เทคโนโลยีและความได้เปรียบของแบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอน CSPower

แบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอน CSPower – เทคโนโลยีข้อดี

ด้วยความก้าวหน้าของสังคม ข้อกำหนดสำหรับการจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ในโอกาสทางสังคมต่างๆ ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา เทคโนโลยีแบตเตอรี่จำนวนมากมีความก้าวหน้าอย่างมาก และการพัฒนาแบตเตอรี่ตะกั่วกรดก็ต้องเผชิญกับโอกาสและความท้าทายมากมายเช่นกัน ในบริบทนี้ นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรทำงานร่วมกันเพื่อเพิ่มคาร์บอนให้กับวัสดุออกฤทธิ์เชิงลบของแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด และแบตเตอรี่ตะกั่ว-คาร์บอน ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดเวอร์ชันอัพเกรดได้ถือกำเนิดขึ้น

แบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนเป็นรูปแบบขั้นสูงของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดควบคุมด้วยวาล์ว ซึ่งใช้แคโทดที่ประกอบด้วยคาร์บอนและแอโนดที่ประกอบด้วยตะกั่ว คาร์บอนบนแคโทดที่ทำจากคาร์บอนจะทำหน้าที่ของตัวเก็บประจุหรือ 'ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์' ซึ่งช่วยให้สามารถชาร์จและคายประจุได้อย่างรวดเร็ว พร้อมทั้งมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นในขั้นการชาร์จเริ่มแรกของแบตเตอรี่

ทำไมตลาดถึงต้องการแบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอน-

• * โหมดความล้มเหลวของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด VRLA แบบแผ่นเรียบ ในกรณีที่มีการปั่นจักรยานอย่างเข้มข้น

โหมดความล้มเหลวที่พบบ่อยที่สุดคือ:

– การอ่อนตัวหรือการหลุดร่วงของวัสดุออกฤทธิ์ ในระหว่างการคายประจุ ลีดออกไซด์ (PbO2) ของแผ่นขั้วบวกจะเปลี่ยนเป็นลีดซัลเฟต (PbSO4) และเปลี่ยนกลับไปเป็นลีดออกไซด์ระหว่างการชาร์จ การหมุนเวียนบ่อยครั้งจะลดการทำงานร่วมกันของวัสดุแผ่นขั้วบวก เนื่องจากมีลีดซัลเฟตในปริมาณที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับลีดออกไซด์

– การกัดกร่อนของตะแกรงของแผ่นขั้วบวก ปฏิกิริยาการกัดกร่อนนี้จะเร่งตัวขึ้นเมื่อสิ้นสุดกระบวนการประจุเนื่องจากมีกรดซัลฟิวริกอยู่ด้วยซึ่งจำเป็น

– การเกิดซัลเฟตของวัสดุออกฤทธิ์ของแผ่นขั้วลบ ในระหว่างการปล่อยสารตะกั่ว (Pb) ของแผ่นขั้วลบจะถูกเปลี่ยนเป็นตะกั่วซัลเฟต (PbSO4) ด้วย เมื่อปล่อยทิ้งไว้ในสถานะประจุไฟฟ้าต่ำ ผลึกตะกั่วซัลเฟตบนแผ่นขั้วลบจะเติบโตและแข็งตัว และก่อตัวเป็นชั้นที่ไม่สามารถทะลุเข้าไปได้ ซึ่งไม่สามารถเปลี่ยนกลับเป็นวัสดุออกฤทธิ์ได้ ผลที่ได้คือความจุลดลงจนแบตเตอรี่หมดประโยชน์

• * ต้องใช้เวลาในการชาร์จแบตเตอรี่กรดตะกั่ว

ตามหลักการแล้ว แบตเตอรี่ตะกั่วกรดควรชาร์จในอัตราไม่เกิน 0.2C และระยะการชาร์จจำนวนมากควรใช้เวลาชาร์จดูดซับแปดชั่วโมง การเพิ่มกระแสไฟและแรงดันไฟชาร์จจะทำให้เวลาในการชาร์จสั้นลง โดยอายุการใช้งานลดลงเนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและการกัดกร่อนที่เร็วขึ้นของแผ่นขั้วบวกเนื่องจากแรงดันไฟชาร์จสูงขึ้น

• * ตะกั่วคาร์บอน: ประสิทธิภาพการชาร์จบางส่วนที่ดีขึ้น รอบชีวิตที่ยาวนานขึ้น และรอบลึกที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น

การแทนที่วัสดุออกฤทธิ์ของเพลตขั้วลบด้วยคอมโพสิตตะกั่วคาร์บอนอาจช่วยลดซัลเฟตและปรับปรุงการรับประจุของเพลตขั้วลบ

เทคโนโลยีแบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอน

แบตเตอรี่ส่วนใหญ่ที่ใช้มีการชาร์จอย่างรวดเร็วภายในหนึ่งชั่วโมงหรือมากกว่านั้น ในขณะที่แบตเตอรี่อยู่ภายใต้สถานะการชาร์จ พวกเขายังสามารถให้พลังงานเอาต์พุตซึ่งทำให้ทำงานได้แม้ภายใต้สถานะการชาร์จที่เพิ่มขึ้นการใช้งาน อย่างไรก็ตาม ปัญหาที่เกิดขึ้นกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรดคือใช้เวลาในการคายประจุเพียงเล็กน้อยและใช้เวลานานมากในการชาร์จกลับคืนอีกครั้ง

