Công nghệ & lợi thế của pin chì carbon CSPower

Pin Carbon Chì CSPower – Công nghệ, Ưu điểm

Với sự tiến bộ của xã hội, yêu cầu lưu trữ năng lượng pin trong các dịp xã hội khác nhau tiếp tục tăng lên. Trong vài thập kỷ qua, nhiều công nghệ pin đã đạt được tiến bộ vượt bậc và việc phát triển pin axit chì cũng gặp nhiều cơ hội và thách thức. Trong bối cảnh đó, các nhà khoa học và kỹ sư đã cùng nhau bổ sung carbon vào vật liệu hoạt tính âm của pin axit chì, và pin chì-carbon, phiên bản nâng cấp của pin axit chì, đã ra đời.

Pin chì carbon là một dạng pin axit chì được điều chỉnh bằng van tiên tiến, sử dụng cực âm được tạo thành từ carbon và cực dương được tạo thành từ chì. Carbon trên cực âm làm bằng carbon thực hiện chức năng của một tụ điện hoặc 'siêu tụ điện' cho phép sạc và xả nhanh chóng cùng với tuổi thọ kéo dài ở giai đoạn sạc ban đầu của pin.

Tại sao thị trường cần pin Chì Carbon???

• * Các dạng hỏng hóc của ắc quy axit chì VRLA tấm phẳng trong trường hợp đạp xe nhiều

Các chế độ thất bại phổ biến nhất là:

– Làm mềm hoặc bong tróc vật liệu hoạt tính. Trong quá trình phóng điện, oxit chì (PbO2) của tấm dương được chuyển thành chì sunfat (PbSO4) và trở lại thành chì oxit trong quá trình sạc. Việc đạp xe thường xuyên sẽ làm giảm sự gắn kết của vật liệu tấm dương do khối lượng chì sunfat cao hơn so với oxit chì.

– Ăn mòn lưới của bản dương. Phản ứng ăn mòn này tăng tốc vào cuối quá trình tích điện do sự hiện diện cần thiết của axit sulfuric.

– Sunfat hóa vật liệu hoạt động của tấm âm. Trong quá trình phóng điện chì (Pb) của tấm âm cũng bị chuyển hóa thành chì sunfat (PbSO4). Khi để ở trạng thái điện tích thấp, các tinh thể chì sunfat trên tấm âm phát triển và cứng lại, tạo thành lớp không thể xuyên thủng và không thể chuyển đổi lại thành vật liệu hoạt động. Kết quả là dung lượng giảm dần cho đến khi pin trở nên vô dụng.

• * Cần có thời gian để sạc lại pin axit chì

Lý tưởng nhất là pin axit chì phải được sạc ở tốc độ không quá 0,2C và giai đoạn sạc số lượng lớn phải là tám giờ sạc hấp thụ. Việc tăng dòng điện và điện áp sạc sẽ rút ngắn thời gian sạc lại đồng thời làm giảm tuổi thọ sử dụng do nhiệt độ tăng và tấm dương bị ăn mòn nhanh hơn do điện áp sạc cao hơn.

• * Carbon chì: hiệu suất trạng thái sạc một phần tốt hơn, tuổi thọ dài hơn và chu kỳ sâu hiệu suất cao hơn

Việc thay thế vật liệu hoạt động của tấm âm bằng hỗn hợp cacbon chì có khả năng làm giảm quá trình sunfat hóa và cải thiện khả năng chấp nhận điện tích của tấm âm.

Công nghệ pin chì carbon

Hầu hết các loại pin được sử dụng đều có tính năng sạc nhanh trong vòng một giờ hoặc hơn. Khi pin đang ở trạng thái sạc, chúng vẫn có thể cung cấp năng lượng đầu ra giúp chúng hoạt động ngay cả khi ở trạng thái sạc, làm tăng mức sử dụng. Tuy nhiên, vấn đề nảy sinh ở pin axit chì là thời gian xả rất ngắn và thời gian sạc lại rất lâu.

Lý do khiến pin axit-chì mất quá nhiều thời gian để đạt được trạng thái sạc ban đầu là do tàn dư của chì sunfat kết tủa trên các điện cực của pin và các bộ phận bên trong khác. Điều này đòi hỏi sự cân bằng không liên tục của sunfat từ các điện cực và các thành phần pin khác. Sự kết tủa chì sunfat này xảy ra với mỗi chu kỳ sạc và phóng điện và sự dư thừa electron do kết tủa sẽ tạo ra hydro dẫn đến mất nước. Vấn đề này tăng lên theo thời gian và tàn dư sunfat bắt đầu hình thành các tinh thể làm hỏng khả năng tiếp nhận điện tích của điện cực.

Điện cực dương của cùng một loại pin tạo ra kết quả tốt mặc dù có cùng kết tủa chì sunfat, điều này cho thấy rõ rằng vấn đề nằm ở điện cực âm của pin. Để khắc phục vấn đề này, các nhà khoa học và nhà sản xuất đã giải quyết vấn đề này bằng cách bổ sung carbon vào điện cực âm (cathode) của pin. Việc bổ sung carbon giúp cải thiện khả năng chấp nhận sạc của pin, loại bỏ việc sạc một phần và lão hóa pin do tàn dư chì sunfat. Bằng cách bổ sung thêm carbon, pin bắt đầu hoạt động như một 'siêu tụ điện' mang lại các đặc tính giúp pin hoạt động tốt hơn.

