Teknologi & Keunggulan Baterai Karbon Timbal CSPower

Baterai Karbon Timbal CSPower – Teknologi, Keunggulan

Seiring kemajuan masyarakat, kebutuhan penyimpanan energi baterai untuk berbagai keperluan terus meningkat. Dalam beberapa dekade terakhir, banyak teknologi baterai telah mengalami kemajuan pesat, dan pengembangan baterai timbal-asam juga 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 terbaru dari baterai timbal-asam.

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

Mengapa pasar membutuhkan baterai Karbon Timbal???

• * Mode kegagalan baterai asam timbal VRLA pelat datar jika terjadi siklus intensif

Mode kegagalan yang paling umum adalah:

– Pelunakan atau pengelupasan material aktif. Selama pelepasan muatan, 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-kisi pelat positif. Reaksi korosi ini semakin cepat di akhir proses pengisian karena adanya asam sulfat yang diperlukan.

– Sulfasi bahan aktif pelat negatif. Selama pengosongan, timbal (Pb) pada pelat negatif juga berubah menjadi timbal sulfat (PbSO4). Ketika dibiarkan dalam kondisi pengisian daya rendah, kristal timbal sulfat pada pelat negatif tumbuh dan mengeras, membentuk lapisan kedap air yang tidak dapat diubah kembali menjadi bahan aktif. Akibatnya, kapasitas baterai menurun, hingga baterai menjadi tidak dapat digunakan lagi.

• * Membutuhkan waktu untuk mengisi ulang baterai asam timbal

Idealnya, baterai asam timbal harus diisi dayanya dengan laju tidak melebihi 0,2°C, dan fase pengisian massal harus dilakukan setelah delapan jam pengisian daya absorpsi. Peningkatan arus dan tegangan pengisian akan mempersingkat waktu pengisian ulang, tetapi dengan mengorbankan masa pakai baterai yang lebih pendek akibat peningkatan suhu dan korosi pelat positif yang lebih cepat akibat tegangan pengisian yang lebih tinggi.

• * Karbon timbal: kinerja status pengisian parsial yang lebih baik, siklus yang lebih banyak, masa pakai yang lebih lama, dan siklus dalam yang lebih efisien

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

Teknologi Baterai Karbon Timbal

Sebagian besar baterai yang digunakan menawarkan pengisian cepat dalam waktu satu jam atau lebih. Selama baterai dalam kondisi pengisian daya, daya keluarannya tetap terjaga, sehingga tetap dapat beroperasi meskipun dalam kondisi pengisian daya yang tinggi. Namun, masalah yang muncul pada baterai timbal-asam adalah waktu pengosongan daya yang sangat singkat dan waktu pengisian daya yang sangat lama.

Alasan mengapa baterai timbal-asam membutuhkan waktu lama untuk kembali ke kondisi pengisian awal adalah sisa-sisa timbal sulfat yang mengendap pada elektroda baterai dan komponen internal lainnya. Hal ini memerlukan pemerataan 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 tersebut menyebabkan produksi hidrogen yang mengakibatkan hilangnya air. Masalah ini semakin parah seiring waktu dan sisa-sisa sulfat mulai membentuk kristal yang mengganggu kemampuan elektroda untuk menerima muatan.

Elektroda positif pada 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 muatan baterai, menghilangkan muatan parsial dan penuaan baterai akibat sisa timbal sulfat. Dengan menambahkan karbon, baterai mulai berperilaku seperti 'superkapasitor' yang menawarkan sifat-sifatnya untuk kinerja baterai yang lebih baik.

Baterai timbal-karbon merupakan pengganti yang sempurna untuk aplikasi yang melibatkan baterai timbal-asam, seperti pada aplikasi yang sering menyala-mati dan sistem hibrida mikro/ringan. Baterai timbal-karbon memang lebih berat dibandingkan jenis baterai lainnya, tetapi hemat biaya, tahan terhadap suhu ekstrem, dan tidak memerlukan mekanisme pendingin. Berbeda dengan baterai timbal-asam tradisional, baterai timbal-karbon ini beroperasi dengan sempurna antara kapasitas pengisian 30 dan 70 persen tanpa khawatir akan terjadinya presipitasi sulfat. Baterai timbal-karbon telah mengungguli baterai timbal-asam dalam sebagian besar fungsi, tetapi mengalami penurunan tegangan saat pengosongan seperti yang terjadi pada superkapasitor.

