فناوری و مزیت باتری کربن سرب CSPower

باتری کربن سرب CSPower - فناوری، مزایا

با پیشرفت جامعه، نیاز به ذخیره انرژی باتری در مناسبت های مختلف اجتماعی همچنان افزایش می یابد. در چند دهه گذشته، بسیاری از فناوری‌های باتری پیشرفت زیادی کرده‌اند و توسعه باتری‌های سرب اسیدی نیز با فرصت‌ها و چالش‌های زیادی مواجه شده است. در این زمینه، دانشمندان و مهندسان با هم کار کردند تا کربن را به ماده فعال منفی باتری‌های سرب اسید اضافه کنند و باتری سرب کربن، نسخه ارتقا یافته باتری‌های سرب اسیدی، متولد شد.

باتری‌های کربن سرب شکل پیشرفته‌ای از باتری‌های اسید سرب تنظیم‌شده دریچه‌ای هستند که از یک کاتد متشکل از کربن و یک آند از سرب استفاده می‌کنند. کربن روی کاتد ساخته شده از کربن، عملکرد خازن یا «ابر خازن» را انجام می دهد که امکان شارژ و تخلیه سریع همراه با عمر طولانی در مرحله شارژ اولیه باتری را فراهم می کند.

چرا بازار به باتری کربن سرب نیاز دارد؟؟؟؟

• * حالت های خرابی باتری های اسید سرب صفحه تخت VRLA در صورت دوچرخه سواری شدید

رایج ترین حالت های خرابی عبارتند از:

- نرم شدن یا ریختن ماده فعال. در طول تخلیه، اکسید سرب (PbO2) صفحه مثبت به سولفات سرب (PbSO4) تبدیل می‌شود و در طول شارژ مجدد به اکسید سرب تبدیل می‌شود. دوچرخه سواری مکرر به دلیل حجم بالاتر سولفات سرب در مقایسه با اکسید سرب، انسجام مواد صفحه مثبت را کاهش می دهد.

– خوردگی شبکه صفحه مثبت. این واکنش خوردگی در پایان فرآیند شارژ به دلیل وجود اسید سولفوریک ضروری است.

– سولفاته شدن ماده فعال صفحه منفی. در طول تخلیه، سرب (Pb) صفحه منفی نیز به سولفات سرب (PbSO4) تبدیل می شود. هنگامی که در حالت شارژ کم قرار می گیرند، کریستال های سولفات سرب روی صفحه منفی رشد کرده و سخت می شوند و لایه غیر قابل نفوذی را تشکیل می دهند که قابل تبدیل مجدد به ماده فعال نیست. نتیجه کاهش ظرفیت است، تا زمانی که باتری بی استفاده شود.

• * شارژ مجدد باتری سرب اسیدی زمان می برد

در حالت ایده آل، یک باتری اسید سرب باید با نرخی بیش از 0.2 درجه سانتیگراد شارژ شود و فاز شارژ فله باید با هشت ساعت شارژ جذبی باشد. افزایش جریان شارژ و ولتاژ شارژ، زمان شارژ را به قیمت کاهش عمر مفید به دلیل افزایش دما و خوردگی سریعتر صفحه مثبت به دلیل ولتاژ شارژ بالاتر، کوتاه می کند.

• * کربن سرب: عملکرد بهتر جزئی در حالت شارژ، چرخه های بیشتر عمر طولانی، و چرخه عمیق راندمان بالاتر

جایگزینی ماده فعال صفحه منفی با کامپوزیت کربن سرب به طور بالقوه سولفاته شدن را کاهش می دهد و پذیرش بار صفحه منفی را بهبود می بخشد.

فناوری باتری کربن سرب

اکثر باتری‌هایی که استفاده می‌شوند، شارژ سریع را در عرض یک ساعت یا بیشتر ارائه می‌کنند. در حالی که باتری‌ها در حالت شارژ هستند، هنوز هم می‌توانند انرژی خروجی را ارائه دهند که باعث می‌شود حتی در حالت شارژ، افزایش استفاده از آن‌ها نیز عملیاتی شوند. با این حال، مشکلی که در باتری‌های سرب اسیدی به وجود آمد این بود که زمان بسیار کمی برای تخلیه و زمان بسیار طولانی برای شارژ مجدد نیاز داشت.

