CSPower-ის ტყვიის ნახშირბადის აკუმულატორის ტექნოლოგია და უპირატესობა

CSPower-ის ტყვიის ნახშირბადის აკუმულატორი - ტექნოლოგია, უპირატესობები

საზოგადოების პროგრესთან ერთად, სხვადასხვა სოციალურ შემთხვევაში ბატარეის ენერგიის შენახვის მოთხოვნები კვლავ იზრდება. ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში, ბატარეის მრავალმა ტექნოლოგიამ დიდი პროგრესი განიცადა და ტყვიმჟავა ბატარეების განვითარებამ ასევე მრავალი შესაძლებლობა და გამოწვევა წააწყდა. ამ კონტექსტში, მეცნიერებმა და ინჟინრებმა ერთად იმუშავეს ტყვიმჟავა ბატარეების უარყოფით აქტიურ მასალაში ნახშირბადის დასამატებლად და დაიბადა ტყვიმჟავა ბატარეების განახლებული ვერსია, ტყვიამყარო-ნახშირბადის ბატარეა.

ტყვიის ნახშირბადის აკუმულატორები წარმოადგენს სარქვლოვანი რეგულირების მქონე ტყვიის მჟავას აკუმულატორების გაუმჯობესებულ ფორმას, რომელიც იყენებს ნახშირბადისგან დამზადებულ კათოდს და ტყვიისგან დამზადებულ ანოდს. ნახშირბადისგან დამზადებულ კათოდზე არსებული ნახშირბადი ასრულებს კონდენსატორის ან „სუპერკონდენსატორის“ ფუნქციას, რაც საშუალებას იძლევა სწრაფი დატენვა და განმუხტვა, აკუმულატორის საწყის დატენვის ეტაპზე მისი ექსპლუატაციის გახანგრძლივების პარალელურად.

რატომ სჭირდება ბაზარს ტყვიის ნახშირბადის ბატარეა???

• * ბრტყელფირფიტოვანი VRLA ტყვიის მჟავა ბატარეების გაუმართაობის რეჟიმები ინტენსიური ციკლის შემთხვევაში

ყველაზე გავრცელებული გაუმართაობის რეჟიმებია:

– აქტიური მასალის დარბილება ან გამოყოფა. განმუხტვის დროს დადებითი ფირფიტის ტყვიის ოქსიდი (PbO2) გარდაიქმნება ტყვიის სულფატად (PbSO4) და დატენვის დროს ისევ ტყვიის ოქსიდად. ხშირი ციკლური ციკლი შეამცირებს დადებითი ფირფიტის მასალის შეკავშირებას ტყვიის ოქსიდთან შედარებით ტყვიის სულფატის უფრო მაღალი მოცულობის გამო.

– დადებითი ფირფიტის ბადის კოროზია. ეს კოროზიის რეაქცია აჩქარებს დამუხტვის პროცესის ბოლოს გოგირდმჟავას აუცილებელი არსებობის გამო.

– უარყოფითი ფირფიტის აქტიური მასალის სულფაცია. განმუხტვის დროს უარყოფითი ფირფიტის ტყვია (Pb) ასევე გარდაიქმნება ტყვიის სულფატად (PbSO4). დაბალი დამუხტვის მდგომარეობაში ყოფნისას, უარყოფით ფირფიტაზე ტყვიის სულფატის კრისტალები იზრდება, მაგრდება და ქმნის გაუვალ ფენას, რომლის ხელახლა აქტიურ მასალად გარდაქმნა შეუძლებელია. შედეგად, ტევადობა მცირდება მანამ, სანამ აკუმულატორი უსარგებლო არ გახდება.

• * ტყვიის მჟავას აკუმულატორის დატენვას დრო სჭირდება

იდეალურ შემთხვევაში, ტყვიმჟავა აკუმულატორი უნდა დაიტენოს არაუმეტეს 0,2C სიჩქარით, ხოლო მასიური დატენვის ფაზა უნდა იყოს რვასაათიანი შთანთქმის დამუხტვით. დამუხტვის დენის და დამუხტვის ძაბვის გაზრდა შეამცირებს დატენვის დროს, რაც გამოიწვევს ტემპერატურის მატების გამო მომსახურების ვადის შემცირებას და დადებითი ფირფიტის უფრო სწრაფ კოროზიას მაღალი დამუხტვის ძაბვის გამო.

