CSPower铅碳电池技术及优势

CSPower铅碳电池——技术与优势

随着社会的发展，各种社会场合对电池储能的需求不断增长。过去几十年，许多电池技术取得了长足进步，铅酸电池的发展也面临着诸多机遇和挑战。在此背景下，科学家和工程师们共同努力，将碳元素添加到铅酸电池的负极活性物质中，由此诞生了铅碳电池——铅酸电池的升级版。

铅碳电池是阀控式铅酸电池的一种先进形式，其阴极由碳制成，阳极由铅制成。碳阴极上的碳起到电容器或“超级电容器”的作用，使其能够快速充放电，并在电池初始充电阶段延长使用寿命。

市场为何需要铅碳电池？？？

• * 平板式阀控式铅酸蓄电池在频繁循环下的失效模式

最常见的故障模式有：

活性物质软化或脱落。放电过程中，正极板中的氧化铅 (PbO2) 会转化为硫酸铅 (PbSO4)，充电过程中又会转化回氧化铅。频繁充放电循环会导致硫酸铅的体积大于氧化铅，从而降低正极板材料的粘结力。

正极板栅格的腐蚀。由于硫酸的存在（这是充电过程的必要条件），这种腐蚀反应在充电过程末期会加速。

负极板活性物质的硫化。放电过程中，负极板上的铅（Pb）也会转化为硫酸铅（PbSO4）。当电池处于低电量状态时，负极板上的硫酸铅晶体会生长、硬化，形成无法重新转化为活性物质的不可渗透层。这会导致电池容量下降，直至电池完全失效。

• 给铅酸电池充电需要时间

理想情况下，铅酸蓄电池的充电倍率不应超过0.2C，且恒流充电阶段应持续8小时。提高充电电流和充电电压虽然可以缩短充电时间，但会因温度升高和正极板腐蚀加剧而缩短电池寿命。

• * 铅碳：更好的部分充电状态性能、更长的循环寿命和更高的深循环效率

用铅碳复合材料代替负极板的活性材料，可以减少硫酸化并提高负极板的电荷接受能力。

铅碳电池技术

大多数电池都能在一小时或更短时间内快速充电。即使处于充电状态，电池仍然可以输出能量，从而延长使用寿命。然而，铅酸电池的问题在于放电速度极快，而充电速度却非常慢。

铅酸电池恢复初始电量所需时间过长的原因在于电池电极和其他内部组件上会残留沉淀的硫酸铅。这需要间歇性地对电极和其他电池组件上的硫酸铅进行均衡处理。每次充放电循环都会发生硫酸铅沉淀，沉淀产生的过量电子会导致氢气生成，进而造成水分流失。随着时间的推移，这个问题会愈发严重，残留的硫酸铅会开始形成晶体，从而降低电极的充电能力。

尽管同一电池的正极也存在硫酸铅沉淀，但其性能良好，这表明问题出在电池的负极。为了解决这个问题，科学家和制造商通过在电池的负极（阴极）中添加碳来改进电池性能。添加碳可以提高电池的充电接受能力，消除部分充电现象，并延缓因硫酸铅残留物导致的电池老化。通过添加碳，电池开始像“超级电容器”一样工作，从而发挥其特性，提升电池的整体性能。

铅碳电池是频繁启停应用和微型/轻度混合动力系统等需要使用铅酸电池的应用的理想替代品。与其他类型的电池相比，铅碳电池可能更重，但它们经济高效，耐极端温度，且无需冷却装置即可工作。与传统的铅酸电池不同，铅碳电池在30%至70%的充电容量范围内都能完美运行，无需担心硫酸盐沉淀。铅碳电池在大多数功能方面都优于铅酸电池，但与超级电容器一样，它们在放电时也会出现电压下降。

建筑工程CSPower快速充电深循环铅碳电池

快速充电深循环铅碳电池的特点

• 结合铅酸电池和超级电容器的特性
• l 长寿命服务设计，优异的PSoC和循环性能
• l 高功率，快速充放电
• 独特的网格和铅粘贴设计
• l 极高的温度耐受性
• 可在-30°C至-60°C的温度下运行
• 深度放电恢复能力

快速充电深循环铅碳电池的优势

每种电池都有其特定的用途，取决于其应用场景，不能一概而论地称之为好或坏。

铅碳电池虽然不是最新的电池技术，但它确实具有一些即使是最新的电池技术也无法比拟的优势。铅碳电池的一些优势如下：

• l 部分荷电状态下运行，硫酸化程度较低。
• l 充电电压降低，因此效率更高，正极板腐蚀更少。
• 最终结果是提高了循环寿命。

测试表明，我们的铅碳电池至少可以承受 800 次 100% DoD 循环。

测试包括每天以 I = 0.2C₂₀ 的电流放电至 10.8V，在放电状态下静置约两小时，然后以 I = 0.2C₂₀ 的电流充电。

• l ≥ 1200 次循环 @ 90% DoD（以 I = 0.2C₂₀ 放电至 10.8V，在放电状态下静置约两小时，然后以 I = 0.2C₂₀ 充电）
• l ≥ 2500 次循环 @ 60% DoD（以 I = 0.2C₂₀ 放电 3 小时，立即以 I = 0.2C₂₀ 充电）
• l ≥ 3700 次循环 @ 40% DoD（以 I = 0.2C₂₀ 放电两小时，立即以 I = 0.2C₂₀ 充电）
• 由于铅碳电池的充放电特性，其热损伤效应极小。单个电池单元远不存在燃烧、爆炸或过热的风险。
• 铅碳电池非常适合并网和离网系统。这一特性使其成为太阳能发电系统的理想选择，因为它们具有高放电电流能力。

铅碳电池VS密封铅酸蓄电池、胶体蓄电池

• 铅碳电池在部分充电状态（PSOC）下表现更佳。普通铅酸电池如果严格遵循“充满电-完全放电-充满电”的充电模式，则性能最佳，寿命更长；它们对介于满电和空电之间的任何充电状态反应都不佳。而铅碳电池则更适合在较为模糊的充电区间内工作。
• 铅碳电池采用超级电容器负极。碳电池使用标准的铅酸电池正极和超级电容器负极。这种超级电容器负极是碳电池长寿命的关键。标准的铅酸电池正极在充放电过程中会随着时间的推移发生化学反应。超级电容器负极可以减少正极的腐蚀，从而延长正极本身的寿命，最终延长电池的使用寿命。
• 碳铅电池的充放电速度更快。标准铅酸电池的充放电速率通常只有额定容量的 5% 到 20%，这意味着您可以在 5 到 20 小时内对电池进行充电或放电，而不会对设备造成任何长期损害。碳铅电池的理论充放电速率是无限的。
• 铅碳电池无需任何维护。这些电池完全密封，无需任何主动维护。
• 铅碳电池在价格上与胶体电池不相上下。胶体电池的初始购买价格略低，而铅碳电池的价格仅略高一些。目前胶体电池和铅碳电池的价格差异约为10-11%。考虑到铅碳电池的使用寿命比胶体电池长约30%，您就能明白为什么它是更划算的选择。