Тэхналогія і перавагі свінцова-вугальных акумулятараў CSPower

Свінцова-вугальныя акумулятары CSPower – тэхналогія, перавагі

З развіццём грамадства патрабаванні да акумулятараў для захоўвання энергіі ў розных сацыяльных сітуацыях працягваюць расці. За апошнія некалькі дзесяцігоддзяў многія тэхналогіі акумулятараў дасягнулі значнага прагрэсу, і распрацоўка свінцова-кіслотных акумулятараў таксама сутыкнулася з многімі магчымасцямі і праблемамі. У гэтым кантэксце навукоўцы і інжынеры сумесна працавалі над даданнем вугляроду да адмоўнага актыўнага матэрыялу свінцова-кіслотных акумулятараў, і нарадзіўся свінцова-вугляродны акумулятар, мадэрнізаваная версія свінцова-кіслотных акумулятараў.

Свінцова-вугальныя акумулятары — гэта ўдасканаленая форма свінцова-кіслотных акумулятараў з клапанным рэгуляваннем, у якіх выкарыстоўваецца катод з вугляроду і анод са свінцу. Вуглярод на вугляродным катодзе выконвае функцыю кандэнсатара або «суперкандэнсатара», які дазваляе хутка зараджаць і разраджаць акумулятар, а таксама падоўжыць тэрмін яго службы на пачатковым этапе зарадкі.

Чаму рынку патрэбныя свінцова-вугальныя акумулятары???

• * Рэжымы паломкі плоскіх свінцова-кіслотных акумулятараў VRLA пры інтэнсіўным цыклічным выкарыстанні

Найбольш распаўсюджаныя рэжымы паломкі:

– Размякчэнне або адслойванне актыўнага матэрыялу. Падчас разраду аксід свінцу (PbO2) станоўчай пласціны ператвараецца ў сульфат свінцу (PbSO4), а падчас зарадкі — назад у аксід свінцу. Частае цыклічнае зараджанне і зарадка зніжае згуртаванасць матэрыялу станоўчай пласціны з-за большага аб'ёму сульфату свінцу ў параўнанні з аксідам свінцу.

– Карозія сеткі станоўчай пласціны. Гэтая рэакцыя карозіі паскараецца ў канцы працэсу зарадкі з-за неабходнай прысутнасці сернай кіслаты.

– Сульфатацыя актыўнага матэрыялу адмоўнай пласціны. Падчас разраду свінец (Pb) адмоўнай пласціны таксама пераўтвараецца ў сульфат свінцу (PbSO4). Пры нізкім узроўні зарада крышталі сульфату свінцу на адмоўнай пласціне растуць, цвярдзеюць і ўтвараюць непранікальны пласт, які нельга зноў пераўтварыць у актыўны матэрыял. У выніку ёмістасць батарэі змяншаецца, пакуль яна не стане непрыдатнай для выкарыстання.

• * Патрабуецца час, каб зарадзіць свінцова-кіслотны акумулятар

У ідэале, свінцова-кіслотны акумулятар варта зараджаць з хуткасцю, якая не перавышае 0,2°C, а фаза асноўнай зарадкі павінна складаць восем гадзін абсарбцыйнай зарадкі. Павелічэнне току зарадкі і напружання зарадкі скароціць час зарадкі за кошт скарачэння тэрміну службы з-за павышэння тэмпературы і больш хуткай карозіі станоўчай пласціны з-за больш высокага напружання зарадкі.

• * Свінцова-вугляродныя акумулятарныя батарэі: лепшая частковая зарадка, больш цыклаў зарадкі, працяглы тэрмін службы і больш высокая эфектыўнасць глыбокага цыклу зарадкі

Замена актыўнага матэрыялу адмоўнай пласціны кампазітам на аснове свінцу і вугляроду патэнцыйна зніжае сульфатацыю і паляпшае ўспрыманне зарада адмоўнай пласцінай.

Тэхналогія свінцова-вугальных акумулятараў

Большасць выкарыстоўваных акумулятараў забяспечваюць хуткую зарадку на працягу гадзіны ці больш. Пакуль акумулятары знаходзяцца ў зараджаным стане, яны ўсё яшчэ могуць выдаваць энергію, што дазваляе ім працаваць нават у гэтым стане, павялічваючы іх спажыванне. Аднак праблема, якая ўзнікала са свінцова-кіслотнымі акумулятарам, заключалася ў тым, што яны разраджаліся вельмі хутка, а зараджаліся вельмі доўга.

