De industrieobservatie | Oude Bomen en Nieuwe bloem-Inleiding aan lood-Koolstof Batterijtechnologie en Analyse van de Toepassingen van de Energieopslag

January 11, 2023

Laatste bedrijfsnieuws over De industrieobservatie | Oude Bomen en Nieuwe bloem-Inleiding aan lood-Koolstof Batterijtechnologie en Analyse van de Toepassingen van de Energieopslag
Oude Boom: De Batterijen van de loodkoolstof
Lead-acid batterij is een veteraan in de batterijindustrie. Het werd uitgevonden door de Fransman G.plante in 1859 en heeft een geschiedenis van meer dan 150 jaar. Niet alleen dat, het belangrijkste het werk principe van lead-acid batterijen nauwelijks in deze jaren is veranderd, en men kan zeggen dat het een veteraan in de batterijindustrie is. Het positieve actieve materiaal van gewone lead-acid batterijen is loodoxyde (PbO2), en het negatieve actieve materiaal is lood (Pb), dat aan het net in bijlage is. Lead-acid batterijen gebruiken waterig zwavelzuur als elektrolyt, en zijn eenvoudig in structuur en makkelijk te gebruiken.
laatste bedrijfsnieuws over De industrieobservatie | Oude Bomen en Nieuwe bloem-Inleiding aan lood-Koolstof Batterijtechnologie en Analyse van de Toepassingen van de Energieopslag  0
Het het laden en het lossen reactiemechanisme is als volgt:
laatste bedrijfsnieuws over De industrieobservatie | Oude Bomen en Nieuwe bloem-Inleiding aan lood-Koolstof Batterijtechnologie en Analyse van de Toepassingen van de Energieopslag  1
Lead-acid batterijen zijn één van de het meest meestal gebruikte batterijen in het verleden de honderd jaar, hoofdzakelijk wegens verscheidene opmerkelijke voordelen geweest:
1.Low gekost: slechts 0.6~0.7rmb/Wh;
2.The het voorbereidingsproces is eenvoudig: het voorbereidingsmateriaal en de installatieinvestering zijn niet groot, dat veel kleiner zijn dan lithiumbatterijen;
3.Relatively brandkast: de mogelijkheid van explosie en verbranding is zeer laag;
4.Strong milieuaanpassingsvermogen: het heeft een brede werkende waaier, en de verandering in prestaties met temperatuur is niet zo drastisch zoals dat van lithium-ionenbatterijen, en de eisen ten aanzien van de systemen van de temperatuurcontrole zijn lager;
5.Easy om te recycleren en opnieuw te gebruiken: Het is vrij gemakkelijk om actieve materialen van afval lead-acid batterijen te recycleren;
6.Mature, stabiele en betrouwbare technologie: De technologie met een geschiedenis van meer dan 100 jaar heeft rijke ervaring in gebruik en is vertrouwend de moeite waard op. Nochtans, hebben de traditionele lead-acid batterijen altijd hun onopgeloste problemen gehad.
1.Lifespan probleem: Traditioneel, is er slechts een paar honderd levensduur;
2.High-macht het werk probleem: Onder de hoog-tariefarbeidsvoorwaarden boven 0.5C, komt voor het „sulfation fenomeen“ en de vermindering versnelt, wat ook de worteloorzaak van het slechte leven van lead-acid batterijen is;
3.The de energiedichtheid is niet hoog: slechts kiezen 20~40Wh/kg, de meeste zo gelegenheden met hoge energiedichtheid lithiumbatterijen, wat ook een belangrijke reden de laatste jaren voor de sterke stijging lithiumbatterijen is;
4.Recycling en hergebruik: Hoewel het niet moeilijk is om lead-acid batterijen te recycleren, zijn er vele onregelmatigheden in het recycling van lead-acid batterijen toe te schrijven aan het ondeugdelijke recyclingsmechanisme en de lage voorlichting van milieubescherming onder het publiek, dat ook afval van middelen en verontreiniging van het milieu veroorzaakt.
