CSPower қорғасын көміртекті аккумулятор технологиясы және артықшылығы

CSPower қорғасын көміртекті аккумулятор – технология, артықшылықтар

Қоғамның ілгерілеуімен әртүрлі әлеуметтік жағдайларда батарея энергиясын сақтауға қойылатын талаптар артып келеді. Соңғы бірнеше онжылдықта көптеген аккумуляторлық технологиялар үлкен прогреске қол жеткізді, қорғасын-қышқылды аккумуляторларды дамыту да көптеген мүмкіндіктер мен қиындықтарға тап болды. Осы тұрғыда ғалымдар мен инженерлер қорғасын-қышқылды аккумуляторлардың теріс белсенді материалына көміртекті қосу үшін бірлесіп жұмыс істеді және қорғасын-қышқылды аккумуляторлардың жаңартылған нұсқасы қорғасын-көміртекті аккумулятор дүниеге келді.

Қорғасын көміртекті аккумуляторлар - көміртектен тұратын катодты және қорғасыннан тұратын анодты пайдаланатын клапанмен реттелетін қорғасын қышқылды батареялардың жетілдірілген түрі. Көміртекті катодтағы көміртек конденсатор немесе «суперконденсатор» функциясын орындайды, ол батареяның бастапқы зарядтау сатысында ұзартылған қызмет мерзімімен бірге жылдам зарядтауға және разрядтауға мүмкіндік береді.

Неліктен нарыққа қорғасын көміртекті аккумулятор қажет???

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

Ең жиі кездесетін ақаулық режимдері:

– Белсенді заттың жұмсартылуы немесе төгілуі. Зарядтау кезінде оң пластинаның қорғасын оксиді (PbO2) қорғасын сульфатына (PbSO4), ал зарядтау кезінде қайтадан қорғасын оксидіне айналады. Жиі айналу қорғасын оксидімен салыстырғанда қорғасын сульфатының жоғары көлеміне байланысты оң пластина материалының когезиясын азайтады.

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

– Теріс пластинаның белсенді затын сульфаттау. Ағызу кезінде теріс пластинаның қорғасыны (Pb) қорғасын сульфатына (PbSO4) айналады. Төмен заряд күйінде қалдырылған кезде, теріс пластинадағы қорғасын сульфатының кристалдары өсіп, қатып, белсенді материалға қайта айналмайтын және өтпейтін қабат түзеді. Нәтижесі батарея жарамсыз болғанға дейін сыйымдылықты төмендетеді.

• * Қорғасын қышқылды аккумуляторды қайта зарядтау үшін уақыт қажет

Ең дұрысы, қорғасын қышқылды аккумуляторды 0,2С аспайтын жылдамдықпен зарядтау керек, ал жаппай зарядтау фазасы сіңіру зарядының сегіз сағатына дейін болуы керек. Зарядтау тогы мен заряд кернеуінің жоғарылауы температураның жоғарылауына байланысты қызмет ету мерзімінің қысқаруы және заряд кернеуінің жоғары болуына байланысты оң пластинаның тез коррозиясы есебінен қайта зарядтау уақытын қысқартады.

• * Қорғасын көміртегі: ішінара зарядтаудың жақсы өнімділігі, ұзақ қызмет ету циклі және терең циклдің жоғары тиімділігі

Теріс пластинаның белсенді материалын қорғасын көміртекті композитпен ауыстыру сульфаттануды азайтады және теріс пластинаның зарядты қабылдауын жақсартады.

Қорғасын көміртекті аккумулятор технологиясы

Қолданылатын батареялардың көпшілігі бір сағат немесе одан да көп уақыт ішінде жылдам зарядтауды ұсынады. Батареялар зарядталған күйде болса да, олар әлі де шығыс қуатын ұсына алады, бұл оларды тіпті зарядтау күйінде де пайдалануды арттырады. Дегенмен, қорғасын-қышқылды аккумуляторларда туындаған мәселе, оны зарядсыздандыру өте аз уақытты және қайта зарядтау үшін өте ұзақ уақытты қажет етті.

