تكنولوجيا ومزايا بطارية الكربون الرصاص CSPower

بطارية الكربون الرصاص CSPower - التكنولوجيا والمزايا

مع تقدم المجتمع، تتزايد متطلبات تخزين طاقة البطاريات في مختلف المناسبات الاجتماعية. في العقود القليلة الماضية، حققت العديد من تقنيات البطاريات تقدمًا كبيرًا، كما واجه تطوير بطاريات الرصاص الحمضية العديد من الفرص والتحديات. وفي هذا السياق، عمل العلماء والمهندسون معًا لإضافة الكربون إلى المادة النشطة السلبية في بطاريات الرصاص الحمضية، وولدت بطارية الرصاص الكربون، وهي نسخة مطورة من بطاريات الرصاص الحمضية.

بطاريات الرصاص الكربونية هي شكل متقدم من بطاريات حمض الرصاص المنظمة بالصمام والتي تستخدم كاثودًا مصنوعًا من الكربون وأنودًا يتكون من الرصاص. يؤدي الكربون الموجود على الكاثود المصنوع من الكربون وظيفة المكثف أو "المكثف الفائق" الذي يسمح بالشحن والتفريغ السريع إلى جانب عمر طويل في مرحلة الشحن الأولية للبطارية.

لماذا يحتاج السوق إلى بطارية الرصاص الكربونية؟؟؟؟

• * أوضاع فشل بطاريات الرصاص الحمضية المسطحة VRLA في حالة ركوب الدراجات المكثفة

أوضاع الفشل الأكثر شيوعًا هي:

- تليين أو تساقط المادة الفعالة. أثناء التفريغ، يتحول أكسيد الرصاص (PbO2) الموجود في اللوحة الموجبة إلى كبريتات الرصاص (PbSO4)، ويعود مرة أخرى إلى أكسيد الرصاص أثناء الشحن. سوف يؤدي ركوب الدراجات المتكرر إلى تقليل تماسك مادة اللوحة الإيجابية بسبب ارتفاع حجم كبريتات الرصاص مقارنة بأكسيد الرصاص.

- تآكل شبكة اللوحة الإيجابية. يتسارع تفاعل التآكل هذا في نهاية عملية الشحن بسبب وجود حمض الكبريتيك الضروري.

– كبريت المادة الفعالة للوحة السالبة. أثناء التفريغ، يتحول أيضًا الرصاص (Pb) الموجود في اللوحة السالبة إلى كبريتات الرصاص (PbSO4). عند تركها في حالة شحن منخفضة، تنمو بلورات كبريتات الرصاص الموجودة على اللوحة السالبة وتتصلب وتشكل طبقة غير قابلة للاختراق ولا يمكن إعادة تحويلها إلى مادة نشطة. والنتيجة هي انخفاض القدرة، حتى تصبح البطارية عديمة الفائدة.

• * يستغرق الأمر وقتًا لإعادة شحن بطارية الرصاص الحمضية

من الناحية المثالية، يجب شحن بطارية حمض الرصاص بمعدل لا يتجاوز 0.2 درجة مئوية، ويجب أن تكون مرحلة الشحن بالجملة بمقدار ثماني ساعات من شحنة الامتصاص. ستؤدي زيادة تيار الشحن وجهد الشحن إلى تقليل وقت إعادة الشحن على حساب تقليل عمر الخدمة بسبب زيادة درجة الحرارة والتآكل الأسرع للوحة الموجبة بسبب ارتفاع جهد الشحن.

• * الكربون الرصاصي: أداء جزئي أفضل لحالة الشحن، ودورات أطول وعمر أطول، ودورة عميقة ذات كفاءة أعلى

من المحتمل أن يؤدي استبدال المادة النشطة للوحة السالبة بمركب كربون الرصاص إلى تقليل الكبريت وتحسين قبول الشحن للوحة السالبة.

تكنولوجيا بطارية الكربون الرصاص

توفر معظم البطاريات المستخدمة شحنًا سريعًا خلال ساعة أو أكثر. في حين أن البطاريات في حالة الشحن، إلا أنها لا تزال قادرة على توفير طاقة الإخراج مما يجعلها جاهزة للعمل حتى في ظل حالة الشحن مما يزيد من استخدامها. ومع ذلك، فإن المشكلة التي نشأت في بطاريات الرصاص الحمضية هي أن الأمر استغرق وقتًا صغيرًا جدًا لتفريغها ووقتًا طويلًا جدًا لإعادة شحنها مرة أخرى.

