Notícies - CSPower Lead Carbon Battery Technology & Advantage

Bateria de carboni de plom CSPower: tecnologia, avantatges

Amb el progrés de la societat, els requisits d'emmagatzematge d'energia de la bateria en diverses ocasions socials continuen augmentant. En les últimes dècades, moltes tecnologies de bateries han avançat molt i el desenvolupament de bateries de plom-àcid també ha trobat moltes oportunitats i reptes. En aquest context, científics i enginyers van treballar junts per afegir carboni al material actiu negatiu de les bateries de plom-àcid, i va néixer la bateria de plom-carboni, una versió millorada de les bateries de plom-àcid.

Les bateries de plom carbó són una forma avançada de bateries de plom àcid regulades per vàlvules que utilitzen un càtode format per carboni i un ànode format per plom. El carboni del càtode fabricat amb carboni fa la funció d'un condensador o un "supercondensador" que permet una càrrega i descàrrega ràpida juntament amb una vida allargada en l'etapa de càrrega inicial de la bateria.

Per què el mercat necessita una bateria de plom de carboni???

* Modes de fallada de les bateries de plom àcid VRLA de placa plana en cas de cicle intensiu

Els modes de fallada més comuns són:

– Suavització o despreniment de la matèria activa. Durant la descàrrega, l'òxid de plom (PbO2) de la placa positiva es transforma en sulfat de plom (PbSO4) i torna a òxid de plom durant la càrrega. El cicle freqüent reduirà la cohesió del material de la placa positiva a causa del major volum de sulfat de plom en comparació amb l'òxid de plom.

– Corrosió de la reixeta de la placa positiva. Aquesta reacció de corrosió s'accelera al final del procés de càrrega per la necessària presència d'àcid sulfúric.

– Sulfació del material actiu de la placa negativa. Durant la descàrrega, el plom (Pb) de la placa negativa també es transforma en sulfat de plom (PbSO4). Quan es deixen en un estat de càrrega baix, els cristalls de sulfat de plom de la placa negativa creixen i s'endureixen i formen una capa impenetrable que no es pot reconvertir en material actiu. El resultat és la disminució de la capacitat, fins que la bateria esdevé inútil.

* Es necessita temps per recarregar una bateria de plom àcid

L'ideal és que una bateria de plom àcid s'ha de carregar a una velocitat que no superi els 0,2 C, i la fase de càrrega a granel hauria de ser de vuit hores de càrrega d'absorció. L'augment del corrent de càrrega i la tensió de càrrega escurçarà el temps de recàrrega a costa de la vida útil reduïda a causa de l'augment de la temperatura i la corrosió més ràpida de la placa positiva a causa de la tensió de càrrega més alta.

* Carboni de plom: millor rendiment parcial de l'estat de càrrega, més cicles de vida útil i una major eficiència en el cicle profund

La substitució del material actiu de la placa negativa per un compost de carboni de plom redueix potencialment la sulfatació i millora l'acceptació de càrrega de la placa negativa.

Tecnologia de bateries de carboni de plom

La majoria de les bateries que s'utilitzen ofereixen una càrrega ràpida en una hora o més. Tot i que les bateries estan en estat de càrrega, encara poden oferir energia de sortida que les fa operatives fins i tot en estat de càrrega augmentant el seu ús. No obstant això, el problema que va sorgir a les bateries de plom-àcid va ser que va trigar molt poc a descarregar-se i molt temps a tornar a carregar-se.

El motiu pel qual les bateries de plom-àcid van trigar tant a recuperar la seva càrrega original van ser les restes de sulfat de plom que es van precipitar als elèctrodes de la bateria i altres components interns. Això requeria una igualació intermitent del sulfat dels elèctrodes i altres components de la bateria. Aquesta precipitació de sulfat de plom es produeix amb cada cicle de càrrega i descàrrega i l'excés d'electrons a causa de la precipitació provoca la producció d'hidrogen que resulta en la pèrdua d'aigua. Aquest problema augmenta amb el temps i les restes de sulfat comencen a formar cristalls que arruïnen la capacitat d'acceptació de càrrega de l'elèctrode.

L'elèctrode positiu de la mateixa bateria produeix bons resultats tot i tenir els mateixos precipitats de sulfat de plom que deixa clar que el problema està dins de l'elèctrode negatiu de la bateria. Per superar aquest problema, científics i fabricants han resolt aquest problema afegint carboni a l'elèctrode negatiu (càtode) de la bateria. L'addició de carboni millora l'acceptació de càrrega de la bateria eliminant la càrrega parcial i l'envelliment de la bateria a causa de les restes de sulfat de plom. En afegir carboni, la bateria comença a comportar-se com un "supercondensador" que ofereix les seves propietats per a un millor rendiment de la bateria.

Les bateries de plom-carboni són un reemplaçament perfecte per a aplicacions que involucren una bateria de plom-àcid com en aplicacions freqüents d'arrencada i parada i sistemes híbrids micro/lleu. Les bateries de plom i carboni poden ser més pesades en comparació amb altres tipus de bateries, però són rendibles, resistents a temperatures extremes i no requereixen mecanismes de refrigeració per funcionar al seu costat. A diferència de les bateries de plom-àcid tradicionals, aquestes bateries de plom-carboni funcionen perfectament entre un 30 i un 70 per cent de capacitat de càrrega sense la por de les precipitacions de sulfat. Les bateries de plom-carboni han superat les bateries de plom-àcid en la majoria de les funcions, però pateixen una caiguda de tensió a la descàrrega com ho fa un supercondensador.