Қорғасын-қышқылды аккумуляторлардың бастапқы зарядты қайтару үшін ұзақ уақыт алуының себебі аккумулятордың электродтары мен басқа ішкі құрамдас бөліктерінде тұндырылған қорғасын сульфатының қалдықтары болды. Бұл электродтар мен батареяның басқа компоненттерінен сульфатты мезгіл-мезгіл теңестіруді талап етті. Қорғасын сульфатының бұл тұнбасы әрбір заряд және разряд циклінде болады және жауын-шашын салдарынан электрондардың артық болуы сутегінің түзілуін тудырады, нәтижесінде су жоғалады. Бұл мәселе уақыт өте келе артады және сульфат қалдықтары электродтың зарядты қабылдау қабілетін бұзатын кристалдар түзе бастайды.

Бір аккумулятордың оң электроды бірдей қорғасын сульфаты тұнбаларына қарамастан жақсы нәтиже береді, бұл мәселе батареяның теріс электродында екенін көрсетеді. Бұл мәселені шешу үшін ғалымдар мен өндірушілер бұл мәселені аккумулятордың теріс электродына (катодына) көміртекті қосу арқылы шешті. Көміртекті қосу батареяның зарядын қабылдауды жақсартады, қорғасын сульфатының қалдықтарынан батареяның жартылай зарядталуын және ескіруін болдырмайды. Көміртекті қосу арқылы аккумулятор батареяның жақсы жұмыс істеуі үшін оның қасиеттерін ұсынатын «суперконденсатор» ретінде әрекет ете бастайды.

Қорғасын-көміртекті аккумуляторлар қорғасын-қышқылды аккумуляторды қамтитын қолданбалар үшін тамаша алмастырғыш болып табылады, мысалы, жиі іске қосуды тоқтататын қолданбалар мен микро/жұмсақ гибридті жүйелер. Қорғасын-көміртекті аккумуляторлар батареялардың басқа түрлерімен салыстырғанда ауыр болуы мүмкін, бірақ олар үнемді, төтенше температураға төзімді және олармен қатар жұмыс істеу үшін салқындату механизмдерін қажет етпейді. Дәстүрлі қорғасын-қышқылды аккумуляторлардан айырмашылығы, бұл қорғасын-көміртекті аккумуляторлар сульфатты жауын-шашыннан қорықпай 30-70 пайыз зарядтау қабілетімен тамаша жұмыс істейді. Қорғасын-көміртекті аккумуляторлар көптеген функцияларда қорғасын-қышқылды аккумуляторлардан асып түсті, бірақ олар суперконденсатор сияқты зарядсыздану кезінде кернеудің төмендеуіне ұшырайды.

үшін құрылысCSPowerЖылдам зарядталатын терең циклді қорғасын көміртекті аккумулятор

Жылдам зарядталатын терең циклді қорғасын көміртекті аккумуляторға арналған мүмкіндіктер

• l Қорғасын қышқылды батарея мен супер конденсатордың сипаттамаларын біріктіріңіз
• l Ұзақ қызмет ету циклінің дизайны, тамаша PSoC және циклдік өнімділік
• l Жоғары қуат, жылдам зарядтау және зарядсыздандыру
• l Бірегей тор және қорғасын қою дизайны
• l Температураның шектен тыс төзімділігі
• l -30°C -60°C температурада жұмыс істей алады
• l Терең разрядты қалпына келтіру мүмкіндігі

Жылдам зарядталатын терең циклді қорғасын көміртекті аккумулятордың артықшылықтары

Әрбір аккумулятордың оның қолданбаларына байланысты тағайындалған қолданылуы бар және жалпы мағынада жақсы немесе жаман деп атауға болмайды.

Қорғасын-көміртекті аккумулятор батареялар үшін ең соңғы технология болмауы мүмкін, бірақ ол тіпті соңғы батарея технологиялары ұсына алмайтын үлкен артықшылықтарды ұсынады. Қорғасын-көміртекті батареялардың кейбір артықшылықтары төменде келтірілген:

• l Жартылай зарядталған күйде жұмыс істегенде аз сульфаттану.
• l Төмен заряд кернеуі, демек, жоғары тиімділік және оң пластинаның коррозиясы аз.
• l Ал жалпы нәтиже циклдің қызмет ету мерзімін ұзартады.

