بطاريات الرصاص الكربونية

بطاريات الرصاص الكربونية

حول بطاريات الرصاص الكربونية الشمسية:

تهدف بطاريات الطاقة الشمسية الكربونية إلى معالجة إحدى المشكلات الرئيسية الموجودة في بطاريات حمض الرصاص العادية ، وهي فترة الشحن الطويلة. عادةً ما يكون لبطاريات الرصاص الشمسية الحمضية عيبًا في أنها تستغرق وقتًا طويلاً للشحن ، على الرغم من قصر الوقت الذي يمكن فيه تفريغها إذا لزم الأمر. يعود سبب ذلك إلى التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل البطارية ، وبشكل أكثر تحديدًا على اللوحة السلبية. تعاني بطاريات الرصاص الحمضية الشمسية من التصاق كبريتات الرصاص بالسطح أثناء التفريغ. من خلال دمج أو استبدال القطب السالب بالكربون ، يتم التحايل على هذه المشكلة ، مما يسمح بشحن أسرع للبطارية بالإضافة إلى زيادة الأداء والعمر الافتراضي.

إيجابيات بطاريات الرصاص الكربونية الشمسية:

هناك العديد من المزايا المعروفة لبطارية الرصاص الكربوني ، مثل:

شحن أسرع من بطاريات الرصاص الحمضية الشمسية التقليدية

ستنتج دورات أكثر بكثير على عمق تفريغ مماثل للبطاريات الشمسية الحمضية التقليدية

تعتبر بطاريات الرصاص الكربونية رخيصة جدًا مقارنة بكيميائيات البطاريات الأخرى

تعد بطاريات الرصاص الكربونية أقل سمية من بطاريات الرصاص الحمضية النقية ، مما يعني تقليل التأثير السلبي على البيئة

سلبيات بطاريات الرصاص الكربونية:

هناك العديد من الإيجابيات لقيادة بطاريات الكربون ، مع عدد قليل من العيوب. العيب الرئيسي الجدير بالذكر هو عصر تكنولوجيا بطاريات الكربون الرصاص. نظرًا لأن هذا تطور حديث نسبيًا عند مقارنته بأنواع أخرى من بطاريات الرصاص الحمضية ، فمن المحتمل أن يكون هناك المزيد من التحسينات على التكنولوجيا التي يمكن إجراؤها. على الرغم من أن هذا ليس بالضرورة عيبًا ، إلا أنه يعني أنه من المحتمل ظهور تقنية أفضل في السنوات القادمة ، مع دمج تقنية المكثفات الفائقة.

معلومة اضافية حول بطاريات الرصاص الكربونية :

يمكن أن تحل بطاريات الرصاص الكربونية محل بطاريات الرصاص الحمضية المستخدمة حاليًا. لقد أنتجت التكنولوجيا بالفعل بعض النتائج المثيرة ، حيث أن مكثف التكرار المستقبلي لتكنولوجيا بطاريات الكربون الرصاص كبير.

تتطلع بطاريات الطاقة الشمسية الكربونية الرائدة إلى أن تكون الحل لتخزين الطاقة على نطاق واسع ، مما يفتح خيارات تخزين الطاقة الشمسية في هذا السوق المتزايد باستمرار.

بطاريات الرصاص الكربونية - مستقبل حمض الرصاص؟

تهدد بطاريات "الرصاص الكربوني" الجديدة بإحداث ثورة في صناعة تخزين البطاريات خارج الشبكة.
بطارية الرصاص الكربونية هي تطور لتقنية حمض الرصاص VRLA AGM التقليدية والمجربة والمختبرة.

في بطارية الرصاص الكربوني ، يضاف الكربون إلى اللوحة السلبية مما يؤدي إلى عمر أطول بكثير. في الواقع ، يمنح الكربون المضاف قطب البطارية العديد من خصائص المكثف الفائق ، مما يحسن أداء الشحن والتفريغ.