Met de vooruitgang van de maatschappij, constant stijgen de eisen ten aanzien van de opslag van de batterijenergie in diverse sociale gelegenheden. In het verleden de weinig decennia, hebben vele batterijtechnologieën grote vooruitgang geboekt, en de ontwikkeling van lead-acid batterijen heeft ook vele kansen en uitdagingen ontmoet. In deze context, met de inspanningen van wetenschappers en ingenieurs, wordt de koolstof toegevoegd aan het negatieve elektroden actieve materiaal van lead-acid batterijen, en lood-koolstof een batterij-promotieversie van dit lead-acid geboren batterij-is.
 
Nieuwe Bloemen: De Batterijen van de loodkoolstof
Het grootste probleem met traditionele lead-acid batterijen is het sulfation effect van de negatieve elektrode na de dienst op lange termijn bij hoge stromen, die materiële mislukking en een plotselinge daling in capaciteit veroorzaakt. Tegelijkertijd, heeft iedereen heel wat groot nieuws over batterijvooruitgang, zoals het laden 7 seconden gezien. In feite, is dit nieuws allen over supercapacitors, die inherent snelle het laden snelheden, niet batterijen zijn. Het is niet moeilijk om te zien dat de korte raad van lead-acid en batterijen die (snel lossen laden) precies de situatie is dat het capacitieve weerstandsmechanisme beter is bij het behandelen. Daarom dacht iemand dat het toevoegen van geactiveerde koolstof aan de negatieve elektrode van de lead-acid batterij de voordelen van de condensator en de batterij kan combineren.
In feite, is het mogelijk om een supercapacitor parallel met een lead-acid batterij (dit gebruik kan „externe parallel“, d.w.z., de batterij worden genoemd en de condensator is tegelijkertijd mechanisch geïntegreerd als twee onafhankelijke componenten) te gebruiken. Voor lood-koolstof batterijen, wordt de situatie op dit ogenblik „lead-acid batterij met een combinatie van koolstofsupercapacitor“, die de voordelen van hoge specifieke macht moet integreren en met lange levensuur van elektrische dubbele laagcondensatoren in in lead-acid batterijen, de macht en de specifieke energie is beter, en de levensduur batterij wordt verlengd, zodat wordt het ook genoemd „ultrabattery“ in sommige plaatsen.
Het negatieve elektroden actieve materiaal van gewone lead-acid batterijen is lood (Pb), terwijl in lood-koolstof batterijen, wordt de negatieve elektrode veranderd van zuiver Pb aan koolstof materieel (c) met de elektrische dubbele kenmerken van de laagcapacitieve weerstand + het lood (Pb) gemengde samenstelling van de batterij kenmerkende spons de dubbel-functionele samengestelde negatieve elektrode, d.w.z., de lood-koolstof (lood-Koolstof) negatieve elektrode, dan wordt aangepast met de positieve elektrode van PbO2 om een lood-koolstof batterij te vormen. In het algemeen, verschijnen de veranderingen van lood-koolstof batterijen hoofdzakelijk op de negatieve elektrode, en de veranderingen in de elektrodenoplossing en de positieve elektrode zijn niet groot. Men kan zeggen dat de lood-koolstof batterijen kunnen worden gezegd om nieuwe bloemen te zijn die op de oude boom van lead-acid batterijen bloeien, en vele goede toepassingsresultaten zijn de laatste jaren veroorzaakt. In dit verband, moet de toegevoegde koolstof natuurlijk worden gecrediteerd.
laatste bedrijfsnieuws over De industrieobservatie | Oude Bomen en Nieuwe bloem-Inleiding aan lood-Koolstof Batterijtechnologie en Analyse van de Toepassingen van de Energieopslag  2
Momenteel, produceren vele batterijbedrijven in binnen- en buitenland lood-koolstof batterijen. De representatieve bedrijven omvatten Furukawa van Japan, Ecoult, het Oosten Penn, en Axion, en binnenlandse Heilige Zon, Shuangdeng, Nandu, en C&D.