Прычынай таго, што свінцова-кіслотныя акумулятары так доўга не аднаўлялі свой першапачатковы зарад, былі рэшткі сульфату свінцу, якія асядалі на электродах акумулятара і іншых унутраных кампанентах. Гэта патрабавала перыядычнага выраўноўвання сульфату з электродаў і іншых кампанентаў акумулятара. Гэта асяданне сульфату свінцу адбываецца пры кожным цыкле зарадкі і разрадкі, і лішак электронаў з-за асядання прыводзіць да выпрацоўкі вадароду, што прыводзіць да страты вады. Гэтая праблема пагаршаецца з цягам часу, і рэшткі сульфату пачынаюць утвараць крышталі, якія парушаюць здольнасць электрода прымаць зарад.

Дадатны электрод таго ж акумулятара дае добрыя вынікі, нягледзячы на ​​тое ж самае выпадзенне сульфату свінцу, што відавочна паказвае, што праблема знаходзіцца ў адмоўным электродзе акумулятара. Каб пераадолець гэтую праблему, навукоўцы і вытворцы вырашылі яе, дадаўшы вуглярод да адмоўнага электрода (катода) акумулятара. Даданне вугляроду паляпшае ўспрыманне зарада акумулятара, выключаючы частковы зарад і старэнне акумулятара з-за рэшткаў сульфату свінцу. Пры даданні вугляроду акумулятар пачынае паводзіць сябе як «суперкандэнсатар», прапаноўваючы свае ўласцівасці для паляпшэння прадукцыйнасці акумулятара.

Свінцова-вугляродныя акумулятары ідэальна замяняюць свінцова-кіслотныя акумулятары, напрыклад, у сістэмах з частым старт-стопам і мікра/мяккіх гібрыдных сістэмах. Свінцова-вугляродныя акумулятары могуць быць цяжэйшымі ў параўнанні з іншымі тыпамі акумулятараў, але яны эканамічна эфектыўныя, устойлівыя да экстрэмальных тэмператур і не патрабуюць механізмаў астуджэння для сумеснай працы. У адрозненне ад традыцыйных свінцова-кіслотных акумулятараў, гэтыя свінцова-вугляродныя акумулятары выдатна працуюць пры ёмістасці зарадкі ад 30 да 70 працэнтаў, не баючыся выпадзення сульфатаў. Свінцова-вугляродныя акумулятары пераўзыходзяць свінцова-кіслотныя акумулятары ў большасці функцый, але яны пакутуюць ад падзення напружання пры разрадцы, як і суперкандэнсатар.

Будаўніцтва дляCSPowerХуткая зарадка глыбокага цыклу свінцова-вугальнай батарэі

Асаблівасці хуткай зарадкі глыбокага цыклу свінцова-вугальнага акумулятара

• Спалучаюць характарыстыкі свінцова-кіслотнага акумулятара і суперкандэнсатара
• Праектаванне з працяглым тэрмінам службы, выдатныя характарыстыкі PSoC і цыклічныя характарыстыкі
• Высокая магутнасць, хуткая зарадка і разрадка
• Унікальны дызайн сеткі і свінцовай абклейкі
• l Экстрэмальная тэмпературная ўстойлівасць
• л Можа працаваць пры тэмпературы -30°C -60°C
• Магчымасць аднаўлення пасля глыбокага разраду

Перавагі хуткай зарадкі глыбокага цыклу свінцова-вугальных акумулятараў

Кожны акумулятар мае сваё прызначэнне ў залежнасці ад яго прымянення, і яго нельга назваць добрым ці дрэнным у агульным сэнсе.

Свінцова-вугляродныя акумулятары, магчыма, і не з'яўляюцца самай сучаснай тэхналогіяй, але яны прапануюць некаторыя вялікія перавагі, якіх не могуць прапанаваць нават сучасныя тэхналогіі акумулятараў. Некаторыя з гэтых пераваг свінцова-вугляродных акумулятараў прыведзены ніжэй:

• Меншая сульфатацыя ў выпадку працы з частковым станам зарада.
• Ніжэйшае напружанне зарадкі і, такім чынам, больш высокая эфектыўнасць і меншая карозія станоўчай пласціны.
• l А агульны вынік — паляпшэнне тэрміну службы.

