CSPoweri plii-süsinikpatareide tehnoloogia ja eelised

CSPoweri plii-süsinikpatarei – tehnoloogia, eelised

Ühiskonna arenguga suurenevad ka akuenergia salvestamise nõuded erinevatel sotsiaalsetel üritustel. Viimastel aastakümnetel on paljud akutehnoloogiad teinud suuri edusamme ning pliiakude arendamisel on tekkinud palju võimalusi ja väljakutseid. Selles kontekstis tegid teadlased ja insenerid koostööd, et lisada pliiakude negatiivsele aktiivsele materjalile süsinikku ning sündiski pliiakude täiustatud versioon – pliisüsinik-aku.

Plii-süsinikpatareid on ventiiliga reguleeritavate pliiakude täiustatud vorm, mis kasutab süsinikust katoodi ja pliist anoodi. Süsinikust katoodil olev süsinik toimib kondensaatori või "superkondensaatorina", mis võimaldab kiiret laadimist ja tühjendamist ning pikendab aku eluiga alglaadimise etapis.

Miks turg vajab plii-süsinikpatareid????

• * Lamedate VRLA pliiakude rikkerežiimid intensiivse tsüklilise töö korral

Kõige levinumad rikkeviisid on:

– Aktiivse materjali pehmenemine või eraldumine. Tühjendamise ajal muundub positiivse plaadi pliioksiid (PbO2) pliisulfaadiks (PbSO4) ja laadimise ajal tagasi pliioksiidiks. Sagedane tsükkel vähendab positiivse plaadimaterjali kohesiooni, kuna pliisulfaadi maht on suurem võrreldes pliioksiidiga.

– Positiivse plaadi võre korrosioon. See korrosioonireaktsioon kiireneb laadimisprotsessi lõpus väävelhappe vajaliku olemasolu tõttu.

– Negatiivse plaadi aktiivse materjali sulfatsioon. Tühjenemise ajal muundub negatiivse plaadi plii (Pb) samuti pliisulfaadiks (PbSO4). Madala laetuse korral kasvavad ja kõvenevad negatiivsel plaadil olevad pliisulfaadi kristallid ning moodustavad läbitungimatu kihi, mida ei saa uuesti aktiivseks materjaliks muuta. Tulemuseks on mahtuvuse vähenemine, kuni aku muutub kasutuskõlbmatuks.

• * Pliiaku laadimine võtab aega

Ideaalis peaks pliiaku laadima kiirusega mitte üle 0,2 °C ning laadimise etapp peaks kestma kaheksa tundi absorptsioonlaadimist. Laadimisvoolu ja laadimispinge suurendamine lühendab laadimisaega, kuid vähendab temperatuuri tõusust tingitud tööiga ja positiivse plaadi kiiremat korrosiooni kõrgema laadimispinge tõttu.

• * Pliisüsinik: parem osalise laadimise jõudlus, rohkem tsükleid, pikk eluiga ja suurem efektiivsus süvatsükkel

Negatiivse plaadi aktiivse materjali asendamine plii-süsinikkomposiidiga vähendab potentsiaalselt sulfatsiooni ja parandab negatiivse plaadi laengu vastuvõtmist.

Plii-süsinikpatareide tehnoloogia

Enamik kasutatavaid akusid pakub kiirlaadimist tunni või pikema aja jooksul. Laetud olekus suudavad akud siiski pakkuda väljundenergiat, mis võimaldab neil töötada ka täislaetud olekus, suurendades seeläbi nende kasutusiga. Pliiakude puhul tekkis aga probleem, et tühjenemine võttis väga lühikest aega ja uuesti laadimine väga pikka aega.

Põhjus, miks pliiakude algse laadimise taastamine nii kaua aega võttis, oli pliisulfaadi jäägid, mis sadestusid aku elektroodidele ja teistele sisemistele komponentidele. See nõudis sulfaadi perioodilist tasakaalustamist elektroodidelt ja teistelt aku komponentidelt. See pliisulfaadi sadestumine toimub iga laadimis- ja tühjendustsükliga ning sadestumisest tingitud elektronide liig põhjustab vesiniku tootmist, mille tulemuseks on veekaotus. See probleem süveneb aja jooksul ja sulfaadi jäägid hakkavad moodustama kristalle, mis rikuvad elektroodi laengu vastuvõtuvõimet.

Sama aku positiivne elektrood annab häid tulemusi vaatamata samale pliisulfaadi sadestisele, mis näitab selgelt, et probleem on aku negatiivses elektroodis. Selle probleemi lahendamiseks on teadlased ja tootjad selle lahendanud, lisades aku negatiivsele elektroodile (katoodile) süsinikku. Süsiniku lisamine parandab aku laengu vastuvõtmist, välistades osalise laadimise ja aku vananemise pliisulfaadi jääkide tõttu. Süsiniku lisamisega hakkab aku käituma "superkondensaatorina", pakkudes oma omadusi aku parema jõudluse saavutamiseks.

Plii-süsinik akud on ideaalne asendus rakenduste jaoks, mis hõlmavad pliiakusid, näiteks sagedaste start-stop rakenduste ja mikro-/kerghübriidsüsteemide puhul. Plii-süsinik akud võivad olla teist tüüpi akudega võrreldes raskemad, kuid need on kulutõhusad, vastupidavad äärmuslikele temperatuuridele ega vaja jahutusmehhanismide töötamist. Erinevalt traditsioonilistest plii-happe akudest töötavad need plii-süsinik akud ideaalselt 30–70 protsendilise laadimisvõimsusega, ilma et peaks kartma sulfaatide sadestumist. Plii-süsinik akud on enamiku funktsioonide osas pliiakudest paremad olnud, kuid neil esineb tühjenemisel pingelangus nagu superkondensaatoril.