• * ტყვიის ნახშირბადი: უკეთესი ნაწილობრივი დამუხტვის მდგომარეობა, მეტი ციკლი, ხანგრძლივი მუშაობის ვადა და უფრო მაღალი ეფექტურობა ღრმა ციკლის დროს

უარყოფითი ფირფიტის აქტიური მასალის ტყვია-ნახშირბადის კომპოზიტით ჩანაცვლება პოტენციურად ამცირებს სულფაციას და აუმჯობესებს უარყოფითი ფირფიტის მუხტის მიღებას.

ტყვიის ნახშირბადის ბატარეის ტექნოლოგია

გამოყენებული აკუმულატორების უმეტესობა სწრაფ დატენვას ერთი საათის ან მეტი ხნის განმავლობაში უზრუნველყოფს. დამუხტვის მდგომარეობაში ყოფნისას, მათ მაინც შეუძლიათ გამომავალი ენერგიის მიწოდება, რაც მათ ფუნქციონირებას აძლევთ დამუხტვის მდგომარეობაშიც კი, რაც ზრდის მათ მოხმარებას. თუმცა, ტყვიმჟავა აკუმულატორების პრობლემა ის იყო, რომ მათი დაცლას ძალიან მცირე დრო სჭირდებოდა და ხელახლა დატენვას ძალიან დიდი დრო.

ტყვიმჟავა-აკუმულატორების თავდაპირველი დამუხტვის ამდენ ხანს დასჭირდათ ტყვიის სულფატის ნარჩენები, რომლებიც აკუმულატორის ელექტროდებსა და სხვა შიდა კომპონენტებზე იყო დალექილი. ეს მოითხოვდა სულფატის პერიოდულ გათანაბრებას ელექტროდებიდან და აკუმულატორის სხვა კომპონენტებიდან. ტყვიის სულფატის ეს დალექვა ხდება ყოველი დამუხტვისა და განმუხტვის ციკლის დროს და დალექვის გამო ელექტრონების ჭარბი რაოდენობა იწვევს წყალბადის წარმოქმნას, რაც იწვევს წყლის კარგვას. ეს პრობლემა დროთა განმავლობაში მწვავდება და სულფატის ნარჩენები იწყებენ კრისტალების წარმოქმნას, რაც არღვევს ელექტროდის მუხტის მიღების უნარს.

იმავე აკუმულატორის დადებითი ელექტროდი კარგ შედეგებს იძლევა, მიუხედავად იმისა, რომ იგივე ტყვიის სულფატის ნალექები აქვს, რაც ცხადყოფს, რომ პრობლემა აკუმულატორის უარყოფით ელექტროდშია. ამ პრობლემის გადასაჭრელად, მეცნიერებმა და მწარმოებლებმა ეს პრობლემა აკუმულატორის უარყოფით ელექტროდში (კათოდში) ნახშირბადის დამატებით გადაჭრეს. ნახშირბადის დამატება აუმჯობესებს აკუმულატორის დამუხტვის მიღებას, რაც გამორიცხავს ტყვიის სულფატის ნარჩენებით გამოწვეულ ნაწილობრივ დამუხტვას და დაბერებას. ნახშირბადის დამატებით, აკუმულატორი იწყებს „სუპერკონდენსატორის“ მსგავსად მოქცევას, რაც აკუმულატორის უკეთ მუშაობისთვის საჭირო თვისებებს გვთავაზობს.

ტყვია-ნახშირბადის აკუმულატორები იდეალური ალტერნატივაა ისეთი აპლიკაციებისთვის, რომლებიც ტყვია-მჟავას აკუმულატორებს მოიცავს, მაგალითად, ხშირი ჩართვისა და გაჩერების აპლიკაციებში და მიკრო/რბილი ჰიბრიდულ სისტემებში. ტყვია-ნახშირბადის აკუმულატორები შეიძლება უფრო მძიმე იყოს სხვა ტიპის აკუმულატორებთან შედარებით, მაგრამ ისინი ეკონომიურია, მდგრადია ექსტრემალური ტემპერატურის მიმართ და არ საჭიროებს გაგრილების მექანიზმებს მათთან ერთად მუშაობისთვის. ტრადიციული ტყვია-მჟავას აკუმულატორებისგან განსხვავებით, ეს ტყვია-ნახშირბადის აკუმულატორები იდეალურად მუშაობენ 30-დან 70 პროცენტამდე დატენვის სიმძლავრით, სულფატის ნალექების შიშის გარეშე. ტყვია-ნახშირბადის აკუმულატორები აჯობეს ტყვია-მჟავას აკუმულატორებს ფუნქციების უმეტესობაში, მაგრამ ისინი განიცდიან ძაბვის ვარდნას განმუხტვისას, როგორც სუპერკონდენსატორი.

