CSPower loodkoolstofbatterijtechnologie en de voordelen ervan.

CSPower loodkoolstofaccu – Technologie en voordelen

Met de vooruitgang van de maatschappij nemen de eisen aan batterij-energieopslag voor diverse maatschappelijke toepassingen steeds verder toe. De afgelopen decennia hebben veel batterijtechnologieën grote vooruitgang geboekt, en de ontwikkeling van loodzuuraccu's heeft daarbij zowel kansen als uitdagingen gekend. In deze context hebben wetenschappers en ingenieurs samengewerkt om koolstof toe te voegen aan het negatieve actieve materiaal van loodzuuraccu's, en zo is de lood-koolstofaccu, een verbeterde versie van de loodzuuraccu, ontstaan.

Loodkoolstofaccu's zijn een geavanceerde variant van de ventielgeregelde loodzuuraccu, waarbij de kathode uit koolstof bestaat en de anode uit lood. De koolstof in de kathode fungeert als condensator of 'supercondensator', waardoor snel laden en ontladen mogelijk is en de levensduur van de accu in de beginfase van het laden wordt verlengd.

Waarom de markt behoefte heeft aan loodkoolstofbatterijen???

• * Storingsmodi van vlakke VRLA-loodzuuraccu's bij intensief cyclisch gebruik

De meest voorkomende oorzaken van storingen zijn:

– Verzachting of afschilfering van het actieve materiaal. Tijdens het ontladen wordt het loodoxide (PbO2) van de positieve plaat omgezet in loodsulfaat (PbSO4), en tijdens het opladen weer terug in loodoxide. Frequent ontladen en ontladen vermindert de cohesie van het materiaal van de positieve plaat vanwege het grotere volume loodsulfaat in vergelijking met loodoxide.

– Corrosie van het rooster van de positieve plaat. Deze corrosiereactie versnelt aan het einde van het laadproces door de noodzakelijke aanwezigheid van zwavelzuur.

– Sulfatering van het actieve materiaal van de negatieve plaat. Tijdens het ontladen wordt het lood (Pb) van de negatieve plaat omgezet in loodsulfaat (PbSO4). Wanneer de batterij in een lage laadstatus blijft, groeien en verharden de loodsulfaatkristallen op de negatieve plaat en vormen ze een ondoordringbare laag die niet meer kan worden omgezet in actief materiaal. Het gevolg is een afnemende capaciteit, totdat de batterij onbruikbaar wordt.

• Het opladen van een loodaccu kost tijd.

Een loodaccu dient idealiter te worden opgeladen met een snelheid van maximaal 0,2C, waarbij de bulklaadfase acht uur absorptielading omvat. Het verhogen van de laadstroom en de laadspanning verkort de oplaadtijd, maar dit gaat ten koste van de levensduur door temperatuurstijging en snellere corrosie van de positieve plaat als gevolg van de hogere laadspanning.

• * Loodkoolstof: betere prestaties bij gedeeltelijke laadstatus, langere levensduur met meer laadcycli en hogere efficiëntie bij diepe ontlading.

Het vervangen van het actieve materiaal van de negatieve plaat door een lood-koolstofcomposiet kan de sulfatering verminderen en de ladingsopname van de negatieve plaat verbeteren.

Loodkoolstofbatterijtechnologie

De meeste gebruikte accu's bieden snelladen binnen een uur of meer. Tijdens het opladen kunnen de accu's nog steeds energie leveren, waardoor ze ook in ontladen toestand bruikbaar blijven en hun gebruiksduur wordt verlengd. Het probleem met loodzuuraccu's was echter dat ze zeer snel ontladen en zeer lang nodig hebben om weer op te laden.

De reden dat loodzuuraccu's er zo lang over doen om hun oorspronkelijke lading terug te krijgen, is de neerslag van loodsulfaat op de elektroden en andere interne componenten van de accu. Dit vereist een periodieke egalisatie van het sulfaat van de elektroden en andere accuonderdelen. Deze neerslag van loodsulfaat vindt plaats bij elke laad- en ontlaadcyclus en het overschot aan elektronen als gevolg van de neerslag veroorzaakt waterstofproductie, wat leidt tot waterverlies. Dit probleem verergert na verloop van tijd en de sulfaatresten beginnen kristallen te vormen die het laadvermogen van de elektrode aantasten.

De positieve elektrode van dezelfde batterij levert goede resultaten op, ondanks de aanwezigheid van dezelfde loodsulfaatneerslag. Dit maakt duidelijk dat het probleem zich in de negatieve elektrode van de batterij bevindt. Om dit probleem op te lossen, hebben wetenschappers en fabrikanten koolstof toegevoegd aan de negatieve elektrode (kathode) van de batterij. De toevoeging van koolstof verbetert de laadcapaciteit van de batterij, waardoor gedeeltelijke lading en veroudering door loodsulfaatresten worden voorkomen. Door de toevoeging van koolstof gaat de batterij zich gedragen als een 'supercondensator', wat de prestaties van de batterij ten goede komt.