دلیل اینکه باتری‌های سرب اسیدی طول کشید تا شارژ اولیه خود را به دست آورند، بقایای سولفات سرب بود که روی الکترودهای باتری و سایر اجزای داخلی آن رسوب کرده بود. این نیاز به یکسان سازی متناوب سولفات از الکترودها و سایر اجزای باتری داشت. این رسوب سولفات سرب با هر چرخه بار و دشارژی اتفاق می‌افتد و الکترون‌های اضافی ناشی از بارش باعث تولید هیدروژن و در نتیجه از دست دادن آب می‌شود. این مشکل با گذشت زمان افزایش می یابد و بقایای سولفات شروع به تشکیل کریستال می کند که قابلیت پذیرش بار الکترود را از بین می برد.

الکترود مثبت همان باتری علیرغم داشتن رسوبات سولفات سرب یکسان نتایج خوبی را ایجاد می کند که نشان می دهد مشکل در الکترود منفی باتری است. برای غلبه بر این مشکل، دانشمندان و سازندگان با افزودن کربن به الکترود منفی (کاتد) باتری، این مشکل را حل کرده اند. افزودن کربن، پذیرش شارژ باتری را بهبود می بخشد و شارژ جزئی و پیری باتری را به دلیل باقی مانده سولفات سرب از بین می برد. با افزودن کربن، باتری شروع به رفتار به عنوان یک "ابر خازن" می کند که ویژگی های خود را برای عملکرد بهتر باتری ارائه می دهد.

باتری‌های سرب کربنی جایگزین مناسبی برای برنامه‌هایی هستند که شامل باتری سرب اسیدی می‌شوند، مانند برنامه‌های استارت استاپ مکرر و سیستم‌های هیبریدی میکرو/خفیف. باتری‌های سرب کربنی می‌توانند در مقایسه با انواع دیگر باتری‌ها سنگین‌تر باشند، اما مقرون‌به‌صرفه هستند، در برابر دماهای شدید مقاوم هستند و برای کار در کنار آن‌ها به مکانیزم‌های خنک‌کننده نیاز ندارند. برخلاف باتری‌های سرب اسیدی سنتی، این باتری‌های سرب کربنی بین 30 تا 70 درصد ظرفیت شارژ را بدون ترس از بارش سولفات کار می‌کنند. باتری‌های سرب-کربن در بیشتر عملکردها نسبت به باتری‌های سرب-اسید عملکرد بهتری دارند، اما مانند ابرخازن‌ها در هنگام تخلیه دچار افت ولتاژ می‌شوند.

ساخت و ساز برایCSPowerباتری سرب کربنی با چرخه عمیق شارژ سریع

ویژگی های باتری سرب کربنی با چرخه عمیق شارژ سریع

• l ویژگی های باتری سرب اسید و خازن فوق العاده را ترکیب کنید
• l طراحی خدمات چرخه عمر طولانی، PSoC عالی و عملکرد چرخه ای
• l قدرت بالا، شارژ و دشارژ سریع
• l طراحی منحصر به فرد شبکه و چسب سرب
• l تحمل دمای شدید
• l قادر به کار در -30 درجه سانتیگراد -60 درجه سانتیگراد
• l قابلیت بازیابی تخلیه عمیق

مزایای باتری کربن سرب با چرخه عمیق شارژ سریع

هر باتری بسته به کاربردهایش کاربرد مشخصی دارد و نمی توان آن را به طور کلی خوب یا بد نامید.

باتری سرب کربن ممکن است جدیدترین فناوری برای باتری ها نباشد، اما مزایای بزرگی را ارائه می دهد که حتی فناوری های اخیر باتری نمی توانند ارائه دهند. برخی از این مزایای باتری های سرب کربنی در زیر آورده شده است:

• l سولفاته شدن کمتر در صورت عملکرد جزئی حالت شارژ.
• l ولتاژ شارژ کمتر و در نتیجه راندمان بالاتر و خوردگی کمتر صفحه مثبت.
• l و نتیجه کلی بهبود عمر چرخه است.

