CSPower կապար-ածխածնային մարտկոց – տեխնոլոգիա, առավելություններ
Հասարակության առաջընթացի հետ մեկտեղ, տարբեր հասարակական առիթներով մարտկոցներում էներգիայի կուտակման պահանջները շարունակում են աճել: Վերջին մի քանի տասնամյակների ընթացքում մարտկոցների շատ տեխնոլոգիաներ մեծ առաջընթաց են գրանցել, և կապարաթթվային մարտկոցների մշակումը նույնպես բախվել է բազմաթիվ հնարավորությունների և մարտահրավերների: Այս համատեքստում գիտնականներն ու ինժեներները համատեղ աշխատել են կապարաթթվային մարտկոցների բացասական ակտիվ նյութին ածխածին ավելացնելու համար, և ծնվել է կապարաթթվային մարտկոցների արդիականացված տարբերակը՝ կապարածխածնային մարտկոցը:
Կապարային ածխածնային մարտկոցները փականային կարգավորվող կապարաթթվային մարտկոցների առաջադեմ տեսակ են, որոնք օգտագործում են ածխածնից պատրաստված կաթոդ և կապարից պատրաստված անոդ: Ածխածնից պատրաստված կաթոդի վրա գտնվող ածուխը կատարում է կոնդենսատորի կամ «սուպերկոնդենսատորի» գործառույթ, որը թույլ է տալիս արագ լիցքավորել և լիցքաթափվել՝ մարտկոցի սկզբնական լիցքավորման փուլում երկարացնելով ծառայության ժամկետը:
Ինչու է շուկան կարիք ունենում կապար-ածխածնային մարտկոցի???
- * Հարթ թիթեղյա VRLA կապարաթթվային մարտկոցների խափանման ռեժիմները ինտենսիվ ցիկլի դեպքում
Ամենատարածված ձախողման ռեժիմներն են՝
– Ակտիվ նյութի փափկացում կամ թափում։ Լիցքաթափման ընթացքում դրական թիթեղի կապարի օքսիդը (PbO2) վերածվում է կապարի սուլֆատի (PbSO4), իսկ լիցքավորման ընթացքում՝ կրկին կապարի օքսիդի։ Հաճախակի ցիկլավորումը կնվազեցնի դրական թիթեղի նյութի կպչունությունը՝ կապարի օքսիդի համեմատ կապարի սուլֆատի ավելի մեծ ծավալի պատճառով։
– Դրական թիթեղի ցանցի կոռոզիա։ Այս կոռոզիայի ռեակցիան արագանում է լիցքավորման գործընթացի ավարտին՝ ծծմբական թթվի անհրաժեշտ առկայության պատճառով։
– Բացասական թիթեղի ակտիվ նյութի սուլֆացում։ Լիցքաթափման ընթացքում բացասական թիթեղի կապարը (Pb) նույնպես վերածվում է կապարի սուլֆատի (PbSO4)։ Երբ մնում են ցածր լիցքի վիճակում, բացասական թիթեղի վրա գտնվող կապարի սուլֆատի բյուրեղները աճում և կարծրանում են՝ առաջացնելով անթափանց շերտ, որը չի կարող վերափոխվել ակտիվ նյութի։ Արդյունքում մարտկոցի հզորությունը նվազում է, մինչև մարտկոցը դառնում է անօգուտ։
- * Կապարաթթվային մարտկոցը լիցքավորելու համար ժամանակ է պահանջվում
Իդեալում, կապարաթթվային մարտկոցը պետք է լիցքավորվի 0,2C-ից ոչ ավելի արագությամբ, իսկ զանգվածային լիցքավորման փուլը պետք է լինի ութ ժամյա կլանման լիցքավորմամբ: Լիցքավորման հոսանքի և լարման ավելացումը կկրճատի լիցքավորման ժամանակը, ինչը կհանգեցնի ջերմաստիճանի բարձրացման պատճառով ծառայության ժամկետի կրճատման և դրական թիթեղի ավելի արագ կոռոզիայի՝ բարձր լիցքավորման լարման պատճառով:
