Công nghệ và ưu điểm của pin chì carbon CSPower

Pin chì carbon CSPower – Công nghệ, Ưu điểm

Cùng với sự tiến bộ của xã hội, nhu cầu lưu trữ năng lượng pin trong nhiều lĩnh vực xã hội ngày càng tăng. Trong vài thập kỷ qua, nhiều công nghệ pin đã đạt được những tiến bộ vượt bậc, và sự phát triển của pin axit chì cũng gặp phải nhiều cơ hội và thách thức. Trong bối cảnh đó, các nhà khoa học và kỹ sư đã hợp tác để bổ sung carbon vào vật liệu hoạt tính âm của pin axit chì, và pin chì-cacbon, phiên bản nâng cấp của pin axit chì, đã ra đời.

Ắc quy chì-cacbon là một dạng ắc quy chì-axit điều chỉnh bằng van tiên tiến, sử dụng catốt làm bằng carbon và anot làm bằng chì. Cacbon trên catốt làm bằng carbon thực hiện chức năng của một tụ điện hoặc một "siêu tụ điện", cho phép sạc và xả nhanh chóng, đồng thời kéo dài tuổi thọ ở giai đoạn sạc ban đầu của ắc quy.

Tại sao thị trường cần pin chì carbon???

• * Các chế độ hỏng hóc của ắc quy chì axit VRLA tấm phẳng trong trường hợp chu kỳ sạc nhiều

Các chế độ lỗi phổ biến nhất là:

– Làm mềm hoặc bong tróc vật liệu hoạt tính. Trong quá trình xả, chì oxit (PbO2) của bản cực dương được chuyển hóa thành chì sunfat (PbSO4), và trở lại thành chì oxit trong quá trình sạc. Chu kỳ sạc thường xuyên sẽ làm giảm độ kết dính của vật liệu bản cực dương do thể tích chì sunfat cao hơn chì oxit.

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

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

• * Cần thời gian để sạc lại pin axit chì

Lý tưởng nhất, ắc quy axit chì nên được sạc ở mức không quá 0,2°C, và giai đoạn sạc đầy nên được thực hiện trong tám giờ sạc hấp thụ. Việc tăng dòng điện sạc và điện áp sạc sẽ rút ngắn thời gian sạc lại, nhưng tuổi thọ sẽ giảm do nhiệt độ tăng và bản cực dương bị ăn mòn nhanh hơn do điện áp sạc cao hơn.

• * Chì cacbon: hiệu suất sạc một phần tốt hơn, tuổi thọ cao hơn và hiệu suất chu kỳ sâu cao hơn

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

Công nghệ pin chì cacbon

Hầu hết các loại pin hiện nay đều có khả 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 pin hoạt động ngay cả khi đang sạc, làm tăng thời gian sử dụng. Tuy nhiên, vấn đề phát 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 nhiều thời gian để khôi phục trạng thái sạc ban đầu là do cặn chì sunfat còn sót lại trên điện cực và các bộ phận bên trong pin. Điều này đòi hỏi phải cân bằng sunfat từ điện cực và các bộ phận khác của pin một cách gián đoạn. Sự kết tủa chì sunfat này xảy ra trong mỗi chu kỳ sạc và xả, và lượng electron dư thừa do kết tủa gây ra sự sản sinh hydro, dẫn đến mất nước. Vấn đề này tăng dần theo thời gian và cặn sunfat bắt đầu hình thành các tinh thể làm giảm khả năng tiếp nhận điện tích của điện cực.

Điện cực dương của cùng một loại pin cho kết quả tốt mặc dù có cùng lượng kết tủa chì sunfat, điều này cho thấy rõ ràng 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 bằng cách bổ sung carbon vào điện cực âm (cathode) của pin. Việc bổ sung carbon giúp cải thiện khả năng tiếp nhận điện tích của pin, loại bỏ tình trạng sạc một phần và lão hóa pin do cặn chì sunfat. Bằng cách bổ sung carbon, pin bắt đầu hoạt động như một "siêu tụ điện", phát huy các đặc tính của nó để cải thiện hiệu suất pin.