تم أيضًا تحسين أداء حالة الشحن الجزئي (PSoC) بشكل كبير ، مع عدم وجود كبريتات تقريبًا بين 30 و 70٪ SoC. الكبريتات هو أحد الأسباب الرئيسية لفشل بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية وينتج بشكل عام عن الشحن الجزئي والشيخوخة.

الكبريتات هو عندما تنمو بلورات الكبريتات على الصفيحة السالبة. في الاستخدام العادي ، يتم امتصاص معظم هذه البلورات عند شحن البطارية - ولكن عندما تُترك البطارية في PSoC ، فإن بعض هذه البلورات تلتصق بشكل دائم باللوحة السلبية. وهذا بدوره يقلل من مساحة السطح على اللوحة السلبية ، مما يقلل بدوره من سعة البطاريات.

فوائد بطارية الرصاص الكربوني

حياة دورية عالية جدًا.
كفاءة شحن عالية (95٪).
قبول شحن ممتاز.
انخفاض الكبريتات.
تحسن أداء PSoC بشكل كبير.
صيانة منخفضة ولا سقي.
بناء VRLA مختوم - ما يقرب من صفر بالغاز.
بطاريات الرصاص الحمضية قابلة لإعادة التدوير بنسبة تزيد عن 96٪.
موثوقية عالية وأداء يمكن التنبؤ به.
تحمل درجة حرارة واسعة (-30 إلى +60 درجة مئوية).

تزايد الطلب على البطاريات على نطاق عالمي

نظرًا للتطور السريع للصناعة ، أصبح تطبيق البطاريات في النقل والاتصالات والطاقة والجيش والطيران والمرافق البحرية والتجارية وكذلك في الاحتياجات اليومية للمستخدمين أكثر شمولاً.

أداء البطاريات التقليدية القائمة على الرصاص ليس هو الأمثل

نظرًا لخصائصها الهيكلية المتأصلة ، فإن بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية تعاني من كبريتات الألواح ، وفقدان المواد النشط ، ومعدل فقدان الماء المرتفع ، والتلوث الحمضي الخطير ، وسوء الأداء في درجات الحرارة المنخفضة ، ودورة الحياة القصيرة ، وسوء سلامة النقل ، وعيوب أخرى. من أجل التغلب على نقاط الضعف الهيكلية في بطاريات الرصاص الحمضية ، تم استخدام الإلكتروليت الهلامي كبديل في بطاريات الهلام. على الرغم من أنه يقلل من الضباب الحمضي ، ويقلل من معدل فقد الماء ومعدل التفريغ الذاتي ، ويحسن أداء التفريغ ، فإنه يثير مشاكل جديدة مثل ضعف اختراق مادة الهلام ، وضعف التوافق مع فاصل AGM ورد الفعل البطيء للأقطاب الكهربائية.

بفضل تقنيتها الفريدة ، تتمتع بطاريات الرصاص الكربونية بأداء عالٍ

للتغلب على العيوب الأساسية في بطاريات الرصاص الحمضية ، والبطاريات AGM ، والجيل ، نوصي بدلاً من ذلك باستخدام بطاريات الرصاص الكربونية الأحدث والمتفوقة ، والتي تعد منتجات مثالية لاستبدال بطاريات الرصاص الحمضية ، وبطاريات AGM والجيل.

تماشياً مع اتجاه التنمية الصناعية للقرن الحادي والعشرين ، ابتكرت بطاريات الرصاص الكربونية المفهوم الجديد لتصميم اللوحة السلبية النانوية الكربونية / الكربون المنشط (الجرافين) الأكثر صداقة للبيئة ، وتميزت بالابتكار الأيقوني لتكنولوجيا البطاريات. تحظى الخصائص الممتازة لبطاريات الرصاص الكربونية بقبول جيد في العديد من المقاطعات والمدن في الصين ، ودخلت بنجاح الأسواق في جنوب شرق آسيا وأفريقيا والشرق الأوسط وأوروبا وأستراليا والأسواق الدولية الأخرى. تستخدم على نطاق واسع في الطاقة الشمسية وأنظمة تخزين طاقة الرياح والاتصالات السلكية واللاسلكية ومحطات الطاقة / الطاقة وسيارات ركاب السكك الحديدية والمركبات الكهربائية ومؤشرات إشارة المنارة وغيرها من المجالات. يندمج هذا النوع الجديد من المنتجات الصديقة للبيئة بسرعة في أنماط حياة المستهلك في العديد من الصناعات وهو مقبول على نطاق واسع من قبل المؤسسات والأفراد.