Konstruksi untukCSPowerBaterai Karbon Timbal Siklus Dalam Pengisian Cepat

Fitur untuk Baterai Karbon Timbal Siklus Dalam Pengisian Cepat

• l Gabungkan karakteristik baterai asam timbal dan kapasitor super
• l Desain layanan siklus hidup panjang, PSoC yang sangat baik, dan kinerja siklus
• l Daya tinggi, pengisian dan pengosongan cepat
• l Desain kisi dan perekat timah yang unik
• l Toleransi suhu ekstrim
• l Mampu beroperasi pada suhu -30°C -60°C
• l Kemampuan pemulihan Deep Discharge

Keunggulan Baterai Karbon Timbal Siklus Dalam Pengisian Cepat

Setiap baterai memiliki kegunaannya masing-masing 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 luar biasa yang bahkan tidak dapat ditawarkan oleh teknologi baterai terbaru. Beberapa keunggulan baterai timbal-karbon ini dijelaskan di bawah ini:

• l Lebih sedikit sulfasi jika terjadi operasi pengisian daya parsial.
• l Tegangan pengisian lebih rendah dan karenanya efisiensi lebih tinggi dan lebih sedikit korosi pada pelat positif.
• l Dan hasil keseluruhannya adalah peningkatan siklus hidup.

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

Pengujian tersebut meliputi pengosongan daya harian hingga 10,8V dengan I = 0,2C₂₀, istirahat sekitar dua jam dalam kondisi kosong, lalu pengisian ulang dengan I = 0,2C₂₀.

• l ≥ 1200 siklus @ 90% DoD (pengosongan hingga 10,8V dengan I = 0,2C₂₀, dengan sekitar dua jam istirahat dalam kondisi pengosongan, dan kemudian pengisian ulang dengan I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 2500 siklus @ 60% DoD (pengosongan selama tiga jam dengan I = 0,2C₂₀, segera dengan pengisian ulang pada I = 0,2C₂₀)
• l ≥ 3700 siklus @ 40% DoD (pengosongan selama dua jam dengan I = 0,2C₂₀, segera dengan pengisian ulang pada I = 0,2C₂₀)
• l Efek kerusakan termal pada baterai timbal-karbon minimal karena sifat pengisian-pengosongannya. Sel-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 debit yang tinggi.

Baterai karbon timbalVSBaterai asam timbal tertutup, baterai gel

• Baterai karbon timbal lebih baik dalam kondisi pengisian parsial (PSOC). Baterai jenis timbal biasa bekerja paling baik dan lebih tahan lama jika mengikuti aturan 'pengisian penuh'-'pengosongan penuh'-pengisian penuh' yang ketat; baterai ini tidak merespons pengisian daya dengan baik pada kondisi apa pun antara penuh dan kosong. Baterai karbon timbal lebih nyaman berfungsi di area pengisian daya yang kurang jelas.
• Baterai Karbon Timbal menggunakan elektroda negatif superkapasitor. Baterai karbon menggunakan elektroda positif baterai tipe timbal standar dan elektroda negatif superkapasitor. Elektroda superkapasitor inilah yang menjadi kunci umur panjang baterai karbon. Elektroda tipe timbal standar mengalami reaksi kimia seiring waktu, mulai dari pengisian hingga pengosongan. Elektroda negatif superkapasitor mengurangi korosi pada elektroda positif, sehingga memperpanjang umur elektroda itu sendiri, yang pada akhirnya menghasilkan baterai yang lebih tahan lama.
• Baterai karbon timbal memiliki tingkat pengisian/pengosongan yang lebih cepat. Baterai tipe timbal standar memiliki tingkat pengisian/pengosongan maksimum 5-20% dari kapasitas terukurnya, yang berarti Anda dapat mengisi atau mengosongkan baterai antara 5-20 jam tanpa menyebabkan kerusakan jangka panjang pada unit. Karbon timbal memiliki tingkat pengisian/pengosongan teoritis yang tidak terbatas.
• Baterai karbon timbal tidak memerlukan perawatan apa pun. Baterainya tertutup rapat dan tidak memerlukan perawatan aktif apa pun.
• Baterai timbal-karbon lebih kompetitif dari segi biaya dibandingkan baterai gel. Baterai gel memang sedikit lebih murah untuk dibeli di awal, tetapi baterai karbon hanya sedikit lebih mahal. Selisih harga antara baterai gel dan karbon saat ini sekitar 10-11%. Perlu diingat bahwa baterai karbon bertahan sekitar 30% lebih lama, dan Anda dapat melihat mengapa baterai ini merupakan pilihan yang lebih hemat biaya.