу у делимично напуњеним стањима (PSOC). Обичне оловне батерије најбоље раде и дуже трају ако се придржавају строгог режима „пуно пуњење“ - „потпуно пражњење“ - потпуно пуњење; не реагују добро на пуњење у било ком стању између пуног и празног. Оловно-угљеничне батерије боље функционишу у нејаснијим подручјима пуњења.
• l Оловно-угљеничне батерије користе негативне електроде суперкондензатора. Угљеничне батерије користе стандардну позитивну електроду оловне батерије и негативну електроду суперкондензатора. Ова електрода суперкондензатора је кључ дуговечности угљеничних батерија. Стандардна оловна електрода временом пролази кроз хемијску реакцију током пуњења и пражњења. Негативна електрода суперкондензатора смањује корозију на позитивној електроди, што доводи до дужег века трајања саме електроде, што затим доводи до дужег века трајања батерија.
• Оловно-угљеничне батерије имају брже брзине пуњења/пражњења. Стандардне оловно-угљеничне батерије имају максимално 5-20% свог номиналног капацитета брзине пуњења/пражњења, што значи да можете пунити или празнити батерије између 5 и 20 сати без изазивања дугорочног оштећења уређаја. Угљенично-олово има теоретски неограничену брзину пуњења/пражњења.
• Оловно-угљеничне батерије не захтевају никакво одржавање. Батерије су потпуно затворене и не захтевају никакво активно одржавање.
• Оловно-угљеничне батерије су ценовно конкурентне у односу на гел батерије. Гел батерије су и даље мало јефтиније за куповину унапред, али су угљеничне батерије само мало скупље. Тренутна разлика у цени између гел и угљеничних батерија је отприлике 10-11%. Узмите у обзир да угљеничне батерије трају приближно 30% дуже и видећете зашто су то опција која боље исплати новац.