เหตุผลที่แบตเตอรี่ตะกั่วกรดใช้เวลานานมากในการคืนทุนเดิมคือเศษตะกั่วซัลเฟตที่ตกตะกอนบนขั้วไฟฟ้าของแบตเตอรี่และส่วนประกอบภายในอื่นๆ ซึ่งจำเป็นต้องมีการปรับสมดุลซัลเฟตจากอิเล็กโทรดและส่วนประกอบอื่นๆ ของแบตเตอรี่เป็นระยะๆ การตกตะกอนของลีดซัลเฟตนี้เกิดขึ้นกับทุกรอบการชาร์จและการปล่อยประจุ และอิเล็กตรอนส่วนเกินเนื่องจากการตกตะกอนทำให้เกิดการผลิตไฮโดรเจนส่งผลให้สูญเสียน้ำ ปัญหานี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป และเศษซัลเฟตเริ่มก่อตัวเป็นผลึก ซึ่งทำลายความสามารถในการรับประจุของอิเล็กโทรด

อิเล็กโทรดบวกของแบตเตอรี่ชนิดเดียวกันให้ผลลัพธ์ที่ดีแม้ว่าจะมีตะกั่วซัลเฟตตกตะกอนเหมือนกัน ซึ่งทำให้ชัดเจนว่าปัญหาอยู่ภายในอิเล็กโทรดลบของแบตเตอรี่ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ นักวิทยาศาสตร์และผู้ผลิตได้แก้ไขปัญหานี้โดยการเพิ่มคาร์บอนเข้าไปในขั้วลบ (แคโทด) ของแบตเตอรี่ การเติมคาร์บอนช่วยเพิ่มการยอมรับประจุของแบตเตอรี่ โดยกำจัดประจุบางส่วนและการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่เนื่องจากเศษตะกั่วซัลเฟต ด้วยการเติมคาร์บอน แบตเตอรี่จะเริ่มทำงานเป็น 'ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์' ที่มีคุณสมบัติช่วยให้แบตเตอรี่มีประสิทธิภาพดีขึ้น

แบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนเป็นสิ่งทดแทนที่สมบูรณ์แบบสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด เช่น ในการใช้งานสตาร์ท-ดับบ่อยครั้ง และระบบไฮบริดไมโคร/อ่อน แบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนอาจมีน้ำหนักมากกว่าเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ประเภทอื่นๆ แต่มีความคุ้มค่า ทนทานต่ออุณหภูมิที่สูงมาก และไม่ต้องใช้กลไกการระบายความร้อนในการทำงานควบคู่กัน ตรงกันข้ามกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบเดิม แบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนเหล่านี้ทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบด้วยความสามารถในการชาร์จระหว่าง 30 ถึง 70 เปอร์เซ็นต์ โดยไม่ต้องกลัวว่าจะมีการตกตะกอนของซัลเฟต แบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนมีประสิทธิภาพเหนือกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดในฟังก์ชั่นส่วนใหญ่ แต่พวกมันจะประสบกับแรงดันไฟฟ้าตกเมื่อคายประจุเหมือนกับที่ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ทำ

ก่อสร้างเพื่อซีเอสพาวเวอร์แบตเตอรี่คาร์บอนตะกั่วรอบลึกที่ชาร์จเร็ว

คุณสมบัติสำหรับแบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนรอบลึกที่ชาร์จเร็ว

• l รวมลักษณะของแบตเตอรี่กรดตะกั่วและตัวเก็บประจุซุปเปอร์
• l การออกแบบบริการวงจรชีวิตที่ยาวนาน PSoC ที่ยอดเยี่ยมและประสิทธิภาพแบบวงจร
• l พลังงานสูง การชาร์จและการคายประจุที่รวดเร็ว
• l ตารางที่ไม่ซ้ำใครและการออกแบบการวางตะกั่ว
• ล. ทนอุณหภูมิได้มาก
• l สามารถทำงานที่อุณหภูมิ -30°C -60°C
• l ความสามารถในการกู้คืน Deep Discharge

ข้อดีสำหรับแบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนรอบลึกแบบชาร์จเร็ว

แบตเตอรี่ทุกก้อนมีการใช้งานที่กำหนดขึ้นอยู่กับการใช้งาน และไม่สามารถเรียกได้ว่าดีหรือไม่ดีโดยทั่วไป

แบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนอาจไม่ใช่เทคโนโลยีใหม่ล่าสุดสำหรับแบตเตอรี่ แต่มีข้อดีบางประการที่แม้แต่เทคโนโลยีแบตเตอรี่ล่าสุดก็ไม่สามารถทำได้ ข้อดีบางประการของแบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนมีดังต่อไปนี้:

