CSPower Lead Carbon Battery - טכנולוגיה, יתרונות
עם התקדמות החברה, הדרישות לאגירת אנרגיה בסוללה באירועים חברתיים שונים ממשיכות לעלות. בעשורים האחרונים, טכנולוגיות סוללות רבות התקדמו מאוד, וגם הפיתוח של סוללות עופרת נתקל בהזדמנויות ואתגרים רבים. בהקשר זה, מדענים ומהנדסים עבדו יחד כדי להוסיף פחמן לחומר הפעיל השלילי של סוללות עופרת-חומצה, ונולדה סוללת העופרת-פחמן, גרסה משודרגת של סוללות עופרת-חומצה.
סוללות פחמן עופרת הן צורה מתקדמת של סוללות עופרת מווסתות של Valve Regulated Lead Acid העושות שימוש בקתודה המורכבת מפחמן ובאנודה המורכבת מעופרת. הפחמן על הקתודה מתוצרת פחמן מבצע את תפקידו של קבל או 'קבל-על' המאפשר טעינה ופריקה מהירה יחד עם אורך חיים מוארך בשלב הטעינה הראשונית של הסוללה.
למה השוק צריך סוללת עופרת פחמן???
- * מצבי כשל של סוללות עופרת עופרת VRLA פלטה שטוחה במקרה של רכיבה אינטנסיבית על אופניים
מצבי הכשל הנפוצים ביותר הם:
– ריכוך או נשירה של החומר הפעיל. במהלך הפריקה, תחמוצת העופרת (PbO2) של הצלחת החיובית הופכת לסולפט עופרת (PbSO4), וחוזרת לתחמוצת עופרת במהלך הטעינה. רכיבה תכופה על אופניים תפחית את הלכידות של חומר הצלחת החיובי בשל הנפח הגבוה יותר של עופרת גופרתית בהשוואה לתחמוצת עופרת.
– קורוזיה של הרשת של הצלחת החיובית. תגובת קורוזיה זו מואצת בסוף תהליך הטעינה עקב נוכחות, הכרחית, של חומצה גופרתית.
- סולפטציה של החומר הפעיל של הלוח השלילי. במהלך פריקה העופרת (Pb) של הצלחת השלילית הופכת גם לסולפט עופרת (PbSO4). כאשר משאירים אותם במצב טעינה נמוך, גבישי העופרת סולפט על הצלחת השלילית גדלים ומתקשים ויוצרים שכבה בלתי חדירה שלא ניתנת להמרה מחדש לחומר פעיל. התוצאה היא ירידה בקיבולת, עד שהסוללה הופכת חסרת תועלת.
- * לוקח זמן להטעין סוללת עופרת
באופן אידיאלי, יש לטעון סוללת חומצת עופרת בקצב שלא יעלה על 0,2C, ושלב הטעינה בתפזורת צריך להיות בשמונה שעות של טעינת ספיגה. הגדלת זרם הטעינה ומתח הטעינה תקצר את זמן הטעינה על חשבון חיי שירות מופחתים עקב עליית טמפרטורה וקורוזיה מהירה יותר של הלוח החיובי עקב מתח הטעינה הגבוה יותר.
- * פחמן עופרת: ביצועי מצב טעינה חלקי טובים יותר, חיים ארוכים יותר מחזורים ומחזור עמוק יותר יעילות
החלפת החומר הפעיל של הצלחת השלילית בחומר מרוכב פחמן עופרת עשויה להפחית סולפטציה ומשפרת את קבלת המטען של הלוח השלילי.
טכנולוגיית סוללות פחמן עופרת
רוב הסוללות בהן נעשה שימוש מציעות טעינה מהירה תוך שעה או יותר. בעוד שהסוללות נמצאות במצב טעינה, הן עדיין יכולות להציע אנרגיית פלט מה שהופך אותן לפעולה גם במצב טעינה שמגדיל את השימוש בהן. עם זאת, הבעיה שהתעוררה בסוללות עופרת-חומצה הייתה שלקח זמן קצר מאוד לפרוק וזמן רב מאוד לטעינה מחדש.