تستخدم التكنولوجيا الحاصلة على براءة اختراع والموجودة في بطاريات الرصاص الكربونية تركيبة خاصة ذات تقنية متقدمة من ألواح الكربون السالب ، تم تطويرها لتحل محل بطاريات حمض الرصاص الكبريتيك التقليدية. وهذا بدوره يحسن تطبيق المنتج وأداء السلامة. الخصائص الكهربائية للبطارية متسقة وتحقق أداءً موثوقًا به + عمرًا أطول. إنه يتغلب بشكل فعال على عيوب لوحة الكبريتات ، وفقدان المواد النشط ومعدل فقدان الماء ، ودرجة الحرارة المنخفضة الجيدة وأداء الشحن الزائد ، ويحسن بشكل كبير من عمر المنتج.
بطاريات الكربون الرصاص لها دورة حياة أطول. إذا اعتبرت أن "نهاية العمر الافتراضي" للبطارية هي النقطة التي يمكن عندها شحن / تفريغ 80٪ فقط من سعتها الأصلية ، فإن بطارية الكربون الرصاص ستستمر لمدة 7000 دورة بمعدل 30٪ DoD يوميًا - مقارنة بـ 2000 - 5500 دورة عند 30٪ DoD لأنواع VRLA و 800 دورة عند 30٪ DoD للبطاريات المغمورة.

تعتبر بطاريات الرصاص الكربونية أفضل في وضعها في حالات الشحن الجزئية (PSOC). تعمل بطاريات الرصاص العادية بشكل أفضل وتستمر لفترة أطول إذا كانت تتبع نظام "شحن كامل" صارم - نظام "تفريغ كامل" ؛ لا يستجيبون بشكل جيد لتوجيه الاتهام لهم في أي حالة بين ممتلئ وفارغ. تعتبر بطاريات الرصاص الكربونية أكثر سعادة للعمل في مناطق الشحن الأكثر غموضًا.

تستخدم بطاريات الرصاص الكربونية أقطابًا سالبة فائقة المكثف. تستخدم بطاريات الكربون قطبًا كهربائيًا موجبًا للبطارية من النوع الرصاصي القياسي وقطبًا سالبًا سالبًا. هذا القطب ذو المكثف الفائق هو المفتاح لطول عمر بطاريات الكربون. قطب كهربائي قياسي من نوع الرصاص يخضع لتفاعل كيميائي بمرور الوقت من الشحن والتفريغ. يقلل القطب السالب ذو المكثف الفائق من التآكل على القطب الموجب ويساعد أيضًا على تثبيط الكبريت في القطب السالب ، مما يؤدي بدوره إلى إطالة عمر الأقطاب الكهربائية نفسها مما يؤدي بعد ذلك إلى بطاريات تدوم طويلاً (يصل عمر التصميم إلى 20 عامًا كحد أقصى ، أو حوالي 10 سنوات من الحياة الواقعية اليومية لمعظم عملاء الطاقة الشمسية NZ العاديين).

تتمتع بطاريات الكربون الرصاص بمعدلات شحن / تفريغ أسرع. تحتوي البطاريات القياسية من نوع الرصاص على ما بين 5-20٪ كحد أقصى من السعة المقدرة لمعدلات الشحن / التفريغ ، مما يعني أنه يمكنك شحن البطاريات أو تفريغها بين 5 إلى 20 ساعة دون التسبب في أي ضرر طويل المدى للوحدات. يحتوي الكربون الرصاص على معدل تفريغ نظري غير محدود ومعدل شحن سريع أيضًا.