• l ซัลเฟตน้อยลงในกรณีของการดำเนินการตามสถานะการชาร์จบางส่วน
• l แรงดันไฟฟ้าที่ลดลงจึงมีประสิทธิภาพสูงขึ้นและการกัดกร่อนของแผ่นบวกน้อยลง
• l และผลลัพธ์โดยรวมคืออายุการใช้งานของวงจรที่ดีขึ้น

การทดสอบแสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนของเราทนทานต่อรอบ DoD อย่างน้อยแปดร้อย 100%

การทดสอบประกอบด้วยการคายประจุรายวันไปที่ 10,8V โดย I = 0,2C₂₀ โดยพักไว้ประมาณสองชั่วโมงในสภาพคายประจุ จากนั้นชาร์จใหม่ด้วย I = 0,2C₂₀

• l ≥ 1200 รอบ @ 90% DoD (คายประจุไปที่ 10,8V โดย I = 0,2C₂₀ โดยพักประมาณสองชั่วโมงในสภาพคายประจุ จากนั้นชาร์จใหม่ด้วย I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 2,500 รอบ @ 60% DoD (คายประจุในช่วงสามชั่วโมงโดยมี I = 0,2C₂₀ ทันทีโดยชาร์จที่ I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 3700 รอบ @ 40% DoD (คายประจุในช่วงสองชั่วโมงโดยมี I = 0,2C₂₀ ทันทีโดยชาร์จที่ I = 0,2C₂₀)
• l ผลกระทบจากความเสียหายจากความร้อนมีน้อยมากในแบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนเนื่องจากคุณสมบัติการคายประจุ เซลล์แต่ละเซลล์อยู่ห่างไกลจากความเสี่ยงที่จะเกิดการไหม้ การระเบิด หรือความร้อนสูงเกินไป
• แบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนเหมาะอย่างยิ่งสำหรับระบบออนกริดและนอกกริด คุณภาพนี้ทำให้เป็นทางเลือกที่ดีสำหรับระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ เนื่องจากมีความสามารถในการจ่ายกระแสไฟฟ้าสูง

แบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนVSแบตเตอรี่กรดตะกั่วปิดผนึก, แบตเตอรี่เจล

• แบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนจะดีกว่าเมื่ออยู่ที่สถานะการชาร์จบางส่วน (PSOC) แบตเตอรี่ชนิดตะกั่วทั่วไปจะทำงานได้ดีที่สุดและมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าหากปฏิบัติตามกฎเกณฑ์ 'การชาร์จเต็ม' - 'การคายประจุจนเต็ม' - การชาร์จเต็ม' ที่เข้มงวด พวกเขาไม่ตอบสนองได้ดีต่อการถูกเรียกเก็บเงินในสถานะใด ๆ ระหว่างเต็มและว่างเปล่า แบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนมีความสุขมากกว่าในการทำงานในบริเวณการชาร์จที่ไม่ชัดเจน
• l แบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนใช้ขั้วไฟฟ้าลบซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ แบตเตอรี่คาร์บอนใช้ขั้วบวกของแบตเตอรี่ชนิดตะกั่วมาตรฐานและขั้วลบซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ อิเล็กโทรดซุปเปอร์คาปาซิเตอร์นี้เป็นกุญแจสำคัญในการยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่คาร์บอน อิเล็กโทรดชนิดตะกั่วมาตรฐานจะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีเมื่อเวลาผ่านไปจากการชาร์จและการคายประจุ อิเล็กโทรดขั้วลบซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ช่วยลดการกัดกร่อนบนอิเล็กโทรดขั้วบวกและทำให้อายุการใช้งานของอิเล็กโทรดยาวนานขึ้น ซึ่งจะทำให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น
• แบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนมีอัตราการชาร์จ/คายประจุที่เร็วกว่า แบตเตอรี่ชนิดตะกั่วมาตรฐานมีอัตราการชาร์จ/คายประจุความจุสูงสุดระหว่าง 5-20% ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถชาร์จหรือคายประจุแบตเตอรี่ได้ระหว่าง 5 - 20 ชั่วโมง โดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อตัวเครื่องในระยะยาว ตะกั่วคาร์บอนมีอัตราการชาร์จ/คายประจุไม่จำกัดตามทฤษฎี
• l แบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนไม่ต้องการการบำรุงรักษาใด ๆ แบตเตอรี่มีการปิดผนึกสนิทและไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษาใดๆ
• l แบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอนสามารถแข่งขันด้านต้นทุนกับแบตเตอรี่ชนิดเจลได้ แบตเตอรี่เจลยังคงมีราคาถูกกว่าเล็กน้อยในการซื้อล่วงหน้า แต่แบตเตอรี่คาร์บอนมีราคามากกว่าเล็กน้อยเท่านั้น ราคาปัจจุบันระหว่างแบตเตอรี่เจลและคาร์บอนอยู่ที่ประมาณ 10-11% พิจารณาว่าคาร์บอนมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าประมาณ 30% และคุณจะเห็นได้ว่าทำไมคาร์บอนจึงเป็นตัวเลือกที่คุ้มค่าเงินมากกว่า