Pin chì-cacbon là sự thay thế hoàn hảo cho các ứng dụng liên quan đến pin axit chì như trong các ứng dụng dừng khởi động thường xuyên và hệ thống hybrid cỡ nhỏ/nhẹ. Pin chì-cacbon có thể nặng hơn so với các loại pin khác nhưng chúng tiết kiệm chi phí, chịu được nhiệt độ khắc nghiệt và không yêu cầu cơ chế làm mát để hoạt động cùng với chúng. Trái ngược với pin axit chì truyền thống, các loại pin chì-carbon này hoạt động hoàn hảo với công suất sạc từ 30 đến 70 phần trăm mà không sợ kết tủa sunfat. Pin chì-cacbon đã vượt trội hơn pin axit chì ở hầu hết các chức năng nhưng chúng bị sụt giảm điện áp khi phóng điện giống như siêu tụ điện.

Xây dựng choCSPowerPin carbon chì chu kỳ sâu sạc nhanh

Các tính năng của pin Carbon chì chu kỳ sâu sạc nhanh

• l Kết hợp các đặc tính của pin axit chì và siêu tụ điện
• l Thiết kế dịch vụ vòng đời dài, PSoC tuyệt vời và hiệu suất theo chu kỳ
• l Công suất cao, sạc và xả nhanh
• l Thiết kế dán lưới và chì độc đáo
• l Khả năng chịu nhiệt độ cực cao
• l Có thể hoạt động ở -30°C -60°C
• l Khả năng phục hồi xả sâu

Ưu điểm của pin Carbon chì chu kỳ sâu sạc nhanh

Mỗi loại pin đều có mục đích sử dụng riêng tùy thuộc vào ứng dụng của nó và không thể gọi là tốt hay xấu một cách chung chung.

Pin chì carbon có thể không phải là công nghệ mới nhất dành cho pin nhưng nó mang lại một số lợi thế to lớn mà ngay cả các công nghệ pin gần đây cũng không thể mang lại. Dưới đây là một số ưu điểm của pin chì-cacbon:

• l Ít sunfat hơn trong trường hợp hoạt động ở trạng thái sạc một phần.
• l Điện áp sạc thấp hơn và do đó hiệu suất cao hơn và ít bị ăn mòn tấm dương hơn.
• l Và kết quả chung là vòng đời được cải thiện.

Các thử nghiệm đã chỉ ra rằng pin chì carbon của chúng tôi chịu được ít nhất 800 chu kỳ DoD 100%.

Các thử nghiệm bao gồm phóng điện hàng ngày đến 10,8V với I = 0,2C₂₀, để nghỉ khoảng hai giờ ở trạng thái phóng điện và sau đó sạc lại với I = 0,2C₂₀.

• l ≥ 1200 chu kỳ @ 90% DoD (phóng điện tới 10,8V với I = 0,2C₂₀, sau khoảng hai giờ ở trạng thái xả điện và sau đó sạc lại với I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 2500 chu kỳ @ 60% DoD (xả trong ba giờ với I = 0,2C₂₀, ngay lập tức bằng cách sạc lại ở I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 3700 chu kỳ @ 40% DoD (xả trong hai giờ với I = 0,2C₂₀, ngay lập tức bằng cách sạc lại ở I = 0,2C₂₀)
• l Hiệu ứng hư hỏng nhiệt ở pin chì-cacbon là tối thiểu do đặc tính phóng điện của chúng. Các tế bào riêng lẻ không có nguy cơ cháy, nổ hoặc quá nóng.
• l Pin chì-carbon là sự kết hợp hoàn hảo cho các hệ thống trên lưới và ngoài lưới. Chất lượng này làm cho chúng trở thành sự lựa chọn tốt cho hệ thống điện mặt trời vì chúng mang lại khả năng phóng điện cao

Pin chì carbonVSPin axit chì kín, pin gel

• l Pin chì carbon hoạt động tốt hơn ở trạng thái sạc một phần (PSOC). Pin loại chì thông thường hoạt động tốt nhất và bền hơn nếu chúng tuân theo chế độ 'sạc đầy'-'xả đầy'-sạc đầy' nghiêm ngặt; chúng không phản ứng tốt với việc bị sạc ở bất kỳ trạng thái nào giữa đầy và trống. Pin carbon chì hoạt động tốt hơn ở những vùng sạc không rõ ràng hơn.
• l Pin Chì Carbon sử dụng điện cực âm siêu tụ điện. Pin carbon sử dụng điện cực dương của pin loại chì tiêu chuẩn và điện cực âm siêu tụ điện. Điện cực siêu tụ điện này là chìa khóa cho tuổi thọ của pin carbon. Một điện cực loại chì tiêu chuẩn trải qua phản ứng hóa học theo thời gian từ quá trình sạc và xả. Điện cực âm siêu tụ điện làm giảm sự ăn mòn trên điện cực dương và điều đó dẫn đến tuổi thọ của điện cực dài hơn, từ đó dẫn đến pin có tuổi thọ cao hơn.
• l Pin chì carbon có tốc độ sạc/xả nhanh hơn. Pin loại chì tiêu chuẩn có tốc độ sạc/xả công suất định mức tối đa từ 5-20%, nghĩa là bạn có thể sạc hoặc xả pin trong khoảng 5 - 20 giờ mà không gây ra bất kỳ hư hỏng lâu dài nào cho thiết bị. Chì Carbon có tốc độ sạc/xả không giới hạn về mặt lý thuyết.
• l Pin chì carbon không cần bảo trì. Pin được niêm phong hoàn toàn và không cần bảo trì tích cực.
• l Pin carbon chì có chi phí cạnh tranh với pin loại gel. Mua trước pin gel vẫn rẻ hơn một chút, nhưng pin carbon chỉ đắt hơn một chút. Hiện nay chênh lệch giá giữa pin Gel và Carbon là khoảng 10-11%. Hãy cân nhắc rằng carbon tồn tại lâu hơn khoảng 30% và bạn có thể hiểu tại sao đó là một lựa chọn đáng đồng tiền hơn.