EhitusCSPowerKiirelt laetav sügavtsükkel plii-süsinik aku

Kiirelt laaditava sügavtsüklilise plii-süsinikpatarei omadused

• l Kombineerige pliiaku ja superkondensaatori omadused
• Pika elutsükliga teenuse disain, suurepärane PSoC ja tsükliline jõudlus
• l Suur võimsus, kiire laadimine ja tühjendamine
• l Ainulaadne ruudustiku ja plii kleepimise disain
• Äärmuslik temperatuuritaluvus
• l Töötab temperatuuril -30°C kuni 60°C
• l Sügavtühjenduse taastamise võime

Kiirelt laaditava sügavtsüklilise plii-süsinikpatarei eelised

Igal akul on oma sihtotstarve, mis sõltub selle rakendusest, ja seda ei saa üldiselt heaks või halvaks nimetada.

Plii-süsinikpatareid ei pruugi olla kõige uuem akude tehnoloogia, kuid need pakuvad mitmeid suurepäraseid eeliseid, mida isegi uusimad akutehnoloogiad ei suuda pakkuda. Mõned plii-süsinikpatareide eelised on toodud allpool:

• Vähem sulfatsiooni osalise laetuse korral.
• Madalam laadimispinge ja seega suurem efektiivsus ning positiivse plaadi väiksem korrosioon.
• Ja üldiseks tulemuseks on parem tsükli eluiga.

Katsed on näidanud, et meie plii-süsinikpatareid peavad vastu vähemalt kaheksasada 100% DoD tsüklile.

Katsed koosnevad igapäevasest tühjenemisest pingeni 10,8 V, kus I = 0,2C₂₀, umbes kahetunnist puhkeaega tühjenenud olekus ja seejärel laadimisest pingega I = 0,2C₂₀.

• l ≥ 1200 tsüklit 90% DoD juures (tühjendamine 10,8 V-ni, kui I = 0,2C₂₀, umbes kahetunnise seismise teel tühjenenud olekus ja seejärel laadimine, kui I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 2500 tsüklit 60% DoD juures (tühjendamine kolme tunni jooksul I = 0,2C₂₀ juures, kohe uuesti laadimine I = 0,2C₂₀ juures)
• l ≥ 3700 tsüklit 40% DoD juures (tühjendamine kahe tunni jooksul I = 0,2C₂₀ juures, kohe uuesti laadimine I = 0,2C₂₀ juures)
• Plii-süsinik-akude termiline kahjustus on nende laadimis-tühjendamise omaduste tõttu minimaalne. Üksikud elemendid on põlemise, plahvatuse või ülekuumenemise ohust kaugel.
• Plii-süsinik akud sobivad ideaalselt nii võrgus olevatele kui ka võrguvälistele süsteemidele. See omadus teeb neist hea valiku päikeseenergia süsteemide jaoks, kuna need pakuvad suurt tühjendusvoolu.

Plii-süsinikpatareidVSSuletud pliiakud, geelakud

• Plii-süsinikpatareid sobivad paremini osalise laetuse astme (PSOC) säilitamiseks. Tavalised pliitüüpi akud töötavad kõige paremini ja kestavad kauem, kui need järgivad ranget „täislaadimine”-„täielik tühjenemine”-täislaadimine” režiimi; need ei reageeri hästi laadimisele täis- ja tühja laetuse vahelises olekus. Plii-süsinikpatareid sobivad paremini ebamäärasemates laadimispiirkondades.
• Plii-süsinikpatareid kasutavad superkondensaatori negatiivseid elektroode. Süsinikpatareid kasutavad standardset pliitüüpi aku positiivset elektroodi ja superkondensaatori negatiivset elektroodi. See superkondensaatorelektrood on süsinikpatareide pikaealisuse võti. Standardne pliitüüpi elektrood läbib laadimise ja tühjenemise ajal aja jooksul keemilise reaktsiooni. Superkondensaatori negatiivne elektrood vähendab positiivse elektroodi korrosiooni, mis pikendab elektroodi eluiga ja omakorda pikendab akude eluiga.
• Plii-süsinikpatareidel on kiirem laadimis-/tühjenduskiirus. Standardsete pliitüüpi akude laadimis-/tühjenduskiirus on maksimaalselt 5–20% nende nimimahutavusest, mis tähendab, et akusid saab laadida või tühjendada 5–20 tundi ilma seadmeid pikaajaliselt kahjustamata. Süsinikpliiakudel on teoreetiliselt piiramatu laadimis-/tühjenduskiirus.
• Plii-süsinikpatareid ei vaja hooldust. Akud on täielikult suletud ega vaja aktiivset hooldust.
• Plii-süsiniktüüpi akud on hinna poolest geelakudega konkurentsivõimelised. Geelakud on kohe ostmisel ikka veidi odavamad, kuid süsiniktüüpi akud on vaid veidi kallimad. Geelakude ja süsiniktüüpi akude praegune hinnavahe on umbes 10–11%. Arvestage, et süsiniktüüpi akud kestavad umbes 30% kauem ja näete, miks see on hinna ja kvaliteedi suhte poolest parem valik.