Сынақтар көрсеткендей, біздің қорғасын көміртекті батареяларымыз кемінде сегіз жүз 100% DoD цикліне төтеп береді.

Сынақтар I = 0,2C₂₀ кезінде 10,8 В-қа дейінгі тәуліктік разрядтан, шамамен екі сағат разрядталған күйде демалудан, содан кейін I = 0,2С₂₀ зарядтаудан тұрады.

• l ≥ 1200 цикл @ 90% DoD (I = 0,2C₂₀ кезінде 10,8 В дейін разряд, шамамен екі сағат разрядталған күйде демалу, содан кейін I = 0,2C₂₀ зарядтау)
• l ≥ 2500 цикл @ 60% DoD (үш сағат ішінде I = 0,2C₂₀ кезінде разряд, I = 0,2C₂₀ кезінде бірден қайта зарядтау арқылы)
• l ≥ 3700 цикл @ 40% DoD (I = 0,2C₂₀ кезінде екі сағат бойы разряд, I = 0,2C₂₀ кезінде бірден қайта зарядтау арқылы)
• l Қорғасын-көміртекті аккумуляторларда зарядтау-разрядтау қасиеттеріне байланысты термиялық зақымдану әсері аз. Жеке жасушалар жану, жарылу немесе қызып кету қаупінен алыс.
• l Қорғасын-көміртекті батареялар желідегі және желіден тыс жүйелер үшін тамаша сәйкес келеді. Бұл сапа оларды күн электр жүйелері үшін жақсы таңдау жасайды, өйткені олар жоғары разрядтық ток мүмкіндігін ұсынады

Қорғасын көміртекті батареяларVSТығыздалған қорғасын қышқылды аккумуляторлар, гельдік батареялар

• l Қорғасын көміртекті батареялар ішінара зарядталған күйде (PSOC) жақсырақ. Қарапайым қорғасын типті аккумуляторлар ең жақсы жұмыс істейді және ұзақ қызмет етеді, егер олар қатаң "толық зарядтау"-"толық зарядтау"-толық зарядтау" режимін сақтаса; олар толық және бос арасындағы кез келген күйде зарядтауға жақсы жауап бермейді. Қорғасын көміртекті батареялар анық емес зарядтау аймақтарында жұмыс істеуге қуанышты.
• l Қорғасын көміртекті батареялар суперконденсаторлы теріс электродтарды пайдаланады. Көміртекті батареялар стандартты қорғасын типті аккумулятордың оң электроды мен 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 химиялық реакцияға ұшырайды. Суперконденсатордың теріс электроды оң электродтағы коррозияны азайтады және бұл электродтың қызмет ету мерзімін ұзартады, содан кейін батареялардың қызмет ету мерзімі ұзағырақ болады.
• l Қорғасын көміртекті батареялардың зарядтау/разрядтау жылдамдығы жоғары. Стандартты қорғасын типті аккумуляторларда олардың номиналды сыйымдылығының ең көбі 5-20% зарядтау/разрядтау жылдамдығы бар, яғни батареяларды 5 – 20 сағат аралығында зарядтауға немесе зарядсыздандыруға болады, бұл құрылғыға ұзақ мерзімді зақым келтірместен. Көміртек қорғасынының теориялық шектеусіз заряд/разряд жылдамдығы бар.
• l Қорғасын көміртекті батареялар ешқандай техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейді. Батареялар толығымен жабылған және белсенді техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейді.
• l Қорғасын көміртекті батареялар гельдік батареялармен бәсекеге қабілетті. Гельдік батареяларды алдын ала сатып алу әлі де біршама арзанырақ, бірақ көміртекті аккумуляторлар сәл артық. Гель мен көміртекті аккумуляторлар арасындағы ағымдағы баға айырмашылығы шамамен 10-11% құрайды. Көміртектің шамамен 30%-ға ұзағырақ қызмет ететінін ескеріңіз және оның неліктен ақшаға тиімдірек екенін көре аласыз.