CSPower қорғасын көміртекті батарея технологиясы және артықшылығы

CSPower қорғасын көміртекті аккумуляторы – технология, артықшылықтары

Қоғамның дамуымен әртүрлі әлеуметтік шараларда батарея энергиясын сақтауға қойылатын талаптар артып келеді. Соңғы бірнеше онжылдықта көптеген батарея технологиялары үлкен жетістіктерге жетті, ал қорғасын-қышқылды батареяларды әзірлеу көптеген мүмкіндіктер мен қиындықтарға тап болды. Осыған байланысты ғалымдар мен инженерлер қорғасын-қышқылды батареялардың теріс белсенді материалына көміртек қосу үшін бірлесіп жұмыс істеді, нәтижесінде қорғасын-қышқылды батареялардың жаңартылған нұсқасы болып табылатын қорғасын-көміртекті батарея дүниеге келді.

Қорғасын-көміртекті батареялар - көміртектен тұратын катодты және қорғасыннан тұратын анодты пайдаланатын клапанмен реттелетін қорғасын-қышқылды батареялардың жетілдірілген түрі. Көміртектен жасалған катодтағы көміртек конденсатор немесе «суперконденсатор» қызметін атқарады, бұл батареяның бастапқы зарядтау кезеңінде ұзақ қызмет ету мерзімімен қатар жылдам зарядтауға және разрядтауға мүмкіндік береді.

Неліктен нарыққа қорғасын-көміртекті аккумулятор қажет???

• * Қарқынды цикл кезінде жалпақ пластиналы VRLA қорғасын-қышқылды батареяларының істен шығу режимдері

Ең көп таралған сәтсіздік режимдері:

– Белсенді материалдың жұмсаруы немесе төгілуі. Разряд кезінде оң пластинаның қорғасын оксиді (PbO2) қорғасын сульфатына (PbSO4) айналады, ал зарядтау кезінде қайтадан қорғасын оксидіне айналады. Жиі циклдеу қорғасын оксидімен салыстырғанда қорғасын сульфатының көлемінің көп болуына байланысты оң пластина материалының бірігуін төмендетеді.

– Оң пластина торының коррозиясы. Бұл коррозия реакциясы күкірт қышқылының қажетті болуына байланысты зарядтау процесінің соңында жеделдейді.

– Теріс пластинаның белсенді материалын сульфаттау. Разряд кезінде теріс пластинаның қорғасыны (Pb) да қорғасын сульфатына (PbSO4) айналады. Төмен зарядталған күйде қалдырылған кезде, теріс пластинадағы қорғасын сульфатының кристалдары өсіп, қатаяды және белсенді материалға қайта айналдырылмайтын өткізбейтін қабат түзеді. Нәтижесінде батареяның сыйымдылығы төмендейді, бірақ батарея пайдасыз болады.

• * Қорғасын-қышқыл батареясын қайта зарядтау үшін уақыт қажет

Идеал жағдайда, қорғасын-қышқылды аккумулятор 0,2°C-тан аспайтын жылдамдықпен зарядталуы керек, ал көлемдік зарядтау фазасы сегіз сағаттық абсорбциялық зарядпен болуы керек. Зарядтау тогы мен зарядтау кернеуінің жоғарылауы температураның жоғарылауына байланысты қызмет ету мерзімінің қысқаруы және заряд кернеуінің жоғарылауына байланысты оң пластинаның тез коррозиясы есебінен зарядтау уақытын қысқартады.

• * Қорғасын көміртегі: жартылай зарядтау күйінің жақсырақ өнімділігі, ұзақ қызмет ету мерзімі және терең циклдің жоғары тиімділігі

Теріс пластинаның белсенді материалын қорғасын-көміртекті композитпен ауыстыру сульфацияны азайтуы және теріс пластинаның заряд қабылдауын жақсартуы мүмкін.

Қорғасын-көміртекті аккумулятор технологиясы

Пайдаланылатын батареялардың көпшілігі бір сағат немесе одан да көп уақыт ішінде жылдам зарядтауды қамтамасыз етеді. Батареялар зарядталған күйде болған кезде, олар әлі де шығыс энергиясын бере алады, бұл оларды зарядталған күйде де жұмыс істеуге мүмкіндік береді, бұл олардың пайдаланылуын арттырады. Дегенмен, қорғасын-қышқылды батареяларда туындаған мәселе, олардың зарядсыздануы өте аз уақытты, ал қайта зарядталуы өте ұзақ уақытты алды.

