CSPower 鉛カーボン電池の技術と利点

CSPower 鉛カーボンバッテリー – テクノロジー、利点

社会の発展に伴い、社会のさまざまな場面で蓄電池へのニーズは高まり続けています。過去数十年間で、多くの電池技術が大きく進歩し、鉛蓄電池の開発でも多くの機会と課題に直面しました。これに関連して、科学者と技術者が協力して鉛蓄電池の負極活物質に炭素を添加し、鉛蓄電池のアップグレード版である鉛炭素電池が誕生しました。

鉛カーボン電池は、炭素で作られた正極と鉛で作られた負極を使用する制御弁式鉛蓄電池の先進的な形式です。カーボン製カソードのカーボンは、バッテリーの初期充電段階での寿命延長とともに急速充放電を可能にするコンデンサーまたは「スーパーキャパシター」の機能を果たします。

市場が鉛カーボン電池を必要とする理由???

• * 集中的なサイクリングの場合の平板型 VRLA 鉛蓄電池の故障モード

最も一般的な障害モードは次のとおりです。

– 活性物質の軟化または脱落。放電中、正極板の酸化鉛 (PbO2) は硫酸鉛 (PbSO4) に変化し、充電中に酸化鉛に戻ります。酸化鉛に比べて硫酸鉛の量が多いため、頻繁にサイクルを行うと正極板材料の凝集力が低下します。

– 正極板のグリッドの腐食。この腐食反応は、必要に応じて硫酸が存在するため、充電プロセスの終了時に加速します。

– 負極板の活物質の硫酸化。放電中、負極板の鉛 (Pb) も硫酸鉛 (PbSO4) に変化します。充電状態が低い状態で放置すると、負極板上の硫酸鉛の結晶が成長して硬化し、活物質に再変換できない不浸透層が形成されます。その結果、バッテリーが使い物にならなくなるまで容量が減少します。

• ※鉛蓄電池の充電には時間がかかります

理想的には、鉛蓄電池は 0.2C を超えない速度で充電する必要があり、バルク充電フェーズは 8 時間の吸収充電で行う必要があります。充電電流と充電電圧を増加すると、温度上昇による耐用年数の減少と、充電電圧の上昇による正極板の腐食の促進を犠牲にして、再充電時間が短縮されます。

• * 鉛カーボン: より優れた部分充電状態パフォーマンス、より多くのサイクル長寿命、より高い効率のディープサイクル

負極板の活物質を鉛炭素複合材料に置き換えると、硫酸化が減少し、負極板の充電受け入れが改善される可能性があります。

鉛炭素電池技術

使用されるバッテリーのほとんどは、1 時間以上以内に急速充電できます。バッテリーが充電状態にある間は、出力エネルギーを提供できるため、充電状態でも動作し、使用量が増加します。しかし、鉛蓄電池で発生した問題は、放電には非常に短い時間がかかり、再び充電するには非常に長い時間がかかることでした。

鉛蓄電池が元のチャージバックを得るまでにこれほど長い時間がかかった理由は、電池の電極やその他の内部部品に硫酸鉛の残留物が沈殿していたためでした。これには、電極や他の電池コンポーネントからの硫酸塩を断続的に均等化する必要がありました。この硫酸鉛の沈殿は充電と放電のサイクルごとに発生し、沈殿による過剰な電子により水素が生成され、その結果水分が失われます。この問題は時間の経過とともに増大し、硫酸塩の残留物が結晶を形成し始め、電極の電荷受容能力が損なわれます。

同じ電池の正極では、同じ硫酸鉛が沈殿しているにもかかわらず良好な結果が得られ、問題が電池の負極内にあることが明らかです。この問題を克服するために、科学者やメーカーはバッテリーの負極（カソード）に炭素を添加することでこの問題を解決しました。カーボンの添加により、バッテリーの充電受け入れが改善され、硫酸鉛の残留物による部分充電やバッテリーの劣化が解消されます。カーボンを添加すると、バッテリーは「スーパーキャパシタ」として動作し始め、バッテリーの性能を向上させる特性を提供します。

鉛炭素バッテリーは、頻繁に始動/停止するアプリケーションやマイクロ/マイルド ハイブリッド システムなど、鉛酸バッテリーを使用するアプリケーションの完全な代替品です。鉛炭素バッテリーは他の種類のバッテリーに比べて重い場合がありますが、費用対効果が高く、極端な温度に耐性があり、併用するための冷却機構を必要としません。従来の鉛酸バッテリーとは対照的に、これらの鉛炭素バッテリーは、硫酸塩の析出を心配することなく、30 ～ 70% の充電容量で完全に動作します。鉛炭素電池は、ほとんどの機能において鉛蓄電池よりも優れていますが、スーパーキャパシタと同様に、放電時に電圧降下が発生します。

