Teknologi & Keunggulan Baterai Timbal Karbon CSPower

Baterai Timbal Karbon CSPower – Teknologi, Keunggulan

Seiring dengan kemajuan masyarakat, kebutuhan akan penyimpanan energi baterai dalam berbagai kesempatan sosial terus meningkat. Dalam beberapa dekade terakhir, banyak teknologi baterai telah mengalami kemajuan pesat, dan pengembangan baterai timbal-asam juga telah menghadapi banyak peluang dan tantangan. Dalam konteks ini, para ilmuwan dan insinyur bekerja sama untuk menambahkan karbon ke material aktif negatif baterai timbal-asam, dan lahirlah baterai timbal-karbon, versi yang lebih canggih dari baterai timbal-asam.

Baterai timbal-karbon adalah bentuk lanjutan dari baterai asam timbal yang diatur katup (Valve Regulated Lead Acid) yang menggunakan katoda yang terbuat dari karbon dan anoda yang terbuat dari timbal. Karbon pada katoda yang terbuat dari karbon berfungsi sebagai kapasitor atau 'superkapasitor' yang memungkinkan pengisian dan pengosongan cepat serta memperpanjang umur baterai pada tahap pengisian awal.

Mengapa pasar membutuhkan baterai timbal-karbon????

• * Mode kegagalan baterai asam timbal VRLA pelat datar dalam kasus siklus intensif

Modus kegagalan yang paling umum adalah:

– Pelunakan atau pelepasan material aktif. Selama pengosongan, timbal oksida (PbO2) pada pelat positif diubah menjadi timbal sulfat (PbSO4), dan kembali menjadi timbal oksida selama pengisian. Siklus yang sering akan mengurangi kohesi material pelat positif karena volume timbal sulfat yang lebih tinggi dibandingkan dengan timbal oksida.

– Korosi pada kisi pelat positif. Reaksi korosi ini dipercepat pada akhir proses pengisian daya karena adanya asam sulfat yang diperlukan.

– Sulfasi material aktif pelat negatif. Selama pengosongan, timbal (Pb) pada pelat negatif juga berubah menjadi timbal sulfat (PbSO4). Jika dibiarkan dalam kondisi daya rendah, kristal timbal sulfat pada pelat negatif akan tumbuh dan mengeras, membentuk lapisan yang tidak dapat ditembus dan tidak dapat diubah kembali menjadi material aktif. Akibatnya, kapasitas baterai menurun, hingga baterai menjadi tidak berguna.

• * Membutuhkan waktu untuk mengisi ulang baterai asam timbal

Idealnya, baterai asam timbal harus diisi dengan laju tidak melebihi 0,2C, dan fase pengisian utama harus dilakukan dengan pengisian absorpsi selama delapan jam. Meningkatkan arus pengisian dan tegangan pengisian akan mempersingkat waktu pengisian ulang dengan mengorbankan pengurangan masa pakai karena peningkatan suhu dan korosi yang lebih cepat pada pelat positif akibat tegangan pengisian yang lebih tinggi.

• * Timbal-karbon: performa pengisian daya parsial yang lebih baik, masa pakai lebih lama dengan lebih banyak siklus, dan efisiensi siklus dalam yang lebih tinggi.

Mengganti material aktif pelat negatif dengan komposit timbal-karbon berpotensi mengurangi sulfasi dan meningkatkan penerimaan muatan pada pelat negatif.

Teknologi Baterai Timbal Karbon

Sebagian besar baterai yang digunakan menawarkan pengisian daya cepat dalam waktu satu jam atau lebih. Meskipun baterai dalam keadaan terisi daya, baterai tersebut masih dapat menghasilkan energi keluaran yang membuatnya tetap beroperasi bahkan dalam keadaan terisi daya, sehingga meningkatkan penggunaannya. Namun, masalah yang muncul pada baterai asam timbal adalah waktu pengosongan yang sangat singkat dan waktu pengisian kembali yang sangat lama.

Alasan mengapa baterai asam timbal membutuhkan waktu lama untuk mendapatkan kembali daya pengisiannya adalah karena sisa-sisa timbal sulfat yang mengendap pada elektroda baterai dan komponen internal lainnya. Hal ini membutuhkan penyeimbangan sulfat secara berkala dari elektroda dan komponen baterai lainnya. Pengendapan timbal sulfat ini terjadi pada setiap siklus pengisian dan pengosongan, dan kelebihan elektron akibat pengendapan menyebabkan produksi hidrogen yang mengakibatkan hilangnya air. Masalah ini meningkat seiring waktu dan sisa-sisa sulfat mulai membentuk kristal yang merusak kemampuan penerimaan daya elektroda.

Elektroda positif dari baterai yang sama menghasilkan hasil yang baik meskipun memiliki endapan timbal sulfat yang sama, yang menunjukkan bahwa masalahnya terletak pada elektroda negatif baterai. Untuk mengatasi masalah ini, para ilmuwan dan produsen telah memecahkan masalah ini dengan menambahkan karbon ke elektroda negatif (katoda) baterai. Penambahan karbon meningkatkan penerimaan pengisian daya baterai, menghilangkan pengisian daya parsial dan penuaan baterai akibat sisa timbal sulfat. Dengan menambahkan karbon, baterai mulai berperilaku sebagai 'superkapasitor' yang menawarkan sifat-sifatnya untuk kinerja baterai yang lebih baik.