الشحن الفائق مقابل مستوى كفاءة التفريغ. عادةً ما تحتوي البطاريات القياسية من نوع الرصاص على نسبة شحن تبلغ 50٪ تقريبًا مقابل كفاءة التفريغ ، لذلك لكل 1000 واط من طاقة شحن الطاقة الشمسية / المولد التي تضعها في البطارية (في الساعة) ، يتم الاحتفاظ بنسبة 50٪ من هذه الطاقة و 50٪ إهدارها. على مدار يوم وأسبوع وسنة ، فإن هذا يعادل الكثير من الطاقة المهدرة باستخدام بطاريات الرصاص الحمضية / agm / هلام القياسية. في المقابل ، تعمل بطارية الكربون الرصاصي عادةً بين 90-92٪ شحنة مقابل تصنيف كفاءة التفريغ. هذا يعني أنه مقابل كل 1000 واط من طاقة شحن الطاقة الشمسية / المولد التي تضعها في البطارية (في الساعة) ، يتم الاحتفاظ بـ 90٪ من ذلك ويتم إهدار 10٪ فقط. على مدار يوم وأسبوع وسنة ، يعني هذا قدرًا هائلاً من المدخرات ، خاصةً إذا كانت بعض طاقة الشحن لديك تأتي من تشغيل مولد يعمل بالبنزين / الديزل (وهي ليست رخيصة لتشغيلها لفترات طويلة).

استخدام بطاريات الرصاص الكربونية

يمكن استخدام بطاريات الرصاص الكربونية في مجموعة واسعة من التطبيقات حيث يتم استخدام حمض الرصاص أو بطاريات الرصاص الهلامية أو بطاريات AGM اليوم ، بما في ذلك ، على سبيل المثال لا الحصر:
• الاتصالات السلكية واللاسلكية وتبادل الاتصالات وأنظمة الإرسال
• مزود الطاقة غير المنقطعة UPS و PABX ومحطة ترحيل الميكروويف
• محطات إذاعية وإذاعية
• محطات توليد الطاقة وأنظمة النقل
• أنظمة الإنارة في حالات الطوارئ
• إشارة السكك الحديدية ، نظام إشارات منارة
• الطاقة الشمسية وأنظمة تخزين طاقة الرياح
• الفنادق والقاعات والتطبيقات الأخرى
• مكتشف الأسماك ، القارب ، المحركات الكهربائية

الأحجام الشائعة المتاحة هي: 12v 70Ah + 6v 250Ah و 6v 300Ah.
إذا كنت بحاجة إلى أي أحجام أخرى ، يرجى الاستفسار معنا ، شكرًا.