მშენებლობაCSPowerსწრაფად დამუხტული ღრმა ციკლის ტყვიის ნახშირბადის აკუმულატორი

სწრაფი დატენვის ღრმა ციკლის ტყვიის ნახშირბადის ბატარეის მახასიათებლები

• ლ აერთიანებს ტყვიის მჟავა ბატარეის და სუპერ კონდენსატორის მახასიათებლებს
• l ხანგრძლივი ციკლის მომსახურების დიზაინი, შესანიშნავი PSoC და ციკლური შესრულება
• ლ მაღალი სიმძლავრე, სწრაფი დატენვა და განმუხტვა
• l უნიკალური ბადისებრი და ტყვიის წებოვანი დიზაინი
• ლ ექსტრემალური ტემპერატურის ტოლერანტობა
• ლ მუშაობის უნარი -30°C -60°C ტემპერატურაზე
• ღრმა განმუხტვის აღდგენის შესაძლებლობა

სწრაფი დატენვის ღრმა ციკლის ტყვიის ნახშირბადის ბატარეის უპირატესობები

თითოეულ ბატარეას აქვს თავისი დანიშნულება მისი გამოყენების მიხედვით და ზოგადად არ შეიძლება ჩაითვალოს კარგად ან ცუდად.

ტყვია-ნახშირბადის აკუმულატორი შეიძლება არ იყოს აკუმულატორების უახლესი ტექნოლოგია, მაგრამ ის გვთავაზობს რამდენიმე დიდ უპირატესობას, რომელთა შეთავაზებაც კი თანამედროვე აკუმულატორების ტექნოლოგიებსაც კი არ შეუძლიათ. ტყვია-ნახშირბადის აკუმულატორების ზოგიერთი უპირატესობა ქვემოთ არის მოცემული:

• ლ ნაკლები სულფაცია ნაწილობრივი დამუხტვის მდგომარეობაში მუშაობის შემთხვევაში.
• l უფრო დაბალი დამუხტვის ძაბვა და შესაბამისად, უფრო მაღალი ეფექტურობა და დადებითი ფირფიტის ნაკლები კოროზია.
• და საერთო შედეგი გაუმჯობესებული ციკლის ხანგრძლივობაა.

ტესტებმა აჩვენა, რომ ჩვენი ტყვიის ნახშირბადის ბატარეები უძლებს მინიმუმ რვაას 100%-იან თავდაცვის ციკლებს.

ტესტები მოიცავს ყოველდღიურ განმუხტვას 10,8 ვოლტამდე I = 0,2C₂₀-ით, დაახლოებით ორსაათიან დასვენებას განმუხტვის მდგომარეობაში და შემდეგ გადატენვას I = 0,2C₂₀-ით.

• ლ ≥ 1200 ციკლი 90% DoD-ზე (განმუხტვა 10,8 ვოლტამდე I = 0,2C₂₀-ით, დაახლოებით ორსაათიანი შესვენებით განმუხტვის მდგომარეობაში და შემდეგ ხელახალი დატენვა I = 0,2C₂₀-ით)
• ლ ≥ 2500 ციკლი 60% DoD-ზე (განმუხტვა სამი საათის განმავლობაში I = 0,2C₂₀-ზე, დაუყოვნებლივი დატენვით I = 0,2C₂₀-ზე)
• ლ ≥ 3700 ციკლი 40% DoD-ზე (განმუხტვა ორი საათის განმავლობაში I = 0,2C₂₀-ზე, დაუყოვნებლივი დატენვით I = 0,2C₂₀-ზე)
• ტყვია-ნახშირბადის აკუმულატორებში თერმული დაზიანების ეფექტი მინიმალურია მათი დამუხტვა-განმუხტვის თვისებების გამო. ცალკეული უჯრედები შორს არიან დამწვრობის, აფეთქების ან გადახურების რისკებისგან.
• ტყვია-ნახშირბადის აკუმულატორები იდეალურია როგორც ქსელში ჩართული, ასევე ქსელიდან გამორთული სისტემებისთვის. ეს თვისება მათ მზის ელექტროენერგიის სისტემებისთვის კარგ არჩევნად აქცევს, რადგან ისინი მაღალი განმუხტვის დენის შესაძლებლობას გვთავაზობენ.