آزمایش‌ها نشان داده‌اند که باتری‌های کربن سرب ما حداقل هشتصد چرخه 100% وزارت دفاع را تحمل می‌کنند.

آزمایش ها شامل یک تخلیه روزانه به 10.8 ولت با I = 0.2C20، تقریباً دو ساعت استراحت در شرایط تخلیه، و سپس یک شارژ مجدد با I = 0.2C20 است.

• l ≥ 1200 سیکل @ 90% DoD (دشارژ تا 10.8 ولت با I = 0.2C20، تقریباً دو ساعت استراحت در حالت تخلیه، و سپس یک شارژ مجدد با I = 0.2C20)
• l ≥ 2500 سیکل @ 60% DoD (تخلیه در طول سه ساعت با I = 0,2C20، بلافاصله با شارژ مجدد در I = 0,2C20)
• l ≥ 3700 سیکل @ 40% DoD (تخلیه در طول دو ساعت با I = 0,2C20، بلافاصله با شارژ مجدد در I = 0,2C20)
• l اثر آسیب حرارتی در باتری‌های سرب-کربن به دلیل خواص شارژ-تخلیه آن‌ها حداقل است. سلول های منفرد از خطر سوختن، انفجار یا گرم شدن بیش از حد دور هستند.
• l باتری‌های سرب کربنی برای سیستم‌های درون شبکه و خارج از شبکه مناسب هستند. این کیفیت آنها را به انتخاب خوبی برای سیستم های برق خورشیدی تبدیل می کند زیرا توانایی جریان تخلیه بالایی را ارائه می دهند

باتری های کربن سربVSباتری اسید سرب مهر و موم شده، باتری های ژل

• باتری‌های کربن سرب در حالت‌های شارژ جزئی (PSOC) بهتر هستند. باتری‌های سربی معمولی در صورتی که از رژیم سخت‌گیرانه «شارژ کامل» - «تخلیه کامل» - شارژ کامل پیروی کنند، بهترین عملکرد را دارند و دوام بیشتری دارند. آنها به خوبی به شارژ شدن در هر حالت بین پر و خالی واکنش نشان نمی دهند. باتری‌های کربن سرب از عملکرد بهتر در نواحی شارژ مبهم‌تر خوشحال هستند.
• l باتری های کربن سرب از الکترودهای منفی ابرخازن استفاده می کنند. باتری های کربنی از یک الکترود مثبت باتری نوع سرب استاندارد و یک الکترود منفی ابرخازن استفاده می کنند. این الکترود ابرخازن کلید طول عمر باتری های کربنی است. یک الکترود استاندارد از نوع سربی در طول زمان از شارژ و دشارژ تحت یک واکنش شیمیایی قرار می گیرد. الکترود منفی ابرخازن خوردگی روی الکترود مثبت را کاهش می‌دهد و این منجر به عمر طولانی‌تر خود الکترود می‌شود که پس از آن منجر به باتری‌های طولانی‌تر می‌شود.
• l باتری های کربن سرب دارای نرخ شارژ/دشارژ سریع تری هستند. باتری‌های سربی استاندارد حداکثر بین 5 تا 20 درصد از نرخ شارژ/دشارژ ظرفیت نامی خود را دارند، به این معنی که می‌توانید باتری‌ها را بین 5 تا 20 ساعت بدون آسیب طولانی‌مدت به واحدها شارژ یا دشارژ کنید. سرب کربن دارای نرخ شارژ/دشارژ نامحدود نظری است.
• l باتری های کربن سرب نیازی به تعمیر و نگهداری ندارند. باتری ها کاملا آب بندی شده اند و نیازی به تعمیر و نگهداری فعال ندارند.
• l باتری‌های کربن سرب با باتری‌های نوع ژل مقرون به صرفه هستند. باتری های ژل هنوز هم برای خرید از قبل کمی ارزان تر هستند، اما باتری های کربنی فقط کمی بیشتر هستند. تفاوت قیمت فعلی بین باتری های ژل و کربن تقریباً 10-11٪ است. در نظر بگیرید که کربن تقریباً 30٪ بیشتر دوام می آورد و می توانید ببینید که چرا گزینه ای با ارزش برای پول بهتر است.