- * Կապարային ածխածին. ավելի լավ մասնակի լիցքավորման վիճակ, ավելի շատ ցիկլեր, երկար կյանք և ավելի բարձր արդյունավետություն խորը ցիկլում
Բացասական թիթեղի ակտիվ նյութը կապար-ածխածնային կոմպոզիտով փոխարինելը պոտենցիալ նվազեցնում է սուլֆացիան և բարելավում է բացասական թիթեղի լիցքի ընդունումը։
Կապարային ածխածնային մարտկոցների տեխնոլոգիա
Օգտագործվող մարտկոցների մեծ մասն առաջարկում է արագ լիցքավորում մեկ ժամվա կամ ավելի ընթացքում: Երբ մարտկոցները գտնվում են լիցքավորված վիճակում, դրանք դեռ կարող են ապահովել ելքային էներգիա, ինչը դրանք դարձնում է աշխատունակ նույնիսկ լիցքավորված վիճակում՝ մեծացնելով դրանց օգտագործումը: Այնուամենայնիվ, կապարաթթվային մարտկոցների դեպքում առաջացած խնդիրն այն էր, որ դրանք շատ կարճ ժամանակ են պահանջում լիցքաթափվելու և շատ երկար՝ կրկին լիցքավորվելու համար:
Կապարաթթվային մարտկոցների սկզբնական լիցքավորումը երկար ժամանակով վերականգնելու պատճառը կապարի սուլֆատի մնացորդներն էին, որոնք նստվածք էին տալիս մարտկոցի էլեկտրոդների և այլ ներքին բաղադրիչների վրա: Սա պահանջում էր սուլֆատի պարբերական հավասարեցում էլեկտրոդներից և մարտկոցի այլ բաղադրիչներից: Կապարի սուլֆատի այս նստվածքը տեղի է ունենում յուրաքանչյուր լիցքավորման և լիցքաթափման ցիկլի հետ, և նստվածքի պատճառով էլեկտրոնների ավելցուկը առաջացնում է ջրածնի արտադրություն, ինչը հանգեցնում է ջրի կորստի: Այս խնդիրը ժամանակի ընթացքում սրվում է, և սուլֆատի մնացորդները սկսում են բյուրեղներ առաջացնել, որոնք խաթարում են էլեկտրոդի լիցքի ընդունման ունակությունը:
Նույն մարտկոցի դրական էլեկտրոդը լավ արդյունքներ է տալիս, չնայած նույն կապարի սուլֆատի նստվածքներին, ինչը հստակեցնում է, որ խնդիրը մարտկոցի բացասական էլեկտրոդի ներսում է: Այս խնդիրը հաղթահարելու համար գիտնականներն ու արտադրողները լուծել են այս խնդիրը՝ մարտկոցի բացասական էլեկտրոդին (կաթոդին) ավելացնելով ածխածին: Ածխածնի ավելացումը բարելավում է մարտկոցի լիցքի ընդունումը՝ վերացնելով կապարի սուլֆատի մնացորդների պատճառով մասնակի լիցքը և մարտկոցի ծերացումը: Ածխածին ավելացնելով՝ մարտկոցը սկսում է գործել որպես «սուպերկոնդենսատոր», որն առաջարկում է իր հատկությունները մարտկոցի ավելի լավ աշխատանքի համար:
Կապար-ածխածնային մարտկոցները կատարյալ փոխարինող են այն կիրառությունների համար, որոնք ներառում են կապար-թթվային մարտկոց, ինչպիսիք են հաճախակի մեկնարկ-կանգառ կիրառությունները և միկրո/մեղմ հիբրիդային համակարգերը: Կապար-ածխածնային մարտկոցները կարող են ավելի ծանր լինել այլ տեսակի մարտկոցների համեմատ, բայց դրանք մատչելի են, դիմացկուն են ծայրահեղ ջերմաստիճաններին և չեն պահանջում սառեցման մեխանիզմներ դրանց հետ աշխատելու