ტყვიის ნახშირბადის ბატარეებიVSდალუქული ტყვიის მჟავას ბატარეა, გელის ბატარეები

• ტყვია-ნახშირბადის აკუმულატორები უკეთესად მუშაობენ ნაწილობრივი დამუხტვის მდგომარეობაში (PSOC). ჩვეულებრივი ტყვიის ტიპის აკუმულატორები საუკეთესოდ მუშაობენ და უფრო დიდხანს ძლებენ, თუ ისინი დაიცავენ მკაცრ „სრული დამუხტვის“-„სრული განმუხტვის“-სრული დამუხტვის“ რეჟიმს; ისინი კარგად არ რეაგირებენ სრულ და დაცარიელებულ მდგომარეობაში დამუხტვაზე. ტყვია-ნახშირბადის აკუმულატორები უფრო მეტად მუშაობენ უფრო ბუნდოვან დამუხტვის რეგიონებში.
• ტყვიის, ნახშირბადის და ტყვიის ტიპის აკუმულატორები იყენებენ სუპერკონდენსატორულ უარყოფით ელექტროდებს. ნახშირბადის აკუმულატორები იყენებენ სტანდარტულ ტყვიის ტიპის დადებით და სუპერკონდენსატორულ ელექტროდს. ეს სუპერკონდენსატორული ელექტროდი ნახშირბადის აკუმულატორების ხანგრძლივი ექსპლუატაციის გასაღებია. სტანდარტული ტყვიის ტიპის ელექტროდი დროთა განმავლობაში დატენვისა და განმუხტვის დროს განიცდის ქიმიურ რეაქციას. სუპერკონდენსატორის უარყოფითი ელექტროდი ამცირებს დადებით ელექტროდზე კოროზიას, რაც იწვევს თავად ელექტროდის სიცოცხლის ხანგრძლივობას, რაც შემდგომში უფრო ხანგრძლივ აკუმულატორებს უზრუნველყოფს.
• ტყვიის ნახშირბადის აკუმულატორებს უფრო სწრაფი დატენვის/განმუხტვის სიჩქარე აქვთ. სტანდარტული ტყვიის ტიპის აკუმულატორების დატენვის/განმუხტვის სიჩქარე მათი ნომინალური სიმძლავრის მაქსიმუმ 5-20%-ია, რაც იმას ნიშნავს, რომ თქვენ შეგიძლიათ დატენოთ ან დაცალოთ აკუმულატორები 5-20 საათის განმავლობაში მოწყობილობებისთვის ხანგრძლივი დაზიანების გარეშე. ნახშირბადის ტყვიას თეორიულად შეუზღუდავი დატენვის/განმუხტვის სიჩქარე აქვს.
• ტყვიის ნახშირბადის აკუმულატორები არ საჭიროებენ რაიმე სახის მოვლას. აკუმულატორები სრულად დალუქულია და არ საჭიროებს რაიმე აქტიურ მოვლას.
• ტყვიის ნახშირბადის აკუმულატორები ფასით გელის ტიპის აკუმულატორებთან შედარებით კონკურენტუნარიანია. გელის აკუმულატორების წინასწარი შეძენა ჯერ კიდევ ოდნავ იაფია, მაგრამ ნახშირბადის აკუმულატორები მხოლოდ ოდნავ მეტი ღირს. გელისა და ნახშირბადის აკუმულატორებს შორის ამჟამინდელი ფასთა სხვაობა დაახლოებით 10-11%-ია. გაითვალისწინეთ, რომ ნახშირბადის აკუმულატორები დაახლოებით 30%-ით მეტხანს ძლებენ და ხედავთ, რატომ არის ის უკეთესი ვარიანტი ფასისა და ხარისხის შეფარდების თვალსაზრისით.