Construcció perCSPowerBateria de carbó de plom de cicle profund de càrrega ràpida

Característiques per a la bateria de carbó de plom de cicle profund de càrrega ràpida

l Combina les característiques de la bateria de plom àcid i el supercondensador
l Disseny de servei de cicle de vida llarg, excel·lent PSoC i rendiment cíclic
l Alta potència, càrrega i descàrrega ràpides
l Disseny únic de graella i enganxament de plom
l Extrema tolerància a la temperatura
l Capaç de funcionar a -30 °C -60 °C
l Capacitat de recuperació de descàrrega profunda

Avantatges de la bateria de carbó de plom de cicle profund de càrrega ràpida

Cada bateria té el seu ús designat en funció de les seves aplicacions i no es pot qualificar de bona o dolenta d'una manera general.

Pot ser que una bateria de plom i carboni no sigui la tecnologia més recent per a les bateries, però ofereix grans avantatges que fins i tot les tecnologies de bateries recents no poden oferir. Alguns d'aquests avantatges de les bateries de plom i carboni es mostren a continuació:

l Menys sulfatació en cas de funcionament parcial en estat de càrrega.
l Menor tensió de càrrega i, per tant, major eficiència i menys corrosió de la placa positiva.
l I el resultat global és la millora de la vida del cicle.

Les proves han demostrat que les nostres bateries de carbó de plom resisteixen almenys vuit-cents cicles 100% DoD.

Les proves consisteixen en una descàrrega diària a 10,8V amb I = 0,2C₂₀, aproximadament dues hores de descans en estat de descàrrega, i després una recàrrega amb I = 0,2C₂₀.

l ≥ 1200 cicles @ 90% DoD (descàrrega a 10,8V amb I = 0,2C₂₀, aproximadament dues hores de descans en estat de descàrrega, i després una recàrrega amb I = 0,2C₂₀)
l ≥ 2500 cicles @ 60% DoD (descàrrega durant tres hores amb I = 0,2C₂₀, immediatament per recàrrega a I = 0,2C₂₀)
l ≥ 3700 cicles @ 40% DoD (descàrrega durant dues hores amb I = 0,2C₂₀, immediatament per recàrrega a I = 0,2C₂₀)
l L'efecte de dany tèrmic és mínim a les bateries de plom i carboni a causa de les seves propietats de càrrega i descàrrega. Les cèl·lules individuals estan lluny dels riscos de cremar-se, explotar o sobreescalfar-se.
l Les bateries de plom i carboni són una combinació perfecta per a sistemes connectats i fora de xarxa. Aquesta qualitat els converteix en una bona opció per als sistemes d'electricitat solar perquè ofereixen una gran capacitat de corrent de descàrrega

Bateries de carbó de plomVSBateria de plom àcid segellada, bateries de gel

l Les bateries de carbó de plom són millors en estats de càrrega parcial (PSOC). Les bateries de plom normal funcionen millor i duren més si segueixen un règim estricte de "càrrega completa"-"descàrrega completa"-càrrega completa"; no responen bé a ser carregats en qualsevol estat entre ple i buit. Les bateries de carbó de plom són més feliços de funcionar a les regions de càrrega més ambigües.
l Les bateries de plom carbó utilitzen elèctrodes negatius de supercondensador. Les bateries de carboni utilitzen un elèctrode positiu de bateria de plom estàndard i un elèctrode negatiu de supercondensador. Aquest elèctrode supercondensador és la clau per a la longevitat de les bateries de carboni. Un elèctrode estàndard de tipus plom experimenta una reacció química al llarg del temps des de la càrrega i la descàrrega. L'elèctrode negatiu del supercondensador redueix la corrosió de l'elèctrode positiu i això condueix a una vida útil més llarga de l'elèctrode en si, la qual cosa condueix a bateries de més durada.
l Les bateries de carbó de plom tenen velocitats de càrrega/descàrrega més ràpides. Les bateries estàndard de tipus plom tenen entre el 5 i el 20% màxim de les seves taxes de càrrega/descàrrega de capacitat nominal, el que significa que podeu carregar o descarregar les bateries entre 5 i 20 hores sense causar danys a llarg termini a les unitats. Carbon Lead té una taxa de càrrega/descàrrega il·limitada teòricament.
l Les bateries de carbó de plom no requereixen cap manteniment. Les bateries estan totalment segellades i no requereixen cap manteniment actiu.
l Les bateries de carbó de plom són competitives en costos amb les bateries de tipus gel. Les bateries de gel encara són una mica més barates de comprar per endavant, però les bateries de carboni només són una mica més. La diferència de preu actual entre les bateries de gel i de carboni és d'aproximadament un 10-11%. Tingueu en compte que el carboni dura aproximadament un 30% més i podreu veure per què és una opció millor relació qualitat-preu.