הסיבה שלסוללות עופרת-חומצה לקח כל כך הרבה זמן להשיג את הטעינה המקורית שלהן הייתה שאריות של עופרת גופרתית שהושקעו על האלקטרודות של הסוללה ורכיבים פנימיים אחרים. זה הצריך איזון לסירוגין של הסולפט מאלקטרודות ורכיבי סוללה אחרים. משקעים אלו של עופרת גופרתית מתרחשים בכל מחזור טעינה ופריקה ועודף האלקטרונים עקב משקעים גורם לייצור מימן וכתוצאה מכך לאובדן מים. בעיה זו גוברת עם הזמן ושאריות הסולפט מתחילות ליצור גבישים אשר הורסים את יכולת קבלת המטען של האלקטרודה.
האלקטרודה החיובית של אותה סוללה מייצרת תוצאות טובות למרות אותם משקעי עופרת סולפט מה שמבהיר שהבעיה נמצאת בתוך האלקטרודה השלילית של הסוללה. כדי להתגבר על בעיה זו, מדענים ויצרנים פתרו בעיה זו על ידי הוספת פחמן לאלקטרודה השלילית (קתודה) של הסוללה. תוספת הפחמן משפרת את קבלת הטעינה של הסוללה ומבטלת את הטעינה החלקית והזדקנות הסוללה עקב שאריות עופרת סולפט. על ידי הוספת פחמן, הסוללה מתחילה להתנהג כ'קבל-על' המציע את תכונותיו לביצועים טובים יותר של הסוללה.
סוללות העופרת-פחמן מהוות תחליף מושלם ליישומים הכוללים סוללת עופרת חומצת עופרת כמו ביישומי התחלה-עצירה תכופים ומערכות היברידיות מיקרו/קלות. סוללות עופרת-פחמן יכולות להיות כבדות יותר בהשוואה לסוגים אחרים של סוללות אך הן חסכוניות, עמידות לטמפרטורות קיצוניות ואינן דורשות מנגנוני קירור לעבודה לצידן. בניגוד לסוללות עופרת-חומצה מסורתיות, סוללות עופרת-פחמן אלו פועלות בצורה מושלמת בין 30 ל-70 אחוזי טעינה ללא חשש ממשקעי סולפט. סוללות עופרת-פחמן עמדו בביצועים טובים יותר מסוללות עופרת-חומצה ברוב הפונקציות, אך הן סובלות מנפילת מתח בפריקה כפי שעושה קבל-על.
בנייה עבורCSPowerסוללת עופרת פחמן לטעינה מהירה למחזור עמוק
תכונות עבור סוללת עופרת פחמן לטעינה מהירה במחזור עמוק
- l שלב את המאפיינים של סוללת חומצת עופרת וקבל סופר
- l עיצוב שירות מחזור חיים ארוך, PSoC מעולה וביצועים מחזוריים
- l הספק גבוה, טעינה ופריקה מהירה
- l עיצוב ייחודי של רשת והדבקת עופרת
- l סבילות טמפרטורה קיצונית
- l מסוגל לפעול ב-30°C -60°C
- l יכולת התאוששות של פריקה עמוקה
יתרונות עבור סוללת עופרת פחמן לטעינה מהירה מחזור עמוק
לכל סוללה יש את השימוש המיועד לה בהתאם ליישומים שלה ולא ניתן להגדיר אותה כטובה או רעה באופן כללי.
סוללת עופרת-פחמן אולי אינה הטכנולוגיה העדכנית ביותר לסוללות, אך היא מציעה כמה יתרונות גדולים שאפילו טכנולוגיות הסוללה האחרונות לא יכולות להציע. כמה מהיתרונות הללו של סוללות עופרת-פחמן ניתנים להלן:
- l פחות סולפטציה במקרה של פעולת מצב טעינה חלקית.
- l מתח טעינה נמוך יותר ולכן יעילות גבוהה יותר ופחות קורוזיה של הצלחת החיובית.
- l והתוצאה הכוללת היא חיי מחזור משופרים.