السبب وراء استغراق بطاريات الرصاص الحمضية وقتًا طويلاً لاستعادة شحنتها الأصلية هو بقايا كبريتات الرصاص التي ترسبت على أقطاب البطارية والمكونات الداخلية الأخرى. وهذا يتطلب معادلة متقطعة للكبريتات من الأقطاب الكهربائية ومكونات البطارية الأخرى. يحدث ترسيب كبريتات الرصاص مع كل دورة شحن وتفريغ، ويتسبب فائض الإلكترونات بسبب الترسيب في إنتاج الهيدروجين مما يؤدي إلى فقدان الماء. تزداد هذه المشكلة بمرور الوقت وتبدأ بقايا الكبريتات في تكوين بلورات تدمر قدرة القطب على قبول الشحنة.

القطب الموجب لنفس البطارية يعطي نتائج جيدة على الرغم من وجود نفس رواسب كبريتات الرصاص مما يوضح أن المشكلة تكمن في القطب السالب للبطارية. للتغلب على هذه المشكلة، قام العلماء والمصنعون بحل هذه المشكلة عن طريق إضافة الكربون إلى القطب السالب (الكاثود) للبطارية. تعمل إضافة الكربون على تحسين قبول شحن البطارية، مما يؤدي إلى القضاء على الشحن الجزئي وتقادم البطارية بسبب بقايا كبريتات الرصاص. ومن خلال إضافة الكربون، تبدأ البطارية في التصرف كـ "مكثف فائق" يقدم خصائصه لتحسين أداء البطارية.

تعد بطاريات الرصاص والكربون بديلاً مثاليًا للتطبيقات التي تتضمن بطارية الرصاص الحمضية كما هو الحال في تطبيقات التشغيل والإيقاف المتكررة والأنظمة الهجينة الدقيقة/الخفيفة. يمكن أن تكون بطاريات الرصاص والكربون أثقل مقارنة بأنواع البطاريات الأخرى ولكنها فعالة من حيث التكلفة ومقاومة لدرجات الحرارة القصوى ولا تتطلب آليات تبريد للعمل بجانبها. وعلى عكس بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية، تعمل بطاريات الرصاص والكربون هذه بشكل مثالي بقدرة شحن تتراوح بين 30 و70 بالمائة دون الخوف من رواسب الكبريتات. لقد تفوقت بطاريات الرصاص والكربون على بطاريات الرصاص الحمضية في معظم الوظائف ولكنها تعاني من انخفاض الجهد عند التفريغ كما يحدث مع المكثف الفائق.

البناء لCSPowerبطارية كربون الرصاص ذات الدورة العميقة للشحن السريع

ميزات لبطارية الكربون الرصاص ذات الدورة العميقة للشحن السريع

• ل الجمع بين خصائص بطارية الرصاص الحمضية ومكثف فائق
• ل تصميم خدمة دورة حياة طويلة، PSoC ممتاز والأداء الدوري
• ل الطاقة العالية والشحن والتفريغ السريع
• ل شبكة فريدة من نوعها وتصميم لصق الرصاص
• ل التسامح مع درجات الحرارة القصوى
• ل قادرة على العمل في -30 درجة مئوية -60 درجة مئوية
• ل القدرة على استعادة التفريغ العميق

مزايا بطارية الكربون الرصاص ذات الدورة العميقة للشحن السريع

كل بطارية لها استخدام محدد اعتمادًا على تطبيقاتها ولا يمكن وصفها بأنها جيدة أو سيئة بشكل عام.

قد لا تكون بطارية الرصاص والكربون أحدث تكنولوجيا للبطاريات ولكنها توفر بعض المزايا الرائعة التي لا تستطيع حتى تقنيات البطاريات الحديثة تقديمها. فيما يلي بعض هذه المزايا لبطاريات الرصاص والكربون:

• ل كبريتات أقل في حالة التشغيل الجزئي لحالة الشحن.
• ل انخفاض جهد الشحن وبالتالي كفاءة أعلى وتآكل أقل للوحة الإيجابية.
• ل والنتيجة الإجمالية هي تحسين دورة الحياة.