Қорғасын-қышқылды батареялардың бастапқы зарядын қалпына келтіру үшін сонша уақыт кетуінің себебі, батареяның электродтарында және басқа ішкі компоненттерінде тұнбаға түскен қорғасын сульфатының қалдықтары болды. Бұл электродтар мен басқа батарея компоненттерінен сульфаттың үзік-үзік теңестірілуін қажет етті. Қорғасын сульфатының бұл тұнбасы әрбір зарядтау және разрядтау циклімен жүреді және тұнбаға байланысты электрондардың артық болуы сутектің өндірілуіне әкеледі, бұл судың жоғалуына әкеледі. Бұл мәселе уақыт өте келе күшейеді және сульфат қалдықтары электродтың зарядты қабылдау қабілетін бұзатын кристалдар түзе бастайды.

Сол батареяның оң электроды қорғасын сульфатының тұнбалары бірдей болғанына қарамастан жақсы нәтиже береді, бұл мәселенің батареяның теріс электродында екенін анық көрсетеді. Бұл мәселені шешу үшін ғалымдар мен өндірушілер батареяның теріс электродына (катодына) көміртек қосу арқылы бұл мәселені шешті. Көміртекті қосу батареяның заряд қабылдауын жақсартады, қорғасын сульфатының қалдықтарына байланысты батареяның ішінара зарядталуын және ескіруін болдырмайды. Көміртекті қосу арқылы батарея батареяның жақсы жұмыс істеуі үшін өз қасиеттерін ұсынатын «суперконденсатор» ретінде әрекет ете бастайды.

Қорғасын-көміртекті батареялар жиі іске қосу-тоқтату қолданбалары және микро/жеңіл гибридті жүйелер сияқты қорғасын-қышқылды батареяны қажет ететін қолданбалар үшін тамаша алмастырғыш болып табылады. Қорғасын-көміртекті батареялар басқа батарея түрлерімен салыстырғанда ауыр болуы мүмкін, бірақ олар үнемді, экстремалды температураға төзімді және олармен бірге жұмыс істеу үшін салқындату механизмдерін қажет етпейді. Дәстүрлі қорғасын-қышқылды батареялардан айырмашылығы, бұл қорғасын-көміртекті батареялар сульфат шөгінділерінен қорықпай, 30-дан 70 пайызға дейінгі зарядтау сыйымдылығында тамаша жұмыс істейді. Қорғасын-көміртекті батареялар көптеген функцияларда қорғасын-қышқылды батареялардан асып түсті, бірақ олар суперконденсатор сияқты разряд кезінде кернеудің төмендеуіне ұшырайды.

Құрылыс үшінCSPowerЖылдам зарядталған терең циклді қорғасын көміртекті батарея

Жылдам зарядталатын терең циклді қорғасын көміртекті батареяның мүмкіндіктері

• Қорғасын-қышқылды аккумулятор мен суперконденсатордың сипаттамаларын біріктіріңіз
• Ұзақ қызмет ету мерзімінің дизайны, тамаша PSoC және циклдік өнімділік
• l Жоғары қуат, жылдам зарядтау және разрядтау
• l Бірегей тор және қорғасын жабыстыру дизайны
• l Температураның шектен тыс төзімділігі
• -30°C -60°C температурада жұмыс істей алады
• l Терең разрядты қалпына келтіру мүмкіндігі

Жылдам зарядталған терең циклді қорғасын көміртекті батареяның артықшылықтары

Әрбір батареяның қолданылуына байланысты өзіндік мақсаты бар және оны жалпы алғанда жақсы немесе жаман деп атауға болмайды.

Қорғасын-көміртекті аккумулятор батареялар үшін ең жаңа технология болмауы мүмкін, бірақ ол тіпті қазіргі заманғы аккумулятор технологиялары ұсына алмайтын бірқатар керемет артықшылықтарды ұсынады. Қорғасын-көміртекті аккумуляторлардың осы артықшылықтарының кейбірі төменде келтірілген:

• l Жартылай зарядталған күйде жұмыс істеген кезде сульфацияның төмендеуі.
• l Төмен заряд кернеуі, сондықтан тиімділік жоғары және оң пластинаның коррозиясы аз.
• Ал жалпы нәтиже циклдің қызмет ету мерзімін жақсартады.