בדיקות הראו שסוללות פחמן העופרת שלנו אכן עומדות לפחות בשמונה מאות 100% מחזורי DoD.
הבדיקות מורכבות מפריקה יומית ל-10,8V עם I = 0,2C₂₀, על ידי מנוחה של כשעתיים במצב משוחרר, ולאחר מכן טעינה עם I = 0,2C₂₀.
- l ≥ 1200 מחזורים @ 90% DoD (פריקה ל-10,8V עם I = 0,2C₂₀, על ידי כשעתיים מנוחה במצב משוחרר, ולאחר מכן טעינה עם I = 0,2C₂₀)
- l ≥ 2500 מחזורים @ 60% DoD (פריקה במהלך שלוש שעות עם I = 0,2C₂₀, מיד על ידי טעינה מחדש ב-I = 0,2C₂₀)
- l ≥ 3700 מחזורים @ 40% DoD (פריקה במהלך שעתיים עם I = 0,2C₂₀, מיד על ידי טעינה מחדש ב-I = 0,2C₂₀)
- l השפעת הנזק התרמי היא מינימלית בסוללות עופרת-פחמן בשל תכונות הטעינה-פריקה שלהן. תאים בודדים רחוקים מהסיכונים של שריפה, פיצוץ או התחממות יתר.
- l סוללות פחמן עופרת הן התאמה מושלמת למערכות על רשת ומחוץ לרשת. איכות זו הופכת אותם לבחירה טובה עבור מערכות חשמל סולארי מכיוון שהן מציעות יכולת זרם פריקה גבוהה
סוללות פחמן עופרתVSסוללת חומצת עופרת אטומה, סוללות ג'ל
- l סוללות פחמן עופרת טובות יותר בישיבה במצבי טעינה חלקיים (PSOC). סוללות מסוג עופרת רגילות פועלות בצורה הטובה ביותר ומחזיקות מעמד זמן רב יותר אם הן עוקבות אחר משטר קפדני של 'טעינה מלאה'-'פריקה מלאה'-טעינה מלאה'; הם לא מגיבים היטב לטעינה בכל מצב שבין מלא לריק. סוללות פחמן עופרת שמחות יותר לתפקד באזורי הטעינה המעורפלים יותר.
- l סוללות עופרת פחמן משתמשות באלקטרודות שליליות של קבל-על. סוללות פחמן משתמשות באלקטרודה חיובית לסוללה מסוג עופרת רגילה ובאלקטרודה שלילית של קבל-על. אלקטרודת קבל-על זו היא המפתח לאריכות החיים של סוללות הפחמן. אלקטרודה סטנדרטית מסוג עופרת עוברת תגובה כימית לאורך זמן מטעינה ופריקה. האלקטרודה השלילית של קבל העל מפחיתה קורוזיה באלקטרודה החיובית וזה מוביל לחיים ארוכים יותר של האלקטרודה עצמה, מה שמוביל לאחר מכן לסוללות עמידות יותר.
- l לסוללות פחמן עופרת יש קצב טעינה/פריקה מהיר יותר. לסוללות סטנדרטיות מסוג עופרת יש בין מקסימום 5-20% מקצבי טעינה/פריקה של הקיבולת, כלומר ניתן לטעון או לפרוק את הסוללות בין 5-20 שעות מבלי לגרום נזק ארוך טווח ליחידות. לעופרת פחמן יש קצב טעינה/פריקה תיאורטי בלתי מוגבל.
- l סוללות פחמן עופרת אינן דורשות תחזוקה. הסוללות אטומות לחלוטין ואינן דורשות תחזוקה אקטיבית.
- l סוללות פחמן עופרת הן במחיר תחרותי עם סוללות מסוג ג'ל. סוללות ג'ל עדיין זולות מעט יותר לרכישה מראש, אך סוללות פחמן הן רק מעט יותר. ההבדל במחיר הנוכחי בין סוללות ג'ל לפחמן הוא בערך 10-11%. קחו בחשבון שפחמן מחזיק מעמד למשך כ-30% יותר ותוכלו לראות מדוע זו אפשרות טובה יותר לכסף.
זמן פרסום: 08-08-2022