համար: Ի տարբերություն ավանդական կապար-թթվային մարտկոցների, այս կապար-ածխածնային մարտկոցները կատարյալ աշխատում են 30-ից 70 տոկոս լիցքավորման հզորությամբ՝ առանց սուլֆատային նստվածքների վախի: Կապար-ածխածնային մարտկոցները գերազանցել են կապար-թթվային մարտկոցներին գործառույթների մեծ մասում, բայց դրանք տառապում են լարման անկումից լիցքաթափման ժամանակ, ինչպես սուպերկոնդենսատորը:
ՇինարարությունCSPowerԱրագ լիցքավորվող խորը ցիկլի կապար-ածխածնային մարտկոց
Արագ լիցքավորման խորը ցիկլի կապար-ածխածնային մարտկոցի առանձնահատկությունները
- լ Միավորել կապարաթթվային մարտկոցի և գերկոնդենսատորի բնութագրերը
- Երկար կյանքի ցիկլի սպասարկման դիզայն, գերազանց PSoC և ցիկլային կատարողականություն
- l Բարձր հզորություն, արագ լիցքավորում և լիցքաթափում
- լ Եզակի ցանցի և կապարի կպցման դիզայն
- լ ծայրահեղ ջերմաստիճանի հանդուրժողականություն
- l Կարող է գործել -30°C -60°C ջերմաստիճանում
- լ խորը արտանետման վերականգնման հնարավորություն
Արագ լիցքավորվող խորը ցիկլի կապար-ածխածնային մարտկոցի առավելությունները
Յուրաքանչյուր մարտկոց ունի իր նպատակը՝ կախված դրա կիրառությունից, և ընդհանուր առմամբ չի կարելի այն լավ կամ վատ անվանել։
Կապար-ածխածնային մարտկոցը կարող է մարտկոցների համար ամենաժամանակակից տեխնոլոգիան չլինել, բայց այն առաջարկում է մի շարք մեծ առավելություններ, որոնք նույնիսկ վերջին մարտկոցային տեխնոլոգիաները չեն կարող առաջարկել: Կապար-ածխածնային մարտկոցների այս առավելություններից մի քանիսը ներկայացված են ստորև.
- լ Մասնակի լիցքավորված վիճակում աշխատանքի դեպքում ավելի քիչ սուլֆացիա։
- լիցքի ավելի ցածր լարում և, հետևաբար, ավելի բարձր արդյունավետություն և դրական թիթեղի ավելի քիչ կոռոզիա։
- Եվ ընդհանուր արդյունքը բարելավված ցիկլի կյանքն է։
Փորձարկումները ցույց են տվել, որ մեր կապարածխածնային մարտկոցները դիմանում են առնվազն ութ հարյուր 100% ՊՆ ցիկլերի։
Փորձարկումները բաղկացած են օրական լիցքաթափումից մինչև 10,8 Վ՝ I = 0,2C₂₀ պարամետրով, մոտավորապես երկու ժամ լիցքաթափված վիճակում հանգստից, ապա վերալիցքավորումից՝ I = 0,2C₂₀ պարամետրով։
- լ ≥ 1200 ցիկլ @ 90% DoD (լիցքաթափում մինչև 10,8 Վ՝ I = 0,2C₂₀-ով, մոտավորապես երկու ժամ հանգստի վիճակում լիցքաթափված վիճակում, ապա վերալիցքավորում I = 0,2C₂₀-ով)
- լ ≥ 2500 ցիկլ @ 60% DoD (լիցքաթափում երեք ժամվա ընթացքում I = 0,2C₂₀ դեպքում, անմիջապես վերալիցքավորմամբ I = 0,2C₂₀ դեպքում)
- լ ≥ 3700 ցիկլ 40% DoD-ով (լիցքաթափում երկու ժամվա ընթացքում I = 0,2C₂₀ դեպքում, անմիջապես վերալիցքավորմամբ I = 0,2C₂₀ դեպքում)
- l Կապար-ածխածնային մարտկոցների ջերմային վնասման ազդեցությունը նվազագույն է իրենց լիցք-պարպման հատկությունների շնորհիվ։ Առանձին բջիջները հեռու են այրման, պայթելու կամ գերտաքացման ռիսկերից։