Baterai timbal-karbon merupakan pengganti yang sempurna untuk aplikasi yang menggunakan baterai timbal-asam, seperti pada aplikasi start-stop yang sering dan sistem mikro/mild hybrid. Baterai timbal-karbon mungkin lebih berat dibandingkan jenis baterai lainnya, tetapi hemat biaya, tahan terhadap suhu ekstrem, dan tidak memerlukan mekanisme pendinginan untuk bekerja bersamaan dengannya. Berbeda dengan baterai timbal-asam tradisional, baterai timbal-karbon ini beroperasi dengan sempurna antara kapasitas pengisian 30 dan 70 persen tanpa khawatir akan pengendapan sulfat. Baterai timbal-karbon telah mengungguli baterai timbal-asam dalam sebagian besar fungsinya, tetapi mengalami penurunan tegangan saat pengosongan seperti halnya superkapasitor.

Konstruksi untukCSPowerBaterai Timbal Karbon Siklus Dalam Pengisian Cepat

Fitur untuk Baterai Timbal Karbon Siklus Dalam Pengisian Cepat

• Menggabungkan karakteristik baterai asam timbal dan superkapasitor.
• Desain layanan siklus hidup yang panjang, PSoC dan kinerja siklik yang sangat baik.
• Daya tinggi, pengisian dan pengosongan cepat
• l Desain kisi dan penempelan timah yang unik
• Toleransi suhu ekstrem
• Mampu beroperasi pada suhu -30°C hingga -60°C
• Kemampuan pemulihan Deep Discharge

Keunggulan Baterai Timbal Karbon Deep Cycle Pengisian Cepat

Setiap baterai memiliki kegunaan yang ditentukan tergantung pada aplikasinya dan tidak dapat disebut baik atau buruk secara umum.

Baterai timbal-karbon mungkin bukan teknologi baterai terbaru, tetapi baterai ini menawarkan beberapa keunggulan besar yang bahkan teknologi baterai terbaru pun tidak dapat tawarkan. Beberapa keunggulan baterai timbal-karbon tersebut diberikan di bawah ini:

• Sulfasi lebih sedikit jika pengoperasian dalam kondisi pengisian daya parsial.
• Tegangan pengisian yang lebih rendah sehingga efisiensi lebih tinggi dan korosi pada pelat positif lebih sedikit.
• Dan hasil keseluruhannya adalah peningkatan umur siklus.

Pengujian telah menunjukkan bahwa baterai timbal-karbon kami mampu bertahan setidaknya delapan ratus siklus DoD 100%.

Pengujian terdiri dari pengosongan harian hingga 10,8V dengan I = 0,2C₂₀, diikuti dengan istirahat sekitar dua jam dalam kondisi kosong, dan kemudian pengisian ulang dengan I = 0,2C₂₀.

• l ≥ 1200 siklus @ 90% DoD (pengosongan hingga 10,8V dengan I = 0,2C₂₀, dengan istirahat sekitar dua jam dalam kondisi kosong, dan kemudian pengisian ulang dengan I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 2500 siklus @ 60% DoD (pengosongan selama tiga jam dengan I = 0,2C₂₀, segera diisi ulang pada I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 3700 siklus @ 40% DoD (pengosongan selama dua jam dengan I = 0,2C₂₀, segera diisi ulang pada I = 0,2C₂₀)
• Efek kerusakan termal minimal pada baterai timbal-karbon karena sifat pengisian dan pengosongan dayanya. Sel individual jauh dari risiko terbakar, meledak, atau terlalu panas.
• Baterai timbal-karbon sangat cocok untuk sistem on-grid dan off-grid. Kualitas ini menjadikannya pilihan yang baik untuk sistem listrik tenaga surya karena menawarkan kemampuan arus pelepasan yang tinggi.

Baterai timbal karbonVSBaterai asam timbal tertutup, baterai gel

• Baterai timbal-karbon lebih baik dalam kondisi pengisian daya parsial (PSOC). Baterai timbal biasa bekerja paling baik dan tahan lebih lama jika mengikuti rezim 'pengisian penuh'-'pengosongan penuh'-'pengisian penuh' yang ketat; baterai tersebut tidak merespon dengan baik jika diisi daya pada kondisi apa pun di antara penuh dan kosong. Baterai timbal-karbon lebih baik berfungsi di wilayah pengisian daya yang lebih ambigu.
• Baterai timbal-karbon menggunakan elektroda negatif superkapasitor. Baterai karbon menggunakan elektroda positif baterai tipe timbal standar dan elektroda negatif superkapasitor. Elektroda superkapasitor ini adalah kunci umur panjang baterai karbon. Elektroda tipe timbal standar mengalami reaksi kimia seiring waktu akibat pengisian dan pengosongan. Elektroda negatif superkapasitor mengurangi korosi pada elektroda positif dan hal itu menyebabkan umur elektroda yang lebih panjang, yang kemudian menghasilkan baterai yang lebih tahan lama.
• Baterai timbal-karbon memiliki laju pengisian/pengosongan yang lebih cepat. Baterai timbal standar memiliki laju pengisian/pengosongan maksimum antara 5-20% dari kapasitas nominalnya, artinya Anda dapat mengisi atau mengosongkan baterai antara 5-20 jam tanpa menyebabkan kerusakan jangka panjang pada unit tersebut. Timbal-karbon memiliki laju pengisian/pengosongan teoritis yang tidak terbatas.
• Baterai timbal-karbon tidak memerlukan perawatan apa pun. Baterai ini sepenuhnya tertutup rapat dan tidak memerlukan perawatan aktif.
• Baterai timbal-karbon memiliki harga yang kompetitif dengan baterai tipe gel. Baterai gel masih sedikit lebih murah untuk dibeli di awal, tetapi baterai karbon hanya sedikit lebih mahal. Perbedaan harga saat ini antara baterai Gel dan Karbon kira-kira 10-11%. Pertimbangkan bahwa karbon bertahan sekitar 30% lebih lama dan Anda dapat melihat mengapa ini merupakan pilihan yang lebih hemat biaya.