Сынақтар біздің қорғасын көміртекті батареяларымыздың кем дегенде сегіз жүз 100% Қорғаныс министрлігінің циклдеріне төтеп беретінін көрсетті.

Сынақтарға I = 0,2C₂₀ кезінде күнделікті 10,8 В дейін разрядтау, разрядталған күйде шамамен екі сағат демалу және содан кейін I = 0,2C₂₀ кезінде қайта зарядтау кіреді.

• l ≥ 1200 цикл @ 90% DoD (I = 0,2C₂₀ кезінде 10,8 В дейін разрядтау, разрядталған күйде шамамен екі сағат демалу және содан кейін I = 0,2C₂₀ кезінде қайта зарядтау)
• l ≥ 2500 цикл @ 60% DoD (I = 0,2C₂₀ кезінде үш сағат ішінде разрядталады, I = 0,2C₂₀ кезінде бірден қайта зарядтау арқылы)
• l ≥ 3700 цикл @ 40% DoD (I = 0,2C₂₀ кезінде екі сағат ішінде разрядталады, I = 0,2C₂₀ кезінде бірден қайта зарядтау арқылы)
• Қорғасын-көміртекті батареялардың зарядтау-разрядтау қасиеттеріне байланысты термиялық зақымдану әсері минималды. Жеке элементтер жану, жарылу немесе қызып кету қаупінен алыс.
• Қорғасын-көміртекті аккумуляторлар желідегі және желіден тыс жүйелер үшін тамаша үйлеседі. Бұл сапа оларды күн энергиясы жүйелері үшін жақсы таңдау етеді, себебі олар жоғары разрядтық ток қабілетін ұсынады.

Қорғасын көміртекті батареяларVSТығыздалған қорғасын-қышқылды аккумулятор, гельді аккумуляторлар

• Қорғасын көміртекті батареялар жартылай зарядтау күйлерінде (PSOC) жақсы жұмыс істейді. Кәдімгі қорғасын типті батареялар қатаң «толық зарядтау»-«толық разрядтау»-толық зарядтау режимін сақтаса, жақсы жұмыс істейді және ұзақ қызмет етеді; олар толық және бос арасындағы кез келген күйде зарядталуға жақсы жауап бермейді. Қорғасын көміртекті батареялар зарядтау аймақтарында жұмыс істеуге ыңғайлы.
• Қорғасын-көміртекті батареялар суперконденсаторлы теріс электродтарды пайдаланады. Көміртекті батареялар стандартты қорғасын типті батарея оң электродын және суперконденсаторлы теріс электродты пайдаланады. Бұл суперконденсаторлы электрод көміртекті батареялардың ұзақ қызмет етуінің кілті болып табылады. Стандартты қорғасын типті электрод зарядтау және разрядтау кезінде уақыт өте келе химиялық реакцияға түседі. Суперконденсаторлы теріс электрод оң электродтағы коррозияны азайтады, бұл электродтың өзінің қызмет ету мерзімін ұзартады, бұл батареялардың ұзақ қызмет етуіне әкеледі.
• Қорғасын көміртекті батареялардың зарядтау/разрядтау жылдамдығы жоғары. Стандартты қорғасын типті батареялардың зарядтау/разрядтау жылдамдығы номиналды сыйымдылығының ең көбі 5-20%-ын құрайды, бұл батареяларды құрылғыларға ұзақ мерзімді зақым келтірмей 5-20 сағат аралығында зарядтауға немесе разрядтауға болатындығын білдіреді. Carbon Lead теориялық тұрғыдан шектеусіз зарядтау/разрядтау жылдамдығына ие.
• Қорғасын көміртекті батареялар ешқандай техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейді. Батареялар толығымен тығыздалған және ешқандай белсенді техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейді.
• Қорғасын көміртекті батареялар гель типті батареялармен бәсекелестікке қабілетті. Гель батареяларын алдын ала сатып алу әлі де сәл арзанырақ, бірақ көміртекті батареялар сәл ғана қымбатырақ. Гель және көміртекті батареялар арасындағы қазіргі баға айырмашылығы шамамен 10-11% құрайды. Көміртекті батареялар шамамен 30%-ға ұзағырақ қызмет ететінін ескеріңіз, сонда оның неге ақшаға тұрарлық нұсқа екенін түсінесіз.