Analyse van het werk principe van lood-koolstof batterij
Één van de kernproblemen in traditionele lead-acid batterijen is sulfation van de negatieve elektrode, d.w.z., op de wijze van de hoog-tarieflossing, reageert het sponzige lood op de negatieve elektrode snel met HSO4- aan vorm PbSO4. Op dit ogenblik, omdat veroorzaken het paar reactanten HSO4- en Pb de leveringswanverhouding van PbSO4 te snel het nucleation tarief van PbSO4 om te zijn, wat geproduceerde PbSO4 maakt (die in aard) isoleert het „deeg“ op de oppervlakte van de negatieve elektrode, of produceert uiterst grote deeltjes; Uniform geproduceerd binnen de negatieve plaat, of slechts eenvormige boete, en gemakkelijk-aan-verminder fluweel PbSO4 wordt bijgedragen tot de oppervlakte.
laatste bedrijfsnieuws over De industrieobservatie | Oude Bomen en Nieuwe bloem-Inleiding aan lood-Koolstof Batterijtechnologie en Analyse van de Toepassingen van de Energieopslag  3
De PbSO4-accumulatielaag of het grote die deeltje PbSO4 op de oppervlakte wordt gevormd verminderen beduidend de efficiënte die oppervlakte en de materialen voor elektronenoverdracht en reactie wordt vereist, die verdere reacties moeilijker maken, waarbij tot het binnenland van de negatieve plaat een „wordt gemaakt dood“ gebied. Wanneer het laden, omdat de oppervlaktepbso4 laag de lichaamsreactie van de lead-acid batterij belemmert, moet het potentieel van de negatieve elektrode op dit ogenblik het water in de batterij in waterstof elektrolyseren, resulterend in de uitputting van de elektrolyt, die verder zal leiden tot de verslechtering van batterijprestaties.
laatste bedrijfsnieuws over De industrieobservatie | Oude Bomen en Nieuwe bloem-Inleiding aan lood-Koolstof Batterijtechnologie en Analyse van de Toepassingen van de Energieopslag  4
om dit probleem op te lossen, kunnen wij koolstofdeeltjes in de lood negatieve elektrode toevoegen, die een geleidende netwerkstructuur zoals aangetoond in het cijfer hierboven zal vormen. De belangrijkste voordelen van deze netwerkstructuur zijn als volgt:
1.Provide reactiecentra: de nieuwe reactieve centra worden gevormd op de oppervlakte van deze koolstofdeeltjes;
2.Form een geleidend netwerk om polarisatie te verminderen;
3.Form een fijner en eenvormig netwerk van de massaoverdracht om de eenvormige vooruitgang van elektrochemische reacties op de oppervlakte en de binnenkant van de elektrode te bevorderen, daardoor verminderend het geconcentreerde precipitatieeffect van PbSO4 op de oppervlakte;
4.As een heterogeen materiaal, het belemmert de groei van PbSO4-deeltjes en maakt hen verdeeld gelijk;
5.Through het capacitieve effect van koolstof, de capaciteit en de machtskenmerken van de batterij zijn beter.
laatste bedrijfsnieuws over De industrieobservatie | Oude Bomen en Nieuwe bloem-Inleiding aan lood-Koolstof Batterijtechnologie en Analyse van de Toepassingen van de Energieopslag  5
Gebaseerd op de bovengenoemde voordelen, kan de toevoeging van koolstof aan de lood-koolstof batterij de sulfation tendens van de negatieve elektrode effectief onderdrukken, zodat de levensduur batterij beduidend beter is. Niet alleen dat, het productieproces van lood-koolstof batterijen niet wezenlijk verschillend van dat van traditionele lead-acid batterijen is. Het te hoeven niet om het rijpe proces te veranderen, en de productie is gemakkelijk om productie op grote schaal, vooral voor de vereisten met lange levensuur en goedkope van energieaccu's te bereiken.
