Notícies - Tecnologia i avantatge de les bateries de plom i carboni de CSPower

Bateria de plom i carboni CSPower: tecnologia, avantatges

Amb el progrés de la societat, els requisits d'emmagatzematge d'energia de bateries en diverses ocasions socials continuen augmentant. En les últimes dècades, moltes tecnologies de bateries han fet grans progressos, 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 així va néixer la bateria de plom-carboni, una versió millorada de les bateries de plom-àcid.

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

Per què el mercat necessita bateries de plom i carboni???

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

Els modes de falla més comuns són:

– Reblaniment o despreniment del material actiu. Durant la descàrrega, l'òxid de plom (PbO2) de la placa positiva es transforma en sulfat de plom (PbSO4) i torna a ser òxid de plom durant la càrrega. Els cicles freqüents reduiran 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 a causa de la presència, necessària, d'àcid sulfúric.

– Sulfatació 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 deixa en un estat de càrrega baix, els cristalls de sulfat de plom de la placa negativa creixen, s'endureixen i formen una capa impenetrable que no es pot reconvertir en material actiu. El resultat és una disminució de la capacitat, fins que la bateria esdevé inútil.

* Es triga a recarregar una bateria de plom-àcid

Idealment, una bateria de plom-àcid s'hauria de carregar a una velocitat que no superi els 0,2 °C, i la fase de càrrega massiva hauria de ser de vuit hores de càrrega d'absorció. L'augment del corrent de càrrega i del voltatge de càrrega escurçarà el temps de recàrrega a costa d'una reducció de la vida útil a causa de l'augment de la temperatura i una corrosió més ràpida de la placa positiva a causa del voltatge de càrrega més elevat.

* Carboni de plom: millor rendiment parcial de l'estat de càrrega, més cicles, llarga vida útil i cicle profund més eficient

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

Tecnologia de bateries de plom i carboni

La majoria de les bateries que s'utilitzen ofereixen una càrrega ràpida en una hora o més. Mentre les bateries estan en estat de càrrega, encara poden oferir energia de sortida, cosa que les fa operatives fins i tot en estat de càrrega, augmentant-ne l'ús. Tanmateix, el problema que sorgia amb les bateries de plom-àcid era que trigaven molt poc a descarregar-se i molt de temps a tornar-se a carregar.

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 va requerir una igualització 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, cosa que resulta en 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, cosa que deixa clar que el problema rau dins de l'elèctrode negatiu de la bateria. Per superar aquest problema, els científics i els fabricants l'han resolt 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" oferint les seves propietats per a un millor rendiment de la bateria.

Les bateries de plom-carboni són un substitut perfecte per a aplicacions que impliquen una bateria de plom-àcid, com ara en aplicacions d'arrencada i parada freqüents i sistemes micro/híbrids suaus. Les bateries de plom-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 el 30 i el 70 per cent de capacitat de càrrega sense la por de 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 en la descàrrega com ho fa un supercondensador.

Construcció per aCSPowerBateria de carboni de plom de cicle profund de càrrega ràpida

Característiques de la bateria de carboni de plom de cicle profund de càrrega ràpida

l Combina les característiques de la bateria de plom-àcid i el supercondensador
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 quadrícula i enganxat de plom
l Tolerància a temperatures extremes
l Capaç de funcionar a -30 °C -60 °C
l Capacitat de recuperació de descàrrega profunda

Avantatges de la bateria de carboni 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 de manera general.

Una bateria de plom-carboni potser no és la tecnologia més recent per a bateries, però ofereix alguns grans avantatges que ni tan sols les tecnologies de bateries més recents poden oferir. Alguns d'aquests avantatges de les bateries de plom-carboni es mostren a continuació:

l Menys sulfatació en cas de funcionament en estat de càrrega parcial.
l Menor voltatge de càrrega i, per tant, més eficiència i menys corrosió de la placa positiva.
I el resultat general és una millora de la vida útil.

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

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

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

Bateries de plom i carboniVSBateria de plom-àcid segellada, bateries de gel

Les bateries de plom-carboni funcionen millor en estats de càrrega parcial (PSOC). Les bateries de plom ordinàries funcionen millor i duren més si segueixen un règim estricte de "càrrega completa"-"descàrrega completa"-càrrega completa; no responen bé a ser carregades en cap estat entre ple i buit. Les bateries de plom-carboni funcionen millor a les regions de càrrega més ambigües.
Les bateries de plom-carboni 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 de supercondensador és la clau de la longevitat de les bateries de carboni. Un elèctrode de plom estàndard experimenta una reacció química amb el temps a partir 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 del propi elèctrode, la qual cosa fa que les bateries durin més.
Les bateries de plom-carboni tenen taxes de càrrega/descàrrega més ràpides. Les bateries de plom estàndard tenen taxes de càrrega/descàrrega d'entre un 5 i un 20% màxim de la seva capacitat nominal, cosa que significa que podeu carregar o descarregar les bateries entre 5 i 20 hores sense causar cap dany a llarg termini a les unitats. Les bateries de plom-carboni tenen una taxa de càrrega/descàrrega teòrica il·limitada.
Les bateries de plom-carboni no requereixen cap manteniment. Les bateries estan completament segellades i no requereixen cap manteniment actiu.
Les bateries de plom-carboni són competitives en termes de cost amb les bateries de gel. Les bateries de gel encara són una mica més barates de comprar per avançat, però les bateries de carboni només són una mica més cares. La diferència de preu actual entre les bateries de gel i les de carboni és d'aproximadament un 10-11%. Tingueu en compte que les de carboni duran aproximadament un 30% més i veureu per què és una opció amb millor relació qualitat-preu.