CSPower铅碳电池技术与优势

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。在过去的几十年里，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，科学家和工程师们齐心协力，在铅酸电池的负极活性物质中添加了碳，铅酸电池的升级版——铅碳电池由此诞生。

铅碳电池是阀控式铅酸电池的一种高级形式，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，允许快速充电和放电，并在电池初始充电阶段延长使用寿命。

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故障模式

最常见的故障模式是：

– 活性物质软化或脱落。放电时，正极板的氧化铅 (PbO2) 会转化为硫酸铅 (PbSO4)，充电时又会变回氧化铅。频繁循环会降低正极板材料的粘结力，因为硫酸铅的含量高于氧化铅。

– 正极板栅板腐蚀。由于必然存在硫酸，这种腐蚀反应在充电过程结束时会加速。

– 负极板活性物质硫酸化。放电过程中，负极板中的铅 (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，形成难以穿透的保护层，无法重新转化为活性物质。这会导致电池容量下降，直至报废。

• * 铅酸电池充电需要时间

理想情况下，铅酸电池的充电速率不应超过0.2C，且快速充电阶段应为8小时的吸收式充电。增加充电电流和充电电压会缩短充电时间，但代价是温度升高会导致电池寿命缩短，并且充电电压升高会导致正极板腐蚀加快。

• * 铅碳：更好的部分充电状态性能，更多的循环寿命，以及更高的深循环效率

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支持快速充电，充电时间在一小时或更长。电池在充电状态下仍能输出能量，即使在充电状态下也能继续运行，从而提高电池的使用寿命。然而，铅酸电池存在一个问题，那就是放电时间很短，而再次充电则需要很长时间。

铅酸电池恢复初始充电状态需要很长时间，原因在于硫酸铅残留物会沉积在电池电极和其他内部组件上。这需要间歇性地平衡电极和其他电池组件上的硫酸盐。硫酸铅的沉积在每次充放电循环中都会发生，沉积产生的过量电子会导致氢气产生，最终造成水分流失。随着时间的推移，这个问题会越来越严重，硫酸铅残留物会开始形成晶体，从而破坏电极的充电接受能力。

尽管存在相同的硫酸铅沉淀物，但同一电池的正极却能产生良好的充电效果，这显然表明问题出在电池的负极上。为了解决这个问题，科学家和制造商通过在电池负极（阴极）添加碳来解决这个问题。添加碳可以提高电池的充电接受能力，消除硫酸铅残留导致的电池部分充电和老化。通过添加碳，电池开始像“超级电容器”一样工作，发挥其特性，从而提高电池的性能。

铅碳电池是涉及铅酸电池应用的完美替代品，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，但它们经济高效，耐极端温度，并且无需冷却装置即可工作。与传统铅酸电池不同，这些铅碳电池在30%至70%的充电容量下也能完美运行，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。

建设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

• 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 独特的网格及引线粘贴设计
• l 耐极端温度
• l 可在-30°C -60°C 温度下运行
• l 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，不能笼统地称为好或坏。

铅碳电池或许并非最新的电池技术，但它确实具备一些即使是最新电池技术也无法比拟的巨大优势。铅碳电池的一些优势如下：

• l 在部分充电状态下运行，硫酸化现象较少。
• l 充电电压更低，因此效率更高，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可以承受至少八百次 100% DoD 循环。

测试包括每天以 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 ≥ 1200 次循环 @ 90% DoD（以 I = 0,2C₂₀ 放电至 10,8V，放电后静置约两小时，然后以 I = 0,2C₂₀ 充电）
• l ≥ 2500 次循环 @ 60% DoD（以 I = 0,2C₂₀ 放电三小时，然后立即以 I = 0,2C₂₀ 充电）
• l ≥ 3700 次循环 @ 40% DoD（以 I = 0,2C₂₀ 放电两小时，然后立即以 I = 0,2C₂₀ 充电）
• l 由于铅碳电池的充放电特性，其热损伤效应极小。单个电池远离燃烧、爆炸或过热的风险。
• 铅碳电池是并网和离网系统的完美搭配。这种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密封铅酸电池、胶体电池

• 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“完全充电”-“完全放电”-“完全充电”的充电模式，性能最佳，使用寿命更长；在介于完全充电和完全放电之间的任何状态下充电，电池的响应都不佳。铅碳电池在较为模糊的充电区域内表现更佳。
• 铅碳电池采用超级电容器负极。碳电池采用标准铅电池正极和超级电容器负极。超级电容器负极是碳电池长寿命的关键。标准铅电池正极在充放电过程中会随着时间推移发生化学反应。超级电容器负极可以减少正极的腐蚀，从而延长电极本身的寿命，最终延长电池的使用寿命。
• 铅碳电池的充电/放电速度更快。标准铅酸电池的最大充电/放电速度仅为其额定容量的 5-20%，这意味着您可以在 5 至 20 小时内对电池进行充电或放电，而不会对电池造成任何长期损坏。铅碳电池的充电/放电速度理论上不受限制。
• 铅碳电池无需任何维护。电池完全密封，无需任何主动维护。
• 铅碳电池与凝胶电池相比具有成本竞争力。凝胶电池的初始购买成本略低，而碳电池仅略高一点。目前凝胶电池和碳电池之间的价格差约为 10-11%。考虑到碳电池的使用寿命比凝胶电池长约 30%，您就能理解为什么它更物有所值。