Выпрабаванні паказалі, што нашы свінцова-вугальныя акумулятары вытрымліваюць не менш за восемсот 100% цыклаў зарадкі і разрадкі па стандартах Міністэрства абароны ЗША.

Выпрабаванні складаюцца з штодзённай разрадкі да 10,8 В пры I = 0,2C₂₀, прыблізна двухгадзіннага адпачынку ў разраджаным стане, а затым падзарадкі пры I = 0,2C₂₀.

• l ≥ 1200 цыклаў пры 90% ступені разраду (разрад да 10,8 В з I = 0,2C₂₀, прыблізна дзве гадзіны адпачынку ў разраджаным стане, а затым перазарадка з I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 2500 цыклаў пры 60% DoD (разрад на працягу трох гадзін пры I = 0,2C₂₀, неадкладная падзарадка пры I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 3700 цыклаў пры 40% DoD (разрад на працягу двух гадзін пры I = 0,2C₂₀, неадкладная падзарадка пры I = 0,2C₂₀)
• Цеплавое пашкоджанне мінімальнае ў свінцова-вугальных акумулятарах з-за іх уласцівасцей зарадкі і разрадкі. Асобныя элементы абаронены ад рызыкі ўзгарання, выбуху або перагрэву.
• Свінцова-вугляродныя акумулятары ідэальна падыходзяць як для сеткавых, так і для аўтаномных сістэм. Гэтая якасць робіць іх добрым выбарам для сонечных электрычных сістэм, паколькі яны забяспечваюць высокую здольнасць да току разраду.

Свінцова-вугальныя акумулятарыVSГерметычныя свінцова-кіслотныя акумулятары, гелевыя акумулятары

• Свінцова-вугальныя акумулятары лепш за ўсё працуюць у стане частковай зарадкі (PSOC). Звычайныя свінцова-вугальныя акумулятары працуюць лепш за ўсё і даўжэй, калі яны прытрымліваюцца строгага рэжыму «поўная зарадка» — «поўная разрадка» — поўная зарадка; яны дрэнна рэагуюць на зарадку ў любым стане паміж поўнай і разраджанай зарадкай. Свінцова-вугальныя акумулятары лепш працуюць у больш неадназначных дыяпазонах зарадкі.
• l Свінцова-вугальныя акумулятары выкарыстоўваюць адмоўныя электроды суперкандэнсатара. Вугальныя акумулятары выкарыстоўваюць стандартны свінцовы дадатны электрод акумулятара і адмоўны электрод суперкандэнсатара. Гэты суперкандэнсатарны электрод з'яўляецца ключом да даўгавечнасці вугляродных акумулятараў. Стандартны свінцовы электрод з цягам часу падвяргаецца хімічнай рэакцыі падчас зарадкі і разрадкі. Адмоўны электрод суперкандэнсатара памяншае карозію на дадатным электродзе, што прыводзіць да больш працяглага тэрміну службы самога электрода, што, у сваю чаргу, прыводзіць да больш працяглага тэрміну службы акумулятараў.
• Свінцова-вугальныя акумулятары маюць больш высокую хуткасць зарадкі/разрадкі. Стандартныя свінцова-вугальныя акумулятары маюць максімальную хуткасць зарадкі/разрадкі ад 5 да 20% ад іх намінальнай ёмістасці, што азначае, што вы можаце зараджаць або разраджаць акумулятары ад 5 да 20 гадзін без якіх-небудзь доўгатэрміновых пашкоджанняў прылад. Свінцова-вугальныя акумулятары маюць тэарэтычна неабмежаваную хуткасць зарадкі/разрадкі.
• Свінцова-вугальныя акумулятары не патрабуюць ніякага абслугоўвання. Акумулятары цалкам герметычныя і не патрабуюць ніякага актыўнага абслугоўвання.
• Свінцова-вугальныя акумулятары канкурэнтаздольныя па кошце ў параўнанні з гелевымі. Гелевыя акумулятары ўсё яшчэ крыху танней купляць адразу, а вось вугляродныя — толькі крыху даражэй. Бягучая розніца ў цане паміж гелевымі і вугляроднымі акумулятарамі складае прыкладна 10-11%. Улічыце, што вугляродныя акумулятары служаць прыкладна на 30% даўжэй, і вы зразумееце, чаму гэта лепшы варыянт па суадносінах цаны і якасці.