Ắc quy chì-cacbon là giải pháp thay thế hoàn hảo cho các ứng dụng sử dụng ắc quy chì-axit như trong các ứng dụng khởi động-dừng thường xuyên và các hệ thống hybrid micro/mild. Ắc quy chì-cacbon có thể nặng hơn so với các loại ắc quy khác, nhưng chúng tiết kiệm chi phí, chịu được nhiệt độ khắc nghiệt và không cần cơ chế làm mát để hoạt động cùng. Không giống như ắc quy chì-axit truyền thống, ắc quy chì-cacbon hoạt động hoàn hảo với dung lượng sạc từ 30 đến 70% mà không sợ kết tủa sunfat. Ắc quy chì-cacbon có hiệu suất vượt trội hơn ắc quy chì-axit ở hầu hết các chức năng, nhưng chúng bị sụt áp khi xả như siêu tụ điện.

Xây dựng choCSPowerPin chì carbon chu kỳ sâu sạc nhanh

Tính năng của pin chì carbon chu kỳ sâu sạc nhanh

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

Ưu điểm của pin chì carbon sạc nhanh chu kỳ sâu

Mỗi loại pin đều có mục đích sử dụng riêng tùy thuộc vào ứng dụng và không thể nói chung là tốt hay xấu.

Pin chì-cacbon có thể không phải là công nghệ pin mới nhất, nhưng nó mang lại một số lợi thế tuyệt vời mà ngay cả các công nghệ pin hiện đại cũng không thể có được. Một số ưu điểm của pin chì-cacbon được liệt kê dưới đây:

• l Ít sunfat hóa 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 bản cực dương hơn.
• l Và kết quả chung là tuổi thọ chu kỳ được cải thiện.

Các cuộc thử nghiệm đã chỉ ra rằng pin chì carbon của chúng tôi có thể chịu được ít nhất tám trăm chu kỳ DoD 100%.

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

• l ≥ 1200 chu kỳ @ 90% DoD (xả xuống 10,8V với I = 0,2C₂₀, nghỉ khoảng hai giờ ở trạng thái xả, 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)
• Hiệu ứng hư hại do nhiệt ở pin chì-cacbon là tối thiểu nhờ đặc tính sạc-xả của chúng. Các cell pin riêng lẻ không có nguy cơ cháy, nổ hoặc quá nhiệt.
• Pin chì-cacbon là sự lựa chọn hoàn hảo cho cả hệ thống hòa lưới và độc lập. Đặc tính này khiến chúng trở thành lựa chọn tốt cho hệ thống điện mặt trời vì khả năng xả dòng điện cao.

Pin chì-cacbonVSẮc quy chì axit kín, ắc quy gel

• Pin chì-cacbon hoạt động tốt hơn ở trạng thái sạc một phần (PSOC). Pin chì thông thường hoạt động tốt nhất và bền hơn nếu tuân thủ nghiêm ngặt chế độ "sạc đầy"-"xả đầy"-"sạc đầy"; chúng không phản ứng tốt với bất kỳ trạng thái nào nằm giữa đầy và cạn. Pin chì-cacbon hoạt động tốt hơn ở các vùng sạc mơ hồ hơn.
• Pin chì-cacbon sử dụng điện cực âm siêu tụ điện. Pin carbon sử dụng điện cực dương 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. Điện cực 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, nhờ đó kéo dài tuổi thọ của chính điện cực, từ đó kéo dài tuổi thọ pin.
• Pin chì-cacbon có tốc độ sạc/xả nhanh hơn. Pin chì tiêu chuẩn có tốc độ sạc/xả tối đa từ 5-20% dung lượng định mức, nghĩa là bạn có thể sạc hoặc xả pin trong khoảng 5-20 giờ mà không gây hư hỏng lâu dài cho thiết bị. Pin chì-cacbon có tốc độ sạc/xả lý thuyết không giới hạn.
• Ắc quy chì-cacbon không cần bảo trì. Ắc quy được bịt kín hoàn toàn và không cần bảo trì thường xuyên.
• Pin chì-carbon có giá thành cạnh tranh hơn so với pin gel. Pin gel vẫn rẻ hơn một chút khi mua ban đầu, nhưng pin carbon chỉ nhỉnh hơn một chút. Chênh lệch giá hiện tại giữa pin Gel và pin Carbon là khoảng 10-11%. Lưu ý rằng pin carbon có tuổi thọ cao hơn khoảng 30%, và bạn có thể hiểu tại sao nó là lựa chọn tiết kiệm hơn.