CSPower铅碳电池技术及优势

CSPower铅碳电池——技术、优势

随着社会的进步，各种社会场合对电池储能的要求不断提高。过去几十年来，许多电池技术取得了长足的进步，铅酸电池的发展也遇到了许多机遇和挑战。在此背景下，科学家和工程师共同努力，在铅酸电池的负极活性物质中添加碳，铅酸电池的升级版——铅碳电池诞生了。

铅碳电池是阀控式铅酸电池的一种高级形式，它使用由碳制成的阴极和由铅制成的阳极。碳制成的阴极上的碳起到电容器或“超级电容器”的功能，允许快速充电和放电，并延长电池初始充电阶段的使用寿命。

为什么市场需要铅碳电池???

• * 平板VRLA铅酸电池在密集循环情况下的失效模式

最常见的故障模式是：

– 活性物质软化或脱落。在放电过程中，正极板的氧化铅 (PbO2) 转化为硫酸铅 (PbSO4)，在充电过程中又转化为氧化铅。频繁的循环会降低正极板材料的凝聚力，因为与氧化铅相比，硫酸铅的体积更大。

– 正极板栅极腐蚀。由于硫酸的必要存在，这种腐蚀反应在充电过程结束时加速。

– 负极板活性物质的硫酸化。在放电过程中，负极板的铅 (Pb) 也转化为硫酸铅 (PbSO4)。当处于低充电状态时，负极板上的硫酸铅晶体生长并硬化，形成不可渗透的层，无法重新转化为活性材料。结果是容量下降，直到电池变得无用。

• * 铅酸电池充电需要时间

理想情况下，铅酸电池的充电速率应不超过 0.2C，并且大量充电阶段应进行八小时的吸收充电。增加充电电流和充电电压将缩短充电时间，但代价是由于温度升高而缩短使用寿命，并且由于充电电压较高而导致正极板腐蚀更快。

• * 铅碳：更好的部分荷电性能、更多的循环寿命、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能会减少硫酸盐化并提高负极板的充电接受能力。

铅碳电池技术

大多数使用的电池都可以在一个小时或更长时间内快速充电。当电池处于充电状态时，它们仍然可以提供输出能量，这使得它们即使在充电状态下也可以运行，从而增加了其使用量。然而，铅酸电池出现的问题是放电时间很短，而再次充电需要很长时间。

铅酸电池需要很长时间才能恢复原始充电的原因是电池电极和其他内部组件上沉淀的硫酸铅残留物。这需要对电极和其他电池组件中的硫酸盐进行间歇性均衡。每次充电和放电循环都会发生硫酸铅的沉淀，并且由于沉淀而产生过量的电子，导致氢气产生，从而导致水损失。随着时间的推移，这个问题越来越严重，硫酸盐残余物开始形成晶体，从而破坏电极的电荷接受能力。

尽管具有相同的硫酸铅沉淀物，但同一电池的正极却产生了良好的结果，这清楚地表明问题出在电池的负极内。为了克服这个问题，科学家和制造商通过在电池的负极（阴极）添加碳来解决这个问题。碳的添加提高了电池的充电接受能力，消除了由于硫酸铅残留物导致的电池部分充电和老化。通过添加碳，电池开始充当“超级电容器”，提供其特性以提高电池的性能。

铅碳电池是涉及铅酸电池的应用的完美替代品，例如频繁启停应用和微/轻度混合动力系统。与其他类型的电池相比，铅碳电池可能更重，但它们具有成本效益、耐极端温度，并且不需要冷却机制来配合它们。与传统的铅酸电池相反，这些铅碳电池在 30% 至 70% 的充电容量之间完美运行，无需担心硫酸盐沉淀。铅碳电池在大多数功能上都优于铅酸电池，但它们在放电时会像超级电容器一样出现电压下降。

建筑为中电动力快充深循环铅碳电池

快速充电深循环铅碳电池的特点

• l 结合铅酸电池和超级电容器的特点
• l 长生命周期服务设计，优异的PSoC和循环性能
• l 大功率、快速充放电
• l 独特的网格和引线粘贴设计
• l 极端温度耐受性
• l 能够在-30℃-60℃下工作
• l 深放电恢复能力

快充深循环铅碳电池的优点

每个电池根据其用途都有其指定的用途，不能笼统地称为好或坏。

铅碳电池可能不是最新的电池技术，但它确实提供了一些即使是最新的电池技术也无法提供的巨大优势。铅碳电池的一些优点如下：

• l 部分充电状态运行时硫酸盐化较少。
• l 充电电压更低，效率更高，正极板腐蚀更少。
• l 总体结果是提高了循环寿命。

测试表明，我们的铅碳电池确实能够承受至少八百次 100% DoD 循环。

测试包括每日放电至 10.8V，I = 0,2C20，在放电状态下休息约两个小时，然后以 I = 0,2C20 充电。

• l ≥ 1200 次循环@ 90% DoD（在 I = 0,2C2₀ 下放电至 10,8V，在放电状态下休息大约两个小时，然后在 I = 0,2C2₀ 下充电）
• l ≥ 2500 次循环@ 60% DoD（I = 0,2C2₀ 时放电三小时，I = 0,2C2₀ 立即充电）
• l ≥ 3700 次循环 @ 40% DoD（I = 0,2C2₀ 时放电两小时，I = 0,2C2₀ 立即充电）
• l 由于铅碳电池的充放电特性，热损伤效应最小。单个电池远离燃烧、爆炸或过热的风险。
• l 铅碳电池是并网和离网系统的完美匹配。这种品质使它们成为太阳能电力系统的良好选择，因为它们具有高放电电流能力

铅碳电池VS密封铅酸电池、胶体电池

• l 铅碳电池更适合处于部分充电状态 (PSOC)。普通铅型电池如果遵循严格的“完全充电”-“完全放电”-“完全充电”制度，则性能最佳，使用寿命更长；它们对在满电和空电之间的任何状态下充电的反应都不好。铅碳电池更适合在更加模糊的充电区域中工作。
• l 铅碳电池采用超级电容器负极。碳电池使用标准铅型电池正极和超级电容器负极。这种超级电容器电极是碳电池寿命的关键。标准铅型电极在充电和放电过程中会随着时间的推移发生化学反应。超级电容器负极减少了正极的腐蚀，从而延长了电极本身的使用寿命，从而使电池的使用寿命更长。
• l 铅碳电池具有更快的充电/放电速率。标准铅型电池的充电/放电速率最多为额定容量的 5-20%，这意味着您可以在 5 – 20 小时内对电池充电或放电，而不会对设备造成任何长期损坏。碳铅理论上具有无限的充电/放电速率。
• l 铅碳电池无需任何维护。电池完全密封，不需要任何主动维护。
• l 铅碳电池与胶体电池相比具有成本竞争力。预先购买凝胶电池仍然稍微便宜一些，但碳电池也只是稍微便宜一些。目前凝胶电池和碳电池之间的价格差异大约为 10-11%。考虑到碳的使用寿命大约延长了 30%，您就会明白为什么它是一个更物有所值的选择。