تلخيص مزايا بطاريات الرصاص الكربوني

بالمقارنة مع البطاريات الصناعية القابلة لإعادة الشحن السائدة مثل بطاريات الرصاص وهلام الرصاص وبطاريات AGM ، تعمل بطاريات الرصاص الكربونية على النحو التالي:
• يمكن شحن بطاريات الرصاص الكربونية بشكل أسرع
• يمكن تفريغ بطاريات الرصاص الكربونية بشكل أعمق (حتى 100٪ DOD!)
• يمكن شحن بطاريات الرصاص الكربونية بأقل من 7 درجات مئوية
• يمكن تدوير بطاريات الرصاص الكربونية بمعدل أكبر (2400 @ 80٪ DOD)
• بطاريات الرصاص الكربونية ذات غازات منخفضة للغاية (فقط في حالة الشحن الزائد)
• يمكن استخدام بطاريات الرصاص الكربونية في حالة الشحن الجزئي
• يمكن تخزين بطاريات الرصاص الكربونية لمدة 1.5 سنة بدون شحن إضافي
• لا تتطلب بطاريات الرصاص الكربونية تهوية أو تبريد خاص
• بطاريات الرصاص الكربونية هي أكثر البطاريات مقاومة للكبريتات المتوفرة في نيوزيلندا اليوم.
• بطاريات الرصاص الكربونية غير معرضة لخطر نشوب حريق أو انفجار (على عكس بطاريات الليثيوم)
• لا تطلق بطاريات الرصاص الكربونية أي غازات ضارة أو خطيرة أو سامة أثناء الاستخدام العادي للشحن / التفريغ.
• لن تتسرب بطاريات الرصاص الكربونية من أي حمض ضار أو خطير أثناء استخدام الشحن / التفريغ العادي.
• لا تتطلب بطاريات الرصاص الكربونية نظام BMS نشطًا لحمايتها وتوازنها (على عكس بطاريات الليثيوم).
• لا تعاني بطاريات الرصاص الكربونية من جفاف السائل / الجل داخل البطارية مثل بطاريات AGM العادية و GEL.
• تعد بطاريات الرصاص الكربونية واحدة من أكثر البطاريات التي تتسامح مع سوء الاستخدام / المقاومة المتوفرة في نيوزيلندا اليوم.
• يمكن تعديل بطاريات الرصاص الكربونية بسهولة (إعادة تركيبها) إلى 95٪ من التطبيقات التي تستخدم بطاريات الرصاص الحمضية والجيلية / الهلامية الموجودة حاليًا بالفعل.
• بطاريات الرصاص الكربونية لها درجة حرارة تشغيل تتراوح من +2 إلى +40 درجة مئوية

المواصفات الفنية لبطاريات الرصاص الكربونية

بطاريات الرصاص الكربونية هي مجموعة من المنتجات الجديدة التي تم تطويرها بنجاح بناءً على البطاريات الموجودة (ولكنها تهدف إلى أن تكون أفضل بكثير وأطول أمداً). تتمتع بخصائص أداء أفضل مقارنة بالبطاريات التقليدية وهي نتيجة اختراقات تقنية جديدة. تم حل المشكلات الأساسية المتعلقة بالتلوث الخطير لحمض بطاريات الرصاص ، وكبريتات الإلكترود ، ودورة الحياة القصيرة ، وسوء الأداء في درجات الحرارة المنخفضة والعيوب الأخرى ، ووضع مستوى عالٍ من "الكفاءة ، والسلامة ، والعمر الطويل".

خصائص الهيكل لبطاريات الرصاص الكربونية

تكوين المنحل بالكهرباء الخاص

يتم استخدام تقنية معقدة فريدة من الكربون المنشط / الكربون النانوي (الجرافين) لتحقيق التآزر بين عمر أطول بكثير وتقنية الألواح المتقدمة (السالبة) ذات الكفاءة العالية ، وبالتالي تحسين التفاعل بين الإلكتروليت والمادة الكهربائية النشطة ، مما يمنع بشكل فعال مشاكل الكبريتات / القضايا (دعم PSOC الحقيقية - حالة الشحن الجزئية) وإطالة عمر خدمتها. يعمل المنحل بالكهرباء داخل البطارية على إعادة التجميع داخليًا دون حدوث تسرب ، مما يجعل البطارية آمنة وموثوقة. يمكن تركيب البطارية في اتجاهات مختلفة ، مما يجعلها سهلة الاستخدام. هذا يفتح مجموعة واسعة من تطبيقات التثبيت ، حيث يتم القضاء على خطر تسرب المنحل بالكهرباء. يعمل هذا التفاعل أيضًا على تحسين سلامة المنتجات مما يجعلها أقل ضررًا للمركبين والمستخدمين على حد سواء.

صمام أمان بطاريات الرصاص الكربونية

يتم استخدام صمام أمان عادم ذي حساسية عالية ، ويمكن فتحه أو غلقه وفقًا لتغير الضغط الداخلي للبطارية. صمامات الأمان مصنوعة من مركب مطاطي خاص مقاوم للتآكل ومقاوم للشيخوخة ، والذي يمكن أن يحافظ على إحكام الهواء وضيق السائل للبطاريات مع الاستخدام طويل الأمد وضغط الصمام المفتوح والإغلاق المستمر. يتم الحفاظ على الضغط الداخلي للبطاريات في نطاق أمان مثالي.