Lood-koolstofaccu's zijn een perfecte vervanging voor loodzuuraccu's in toepassingen zoals systemen met frequent starten en stoppen, en micro-/mild-hybride systemen. Lood-koolstofaccu's zijn weliswaar zwaarder dan andere accutypes, maar ze zijn kosteneffectief, bestand tegen extreme temperaturen en vereisen geen koelmechanisme. In tegenstelling tot traditionele loodzuuraccu's functioneren lood-koolstofaccu's perfect tussen 30 en 70 procent laadcapaciteit, zonder risico op sulfaatafzetting. Lood-koolstofaccu's presteren op de meeste punten beter dan loodzuuraccu's, maar net als supercondensatoren is er sprake van spanningsverlies tijdens ontlading.

Bouw voorCSPowerSnellaadbare loodkoolstofaccu met diepe ontlading

Kenmerken van een snellaadbare lood-koolstofaccu met diepe ontlading

• Combineer de eigenschappen van een loodzuuraccu en een supercondensator.
• l Ontwerp met lange levensduur, uitstekende PSoC- en cyclische prestaties
• Hoog vermogen, snel opladen en ontladen
• Uniek raster- en loodplakontwerp
• Extreme temperatuurtolerantie
• Geschikt voor gebruik bij temperaturen van -30°C tot -60°C.
• l Herstelvermogen na diepe ontlading

Voordelen van snelladende loodkoolstofaccu's met diepe ontlading

Elke batterij heeft een specifiek gebruiksdoel, afhankelijk van de toepassing, en kan niet zomaar als goed of slecht worden bestempeld.

Een lood-koolstofaccu is misschien niet de meest recente batterijtechnologie, maar biedt wel een aantal grote voordelen die zelfs de nieuwste batterijtechnologieën niet kunnen bieden. Enkele van deze voordelen van lood-koolstofaccu's worden hieronder opgesomd:

• Minder sulfatering bij gedeeltelijke laadstatus.
• Een lagere laadspanning en daardoor een hoger rendement en minder corrosie van de positieve plaat.
• Het algehele resultaat is een langere levensduur van de cyclus.

Tests hebben aangetoond dat onze loodkoolstofaccu's minstens achthonderd ontladingscycli van 100% kunnen doorstaan.

De tests bestaan ​​uit een dagelijkse ontlading tot 10,8V met I = 0,2C₂₀, gevolgd door ongeveer twee uur rust in ontladen toestand, en vervolgens een herlading met I = 0,2C₂₀.

• l ≥ 1200 cycli bij 90% DoD (ontladen tot 10,8V met I = 0,2C₂₀, vervolgens ongeveer twee uur rusten in ontladen toestand, en daarna opladen met I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 2500 cycli bij 60% DoD (ontlading gedurende drie uur met I = 0,2C₂₀, onmiddellijk gevolgd door herlading met I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 3700 cycli bij 40% DoD (ontlading gedurende twee uur met I = 0,2C₂₀, onmiddellijk gevolgd door herlading met I = 0,2C₂₀)
• Het effect van thermische schade is minimaal bij lood-koolstofbatterijen vanwege hun laad-ontlaadeigenschappen. Individuele cellen lopen geen risico op verbranding, explosie of oververhitting.
• Loodkoolstofbatterijen zijn perfect geschikt voor zowel netgekoppelde als autonome systemen. Deze eigenschap maakt ze een goede keuze voor zonne-energiesystemen, omdat ze een hoge ontlaadstroom bieden.

LoodkoolstofbatterijenVSVerzegelde loodzuuraccu's, gelaccu's

• Loodkoolstofaccu's presteren beter bij een gedeeltelijke laadstatus (PSOC). Gewone loodaccu's werken het best en gaan langer mee als ze volgens een strikt schema van 'volledig opladen' - 'volledig ontladen' - 'volledig opladen' worden opgeladen; ze reageren niet goed op opladen in een tussenliggende laadstatus. Loodkoolstofaccu's functioneren beter in de minder strikte laadgebieden.
• Loodkoolstofbatterijen gebruiken een supercondensator als negatieve elektrode. Koolstofbatterijen hebben een standaard loodaccu als positieve elektrode en een supercondensator als negatieve elektrode. Deze supercondensator-elektrode is cruciaal voor de lange levensduur van de koolstofbatterijen. Een standaard loodaccu ondergaat na verloop van tijd een chemische reactie door het laden en ontladen. De supercondensator als negatieve elektrode vermindert corrosie op de positieve elektrode, wat leidt tot een langere levensduur van de elektrode zelf en dus tot een langere levensduur van de batterij.
• Lood-koolstofaccu's hebben snellere laad- en ontlaadsnelheden. Standaard loodaccu's hebben een maximale laad- en ontlaadsnelheid van 5-20% van hun nominale capaciteit, wat betekent dat je de accu's 5 tot 20 uur kunt opladen of ontladen zonder dat dit langdurige schade veroorzaakt. Lood-koolstofaccu's hebben in theorie een onbeperkte laad- en ontlaadsnelheid.
• Loodkoolstofaccu's vereisen geen onderhoud. De accu's zijn volledig afgesloten en behoeven geen actief onderhoud.
• Loodkoolstofaccu's zijn qua prijs concurrerend met gelaccu's. Gelaccu's zijn in eerste instantie nog steeds iets goedkoper, maar koolstofaccu's zijn slechts iets duurder. Het huidige prijsverschil tussen gel- en koolstofaccu's bedraagt ​​ongeveer 10-11%. Houd er rekening mee dat koolstofaccu's ongeveer 30% langer meegaan en u begrijpt waarom ze een betere prijs-kwaliteitverhouding bieden.