Teknologi & Keunggulan Baterai Karbon Timbal CSPower

Baterai Karbon Timbal CSPower – Teknologi, Keunggulan

Seiring dengan kemajuan masyarakat, kebutuhan akan penyimpanan energi baterai dalam berbagai acara sosial terus meningkat. Dalam beberapa dekade terakhir, banyak teknologi baterai telah mengalami kemajuan besar, dan pengembangan baterai timbal-asam juga menghadapi banyak peluang dan tantangan. Dalam konteks ini, para ilmuwan dan insinyur bekerja sama untuk menambahkan karbon ke bahan aktif negatif baterai timbal-asam, dan baterai timbal-karbon, versi terbaru dari baterai timbal-asam, pun lahir.

Baterai timbal karbon merupakan bentuk lanjutan dari baterai timbal asam yang diatur katup yang menggunakan katode yang terbuat dari karbon dan anoda yang terbuat dari timbal. Karbon pada katode yang terbuat dari karbon berfungsi sebagai kapasitor atau 'superkapasitor' yang memungkinkan pengisian dan pengosongan daya yang cepat serta masa pakai yang lebih lama pada tahap pengisian awal baterai.

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, oksida timbal (PbO2) pada pelat positif diubah menjadi sulfat timbal (PbSO4), dan kembali menjadi oksida timbal selama pengisian. Pengulangan yang sering akan mengurangi kohesi material pelat positif karena volume sulfat timbal yang lebih tinggi dibandingkan dengan oksida timbal.

– Korosi pada kisi-kisi pelat positif. Reaksi korosi ini semakin cepat pada akhir proses pengisian karena adanya asam sulfat yang diperlukan.

– Sulfasi pada material aktif pelat negatif. Selama pengosongan, timbal (Pb) pada pelat negatif juga berubah menjadi timbal sulfat (PbSO4). Ketika dibiarkan dalam kondisi pengisian rendah, kristal timbal sulfat pada pelat negatif tumbuh dan mengeras serta membentuk lapisan kedap air yang tidak dapat diubah kembali menjadi material aktif. Hasilnya adalah penurunan kapasitas, hingga baterai menjadi tidak berguna.

• * Butuh waktu untuk mengisi ulang baterai asam timbal

Idealnya, baterai timbal-asam harus diisi dayanya dengan laju tidak melebihi 0,2C, dan fase pengisian daya massal harus dilakukan selama delapan jam pengisian daya serapan. Peningkatan arus pengisian daya dan tegangan pengisian daya akan mempersingkat waktu pengisian ulang dengan mengorbankan masa pakai yang berkurang karena peningkatan suhu dan korosi yang lebih cepat pada pelat positif karena tegangan pengisian daya yang lebih tinggi.

• * Karbon timbal: kinerja status pengisian parsial yang lebih baik, siklus yang lebih panjang, 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. Saat baterai dalam kondisi terisi daya, baterai masih dapat menghasilkan energi keluaran yang membuatnya tetap beroperasi bahkan dalam kondisi terisi daya yang meningkatkan penggunaannya. Namun, masalah yang muncul pada baterai timbal-asam adalah baterai memerlukan waktu yang sangat singkat untuk mengosongkan daya dan waktu yang sangat lama untuk mengisi daya kembali.

Alasan mengapa baterai timbal-asam butuh waktu lama untuk mendapatkan kembali daya pengisian aslinya 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 daya 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 muatan elektroda.

Elektroda positif dari baterai yang sama menghasilkan hasil yang baik meskipun memiliki endapan timbal sulfat yang sama yang memperjelas bahwa masalahnya ada di dalam elektroda negatif baterai. Untuk mengatasi masalah ini, para ilmuwan dan produsen telah memecahkan masalah ini dengan menambahkan karbon ke elektroda negatif (katode) baterai. Penambahan karbon meningkatkan penerimaan muatan baterai dengan menghilangkan muatan parsial dan penuaan baterai karena 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 melibatkan baterai timbal-asam seperti pada aplikasi start-stop yang sering dan sistem hibrid mikro/ringan. Baterai timbal-karbon dapat lebih berat dibandingkan dengan jenis baterai lainnya tetapi hemat biaya, tahan terhadap suhu ekstrem, dan tidak memerlukan mekanisme pendinginan untuk bekerja berdampingan dengannya. Berbeda dengan baterai timbal-asam tradisional, baterai timbal-karbon ini beroperasi dengan sempurna antara 30 dan 70 persen kapasitas pengisian tanpa takut akan endapan sulfat. Baterai timbal-karbon telah mengungguli baterai timbal-asam di sebagian besar fungsi tetapi mengalami penurunan tegangan saat pengosongan seperti yang terjadi pada superkapasitor.

Konstruksi untukKekuatan CSBaterai 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 tempel 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 sejumlah keunggulan hebat yang bahkan tidak dapat ditawarkan oleh teknologi baterai terkini. Berikut ini adalah beberapa keunggulan baterai timbal-karbon:

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

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

Pengujian tersebut meliputi pelepasan daya harian hingga 10,8V dengan I = 0,2C₂₀, istirahat sekitar dua jam dalam kondisi daya habis, 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 minimal pada baterai timbal-karbon karena sifat pengisian-pengosongannya. Sel-sel individual jauh dari risiko terbakar, meledak, atau terlalu panas.
• l 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 karbon timbalVSBaterai asam timbal tertutup, baterai gel

• l Baterai karbon timbal lebih baik dalam kondisi pengisian parsial (PSOC). Baterai jenis timbal biasa bekerja paling baik dan bertahan lebih lama jika mengikuti aturan 'pengisian penuh'-'pengosongan penuh'-pengisian penuh' yang ketat; baterai tidak merespons dengan baik pengisian daya pada kondisi apa pun di antara penuh dan kosong. Baterai karbon timbal lebih baik berfungsi di wilayah pengisian daya yang lebih ambigu.
• l Baterai karbon timbal menggunakan elektroda negatif superkapasitor. Baterai karbon menggunakan elektroda positif baterai jenis timbal standar dan elektroda negatif superkapasitor. Elektroda superkapasitor ini adalah kunci keawetan baterai karbon. Elektroda jenis timbal standar mengalami reaksi kimia dari waktu ke waktu dari pengisian dan pengosongan. Elektroda negatif superkapasitor mengurangi korosi pada elektroda positif dan hal itu menyebabkan masa pakai elektroda itu sendiri lebih lama yang kemudian menghasilkan baterai yang lebih tahan lama.
• l Baterai timbal karbon memiliki tingkat pengisian/pengosongan yang lebih cepat. Baterai jenis 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. Timbal Karbon memiliki tingkat pengisian/pengosongan teoritis yang tidak terbatas.
• l Baterai karbon timbal tidak memerlukan perawatan apa pun. Baterai tertutup rapat dan tidak memerlukan perawatan aktif apa pun.
• l Baterai timbal karbon lebih murah dibandingkan baterai jenis 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 sekitar 10-11%. Pertimbangkan bahwa karbon bertahan sekitar 30% lebih lama dan Anda dapat melihat mengapa itu merupakan pilihan yang lebih baik dari segi nilai uang.