Voor lood-koolstof batterijen, zijn er vele toegevoegde types van koolstof: zwartsel, geactiveerde koolstof, graphene, grafiet, koolstofvezel, en koolstof nanotubes. En hun hoofdvoordelen/hoofdfuncties die voor lood-koolstof batterijen kunnen worden verstrekt zijn: 1) Geleiding en hittegeleiding; 2) De structuur van de netwerkporie, die de specifieke vereiste oppervlakte voor de reactie en de elektrische dubbele laagcapacitieve weerstand verstrekt. Men kan zeggen dat de ontwikkeling van lood-koolstof batterijen de koolstof materiële familie een stadium heeft gegeven om hun talenten te tonen, maar hoe te om een evenwicht tussen de prestatiesverbetering te vinden en de kostencontrole kan een probleem zijn dat aandacht in de toepassing van geavanceerde koolstofmaterialen in lood-koolstof batterijen vergt. Bovendien moet de toevoeging van koolstofmaterialen ook worden gecontroleerd. Teveel koolstof materiële toevoeging zal leiden tot een reeks problemen zoals het afwerpen van actieve materialen op de plaat.
Het werk en Prestatieseigenschappen
De negatieve elektrode van de lood-koolstof batterij vormt een vrij eenvormig en fijn netwerk van lood metaal-koolstof deeltjes. Deze structuur is bevorderlijk voor het verkorten van de verspreidingsafstand en het verbeteren van de uniformiteit van de reactie, en de koolstof zelf heeft goede geleidingsvermogen en capacitieve weerstandskenmerken. Vergeleken met traditionele lead-acid batterijen, heeft het betere startcapaciteit bij lage temperatuur, de capaciteit van de lastengoedkeuring en high-current last-lossing prestaties.
Wanneer het werken met hoog huidig: de materiële handelingen van de condensatorkoolstof als „buffer“. Wanneer de lood-koolstof batterij onder het frequente onmiddellijke high-current laden werkt en lost, geeft het koolstofmateriaal met capacitieve kenmerken of ontvangt hoofdzakelijk de stroom vrij. Als zure batterijen, „negatieve elektrodensulfation“ komt scherp onder hoog huidig voor, die effectief de levensduur van de batterij verlengt;
Wanneer het werken met lage stroom: de negatieve elektrode van het sponslood wordt hoofdzakelijk gebruikt die energie onophoudelijk te verstrekken, en de energie in de koolstof wordt opgeslagen aangezien de capacitieve energie toe te schrijven aan hoog huidig effect ook met het nabijgelegen lood zal reageren zullen, en de reactie geleidelijk aan eenvormig worden.
Energie & machts de dichtheid kan tot 40~60Wh/kg, over 300~400W/kg worden verhoogd, zijn de prestaties reeds dicht bij de capaciteit sommige lithiumbatterijen, en wat nog belangrijker is, zijn zijn kosten nog 0.6~0.8rmb/Wh, heeft laag Vergeleken met andere batterijen zoals lithiumbatterijen, het de meeste voordelen in gelegenheden waar de kostencontrole strikt is.
Cyclusleven met lange levensuur, het lange onder ondiepe last en lossingsvoorwaarden (zoals 4500 keer (70%DOD))
Markt het Plaatsen en Technische Analyse: Loodkoolstof versus Lithiumbatterijen versus anderen?
laatste bedrijfsnieuws over De industrieobservatie | Oude Bomen en Nieuwe bloem-Inleiding aan lood-Koolstof Batterijtechnologie en Analyse van de Toepassingen van de Energieopslag  6
De laatste jaren, is de ontwikkeling van lithium-ionenbatterijen zeer snel geweest, gevend vele mensen de indruk dat de „lead-acid batterijen zouden moeten worden geëlimineerd als zij“ achterwaarts zijn. Nochtans, in feite, met de introductie en de verbetering van lood-koolstof batterijtechnologie, zijn kernconcurrentievermogen: de lage kosten (0.6~0.8rmb/Wh) en het goede leven maken het wijd in stationaire energieopslag, elektrische voertuigen met lage snelheid gebruikt, hebben de elektrische fietsen en andere gebieden grote verwezenlijkingen gemaakt, die een sterke tegenstander van lithiumbatterij en andere technologieën worden.