- l Կապար-ածխածնային մարտկոցները կատարյալ համադրություն են ցանցին միացված և ցանցից դուրս համակարգերի համար: Այս որակը դրանք դարձնում է լավ ընտրություն արևային էլեկտրաէներգիայի համակարգերի համար, քանի որ դրանք առաջարկում են բարձր լիցքաթափման հոսանքի ունակություն:
Կապարային ածխածնային մարտկոցներVSՓակ կապարաթթվային մարտկոց, գելային մարտկոցներ
- l Կապարե-ածխածնային մարտկոցներն ավելի լավ են աշխատում մասնակի լիցքավորման վիճակներում (PSOC): Սովորական կապարե տիպի մարտկոցներն ավելի լավ են աշխատում և ավելի երկար են ծառայում, եթե հետևում են խիստ «լրիվ լիցքավորում»-«լրիվ լիցքաթափում»-«լրիվ լիցքավորում» ռեժիմին. դրանք լավ չեն արձագանքում լրիվության և դատարկության միջև ընկած որևէ վիճակում լիցքավորվելուն: Կապարե-ածխածնային մարտկոցներն ավելի լավ են գործում ավելի երկիմաստ լիցքավորման տարածքներում:
- l Կապար-ածխածնային մարտկոցները օգտագործում են գերկոնդենսատորային բացասական էլեկտրոդներ: Ածխածնային մարտկոցները օգտագործում են ստանդարտ կապարային տիպի դրական էլեկտրոդ և գերկոնդենսատորային բացասական էլեկտրոդ: Այս գերկոնդենսատորային էլեկտրոդը ածխածնային մարտկոցների երկարակեցության գրավականն է: Ստանդարտ կապարային տիպի էլեկտրոդը ժամանակի ընթացքում ենթարկվում է քիմիական ռեակցիայի՝ լիցքավորումից և լիցքաթափումից հետո: Գերկոնդենսատորային բացասական էլեկտրոդը նվազեցնում է դրական էլեկտրոդի վրա կոռոզիան, և դա հանգեցնում է էլեկտրոդի կյանքի երկարացմանը, որն էլ իր հերթին հանգեցնում է ավելի երկարակյաց մարտկոցների:
- l Կապար-ածխածնային մարտկոցներն ունեն ավելի արագ լիցքավորման/լիցքաթափման արագություն: Ստանդարտ կապարային տիպի մարտկոցներն ունեն իրենց անվանական հզորության առավելագույնը 5-20%-ի լիցքավորման/լիցքաթափման արագություն, ինչը նշանակում է, որ դուք կարող եք լիցքավորել կամ լիցքաթափել մարտկոցները 5-20 ժամվա ընթացքում՝ առանց սարքերին երկարաժամկետ վնաս պատճառելու: Ածխածնային կապարն ունի տեսականորեն անսահմանափակ լիցքավորման/լիցքաթափման արագություն:
- l Կապարային ածխածնային մարտկոցները որևէ սպասարկման կարիք չունեն։ Մարտկոցները լիովին կնքված են և ակտիվ սպասարկման կարիք չունեն։
- l Կապարե-ածխածնային մարտկոցները գելի տիպի մարտկոցների համեմատ մրցունակ են։ Գելային մարտկոցները նախապես գնելը դեռևս մի փոքր ավելի էժան է, բայց ածխածնային մարտկոցները միայն մի փոքր ավելի թանկ են։ Գելային և ածխածնային մարտկոցների միջև ներկայիս գնային տարբերությունը մոտավորապես 10-11% է։ Հաշվի առեք, որ ածխածնայինը մոտ 30%-ով ավելի երկար է ծառայում, և կարող եք հասկանալ, թե ինչու է այն ավելի լավ որակի տարբերակ։
Հրապարակման ժամանակը. Ապրիլ-08-2022