建設工事CSパワー急速充電ディープサイクル鉛カーボンバッテリー

急速充電ディープサイクル鉛カーボンバッテリーの特長

• l 鉛蓄電池とスーパーキャパシタの特性を組み合わせる
• l 長いライフサイクルのサービス設計、優れた PSoC およびサイクル パフォーマンス
• l ハイパワー、急速充放電
• l ユニークなグリッドとリード貼り付けデザイン
• l 極端な温度耐性
• l -30°C -60°Cで動作可能
• l 深放電回復機能

急速充電ディープサイクル鉛カーボンバッテリーの利点

すべてのバッテリーにはその用途に応じて指定された用途があり、一概に良いとか悪いとか言うことはできません。

鉛炭素電池は最新の電池技術ではないかもしれませんが、最近の電池技術でも提供できない大きな利点がいくつかあります。鉛炭素電池の利点の一部を以下に示します。

• l 部分的な充電状態での動作の場合でもサルフェーションが少なくなります。
• l 充電電圧が低いため、効率が高く、正極板の腐食が少なくなります。
• l そして全体的な結果としてサイクル寿命が向上します。

テストの結果、当社の鉛カーボンバッテリーは少なくとも 800 回の 100% 国防総省サイクルに耐えることが示されました。

テストは、I = 0.2C₂₀ で 10.8V まで毎日放電し、放電状態で約 2 時間休止し、その後 I = 0.2C₂₀ で再充電することで構成されます。

• l ≥ 1200 サイクル @ 90% DoD (I = 0,2C₂₀ で 10,8V まで放電、放電状態で約 2 時間放置し、その後 I = 0,2C₂₀ で再充電)
• l ≥ 2500 サイクル @ 60% DoD (I = 0,2C₂₀ で 3 時間放電、I = 0,2C₂₀ ですぐに再充電)
• l ≥ 3700 サイクル @ 40% DoD (I = 0,2C₂₀ で 2 時間放電、I = 0,2C₂₀ ですぐに再充電)
• l 鉛炭素バッテリーはその充放電特性により、熱による損傷の影響が最小限に抑えられます。個々のセルは、燃焼、爆発、または過熱の危険からは程遠いです。
• l 鉛炭素バッテリーは、オングリッドおよびオフグリッド システムに最適です。この品質により、高い放電電流能力が得られるため、太陽光発電システムに最適です。

鉛炭素電池VS密閉型鉛蓄電池、ゲル電池

• l 鉛カーボンバッテリーは、部分充電状態 (PSOC) に優れています。通常の鉛タイプのバッテリーは、厳密な「完全充電」-「完全放電」-「完全充電」方式に従った場合に最もよく機能し、より長持ちします。満充電と空の間のどの状態でも充電にはうまく反応しません。鉛炭素バッテリーは、より曖昧な充電領域で機能するのがより快適です。
• l 鉛炭素バッテリーはスーパーキャパシタの負極を使用します。炭素電池は、標準的な鉛タイプの電池の正極とスーパーキャパシタの負極を使用します。このスーパーキャパシタの電極が炭素電池の寿命の鍵となります。標準的なリードタイプの電極は、充放電により時間の経過とともに化学反応が起こります。スーパーキャパシタの負極は正極の腐食を軽減し、電極自体の寿命が長くなり、電池の寿命が長くなります。
• l 鉛カーボンバッテリーは充放電速度が速くなります。標準の鉛タイプのバッテリーの充電/放電率は定格容量の最大 5 ～ 20% であり、ユニットに長期的な損傷を与えることなく 5 ～ 20 時間バッテリーを充電または放電できます。カーボン鉛は理論的には無制限の充電/放電速度を持っています。
• l 鉛カーボンバッテリーはメンテナンスの必要がありません。バッテリーは完全に密閉されているため、積極的なメンテナンスは必要ありません。
• l 鉛カーボンバッテリーは、ゲルタイプのバッテリーとコスト競争力があります。ゲル電池は前払いの方がまだわずかに安くなりますが、カーボン電池はわずかに高いだけです。現在、ゲルバッテリーとカーボンバッテリーの価格差はおよそ 10 ～ 11% です。カーボンは約 30% 長く持続することを考慮すると、なぜカーボンがコストパフォーマンスに優れた選択肢であるかがわかります。