1. In termen van stationaire energieopslag, vereisen de gebieden van de energieopslag zoals photovoltaic opslag van de krachtcentraleenergie, de opslag van de windenergieenergie, en net piekregelgeving vaak batterijen om de kenmerken van hoge machtsdichtheid, het lange cyclusleven, en lage prijs te hebben. De lood-koolstof batterijen hebben een groter concurrentievoordeel in gelegenheden met bewegingsruimte en hoge kostenvereisten, en vrij sprekend, zijn de initiële investeringkosten vrij laag. De lithiumbatterijen zijn geschikter voor gelegenheden die ruimte vereisen en minder kosten-gevoelige toe te schrijven aan hun hoge energiedichtheid en hoge kosten zijn, en in de verdeelde gelegenheden van de energieopslag meer ontwikkeld. Vergeleken met andere technologieën van de energieopslag, zoals condensatoren (de zeer lage dichtheid van de energieopslag, die slechts voor macht kan worden gebruikt die) als buffer optreden voor en stroombatterijen (middelgrote technologierijpheid, beduidend groter volume), in dit stadium heeft de lood-koolstof technologie nog goed concurrentievermogen.
laatste bedrijfsnieuws over De industrieobservatie | Oude Bomen en Nieuwe bloem-Inleiding aan lood-Koolstof Batterijtechnologie en Analyse van de Toepassingen van de Energieopslag  7
2. In termen van de opslag van de vervoersenergie, zijn de belangrijkste concurrentievoordelen van lood-koolstof batterijen lage kosten, stabiele prestaties, en goede veiligheid. A. De lage kosten maken het een voordeel in de low-end markt zoals elektrische voertuigen met lage snelheid hebben. Hoewel het land het idee van het bevorderen van lithiumbatterijen heeft, toch moeten de marktregels worden respecteerd. B. de stabiele prestaties laten lood-koolstof batterijen toe om betrouwbare bescherming in de extreme omstandigheden zoals hoge en lage temperaturen te bieden. Bijvoorbeeld, moet de start-stop voeding van een auto aan output een grote stroom bij -20°C kunnen, terwijl de prestaties bij lage temperatuur van lithiumbatterijen altijd een universaliteit zijn geweest. al lang bestaand probleem. C. goede veiligheid: De veiligheid van vervoershulpmiddelen kan niet worden te sterk benadrukt. De lithiumbatterijen hebben tekortkomingen in dit verband objectief, en de lood-zuur-lood-koolstof batterijen hebben in dit verband inherente duidelijke voordelen.
Daarom gelooft de auteur dat de lood-koolstof batterijen hun machtspositie op sommige onderverdeelde gebieden de laatste jaren zullen handhaven. Hoewel de technologieën zoals lithiumbatterijen snel groeien, heeft elk van deze batterijtechnologieën zijn eigen voordelen en nadelen, en geen technologie van de energieopslag kan in diverse schalen en scenario's worden gebruikt. Volgens de behoeften die van het gebied, is de aangewezen de technologietoepassing van de energieopslag de koninklijke manier kiezen.
Epiloog:
Lead-acid batterij is een oude en praktische batterijtechnologie. De nieuwe die generatie van lood-koolstof batterij door de optimalisering van condensatorkoolstof te introduceren wordt veroorzaakt is een belangrijke spanningsverhoger voor deze verbazende batterijtechnologie geworden om zijn legende in de nieuwe era voort te zetten. De kosten, de prestatiesstabiliteit, en de veiligheid zijn de kernvoordelen van dit type van batterij, zodat zal het nog goed concurrentievermogen op het gebied van stationaire energieopslag en low-end elektrische voertuigen de laatste jaren hebben. Natuurlijk, verbeteren diverse technologieën constant, en wij verwachten ook ongeduldig dat meer, de nieuwere en betere technologieën van de energieopslag zullen blijven en te voorschijn komen en rijpen, brengend gemak aan ons leven.