أداء الختم بطاريات الرصاص الكربونية

حجرة البطارية والغطاء عبارة عن أختام مصنوعة من حلقات وأطراف مطاطية ثنائية الإغلاق. يتم استخدام مادة مانعة للتسرب ذات انكماش صغير لضمان إحكام غلق الأطراف بشكل جيد.

إنه يشكل مركزًا نشطًا جديدًا في القطب السالب عن طريق إضافة الكربون النشط ، الذي يمكنه ذلك
تقليل القدرة المفرطة لترسب الرصاص ، سيتم ترجمة كبريتات الرصاص إلى رصاص بسهولة أكبر. يمكن قمع نمو كبريتات الرصاص بكفاءة من خلال هذا
تقنية.

عند التفريغ ، تتفاعل المادة النشطة الإيجابية والسلبية مع العنصر الحمضي للإلكتروليت وتصبح كبريتات الرصاص والماء ، مما يؤدي إلى انخفاض كثافة الحمض. عند الشحن ، يتم تحرير الحمض الذي يتركز في مادة التفريغ الإيجابية (أثناء دورات التفريغ) في الإلكتروليت. في هذا الوقت تتحول كبريتات الرصاص في الصفيحة الموجبة والسالبة إلى ثاني أكسيد الرصاص مما يؤدي إلى زيادة كثافة الحمض في الإلكتروليت.

مع البطاريات التقليدية القائمة على الرصاص ، بعد الشحن أو قبل اكتمال الشحن ، يتم استخدام كل تيار الشحن لتحليل الرطوبة في الإلكتروليت. تطلق الصفائح الموجبة الأكسجين وغاز الهيدروجين السالب للوحة. إذا كانت كفاءة إعادة تركيب الغاز للبطارية منخفضة ، فإن نسبة كبيرة من الغاز سوف تفلت مما يترك رطوبة أقل في البطارية بعد كل شحن. يؤدي هذا الإجراء إلى انخفاض محتوى الإلكتروليت بسبب فقد الماء ، وزيادة الحموضة في البطارية وقصر عمر البطارية. يُعرف هذا بظاهرة فقدان سائل الشحن المتأخر.

مع بطاريات الرصاص Carbonl ، بالإضافة إلى التفاعل الكيميائي المنتظم ، يحتوي الإلكتروليت المركب على العديد من الإضافات التي تشارك في التفاعل الكهروكيميائي. يساعد هذا على تسكين الأكسجين وغاز الهيدروجين أثناء دورة الشحن مما يزيد من معدل إعادة تركيب البطاريات. وهذا بدوره يقلل من فقد الماء أثناء الشحن وبعده. عند التفريغ ، يمكن تحويل كبريتات الرصاص بالكامل إلى مادة نشطة ، مما يطيل عمر استخدام البطارية.

تتميز بطاريات الرصاص الكربونية بموصلية كهربائية أعلى بكثير ، وقدرات مقاومة للحرارة ومقاومة للأحماض من AGM القياسية في السوق بفضل ألواح الكربون النشط (SuperCapacitor) السلبية. يمكن لتكوين لوحة النانو الكربونية المتقدمة هذه جنبًا إلى جنب مع تقنية AGM حماية الألواح بشكل فعال ومنع المواد النشطة من السقوط أثناء الاستخدام. يتم امتصاص المحلول الكهربائي بالكامل وتخزينه في AGM. نظرًا لأن AGM مشبع تمامًا بالإلكتروليت ، فلن يكون هناك إلكتروليت سائل حر في البطارية لتسقط أو تسقط أثناء العمليات العادية ، لذلك يمكن الآن استخدام البطارية في أوضاع اتجاهية مختلفة دون تسريب (على سبيل المثال الوقوف على نهايتها أو جانبها).