أظهرت الاختبارات أن بطاريات الكربون الرصاص لدينا تتحمل ما لا يقل عن ثمانمائة دورة من دورات وزارة الدفاع بنسبة 100%.

تتكون الاختبارات من تفريغ يومي حتى 10,8 فولت مع I = 0,2C₂₀، بعد ساعتين تقريبًا من الراحة في حالة التفريغ، ثم إعادة الشحن بـ I = 0,2C₂₀.

• ل ≥ 1200 دورة @ 90% DoD (التفريغ إلى 10,8 فولت مع I = 0,2C₂₀، بحوالي ساعتين من الراحة في حالة التفريغ، ثم إعادة الشحن باستخدام I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 2500 دورة عند 60% DoD (التفريغ خلال ثلاث ساعات مع I = 0,2C₂₀، على الفور عن طريق إعادة الشحن عند I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 3700 دورة عند 40% DoD (التفريغ خلال ساعتين مع I = 0,2C₂₀، على الفور عن طريق إعادة الشحن عند I = 0,2C₂₀)
• ل تأثير الضرر الحراري هو الحد الأدنى في بطاريات الرصاص والكربون بسبب خصائص تفريغ الشحن. الخلايا الفردية بعيدة عن مخاطر الاحتراق أو الانفجار أو الحرارة الزائدة.
• l تعتبر بطاريات الرصاص والكربون مناسبة تمامًا للأنظمة المتصلة بالشبكة وخارجها. هذه الجودة تجعلها خيارًا جيدًا لأنظمة الكهرباء الشمسية لأنها توفر قدرة تيار تفريغ عالية

بطاريات الكربون الرصاصVSمختومة بطارية الرصاص الحمضية، بطاريات هلام

• ل بطاريات الكربون الرصاص أفضل في البقاء في حالات الشحن الجزئي (PSOC). تعمل بطاريات الرصاص العادية بشكل أفضل وتدوم لفترة أطول إذا اتبعت نظامًا صارمًا لـ "الشحن الكامل" - "التفريغ الكامل" - الشحن الكامل؛ إنهم لا يستجيبون جيدًا للشحن في أي حالة بين الامتلاء والفارغ. تعد بطاريات الكربون الرصاصية أكثر سعادة في العمل في مناطق الشحن الأكثر غموضًا.
• l تستخدم بطاريات الرصاص الكربونية أقطابًا كهربائية سالبة ذات مكثف فائق. تستخدم بطاريات الكربون قطبًا إيجابيًا قياسيًا لبطارية الرصاص وقطبًا سالبًا للمكثف الفائق. هذا القطب الكهربائي ذو المكثف الفائق هو المفتاح لطول عمر بطاريات الكربون. يخضع القطب الكهربائي القياسي من النوع الرصاصي لتفاعل كيميائي مع مرور الوقت من الشحن والتفريغ. يعمل القطب السالب للمكثف الفائق على تقليل التآكل على القطب الموجب مما يؤدي إلى عمر أطول للقطب الكهربائي نفسه مما يؤدي بعد ذلك إلى بطاريات تدوم لفترة أطول.
• ل بطاريات الكربون الرصاص لديها معدلات شحن / تفريغ أسرع. تحتوي البطاريات القياسية من النوع الرصاصي على ما بين 5-20% كحد أقصى من معدلات الشحن/التفريغ ذات السعة المقدرة، مما يعني أنه يمكنك شحن البطاريات أو تفريغها بين 5-20 ساعة دون التسبب في أي ضرر طويل المدى للوحدات. يتمتع الرصاص الكربوني بمعدل شحن/تفريغ نظري غير محدود.
• ل بطاريات الكربون الرصاص لا تتطلب أي صيانة. البطاريات مغلقة بالكامل ولا تتطلب أي صيانة نشطة.
• ل بطاريات الكربون الرصاص تنافسية من حيث التكلفة مع بطاريات نوع هلام. لا تزال بطاريات الجل أرخص قليلًا عند شرائها مقدمًا، لكن بطاريات الكربون أرخص قليلًا فقط. يبلغ فرق السعر الحالي بين بطاريات الجل والكربون حوالي 10-11%. ضع في اعتبارك أن الكربون يدوم لفترة أطول بنسبة 30% تقريبًا ويمكنك معرفة سبب كونه خيارًا أفضل ذو قيمة مقابل المال.