뉴스 - CSPower 리드 카본 배터리 기술 및 장점

CSPower 납 탄소 배터리 - 기술, 장점

사회가 발전함에 따라 다양한 사회적 상황에서 배터리 에너지 저장에 대한 요구가 지속적으로 증가하고 있습니다. 지난 수십 년 동안 많은 배터리 기술이 비약적인 발전을 이루었지만, 납축전지 개발 또한 수많은 기회와 도전에 직면했습니다. 이러한 맥락에서 과학자와 엔지니어들은 납축전지의 음극 활물질에 탄소를 첨가하는 연구를 진행했고, 그 결과 납축전지의 업그레이드 버전인 납-탄소 배터리가 탄생했습니다.

납-탄소 배터리는 탄소로 구성된 양극과 납으로 구성된 음극을 사용하는 밸브 레귤레이션 납산 배터리의 발전된 형태입니다. 탄소로 만들어진 양극의 탄소는 커패시터 또는 '슈퍼커패시터'의 기능을 수행하여 배터리 초기 충전 단계에서 빠른 충전 및 방전과 더불어 수명 연장을 가능하게 합니다.

시장에 납탄소 배터리가 필요한 이유???

* 집중적인 사이클링의 경우 평판 VRLA 납산 배터리의 고장 모드

가장 흔한 실패 모드는 다음과 같습니다.

– 활물질의 연화 또는 탈락. 방전 시 양극판의 산화납(PbO2)은 황산납(PbSO4)으로 변하고, 충전 시 다시 산화납으로 환원됩니다. 잦은 사이클은 산화납보다 황산납의 양이 많기 때문에 양극판의 응집력을 감소시킵니다.

– 양극판 그리드의 부식. 이 부식 반응은 충전 과정의 마지막 단계에서 필수적으로 존재하는 황산 때문에 더욱 가속화됩니다.

– 음극판 활물질의 황산화. 방전 시 음극판의 납(Pb)도 황산납(PbSO4)으로 변합니다. 충전량이 낮은 상태로 방치되면 음극판의 황산납 결정이 성장하고 굳어져서 활물질로 재변환될 수 없는 불투과층을 형성합니다. 결과적으로 용량이 감소하여 배터리가 완전히 소모될 수 있습니다.

* 납산 배터리는 충전하는 데 시간이 걸립니다.

이상적으로 납축전지는 0.2C를 넘지 않는 속도로 충전해야 하며, 대량 충전은 흡수 충전 후 8시간 동안 이루어져야 합니다. 충전 전류와 충전 전압을 높이면 재충전 시간이 단축되지만, 온도 상승으로 인해 수명이 단축되고 충전 전압이 높아져 양극판 부식이 더 빨라집니다.

* 납 탄소: 더 나은 부분 충전 상태 성능, 더 많은 사이클, 더 긴 수명, 더 높은 효율의 심화 사이클

음극판의 활성 물질을 납 탄소 복합재로 교체하면 황산화가 감소하고 음극판의 전하 수용성이 향상될 가능성이 있습니다.

납 탄소 배터리 기술

사용되는 대부분의 배터리는 한 시간 이상 빠른 충전을 제공합니다. 배터리는 충전 상태에 있는 동안에도 출력 에너지를 제공할 수 있어 충전 상태에서도 작동할 수 있으며, 이는 사용량 증가로 이어집니다. 그러나 납축전지의 문제점은 방전하는 데 걸리는 시간이 매우 짧고, 재충전하는 데는 매우 오랜 시간이 걸린다는 것입니다.

납산 배터리가 원래의 충전 회수를 받는 데 오랜 시간이 걸린 이유는 배터리 전극과 기타 내부 부품에 침전된 황산납 잔여물 때문이었습니다. 이 때문에 전극과 기타 배터리 부품의 황산염을 간헐적으로 균등하게 유지해야 했습니다. 이러한 황산납 침전은 매 충전 및 방전 사이클마다 발생하며, 침전으로 인한 과도한 전자는 수소 생성을 유발하여 수분 손실을 초래합니다. 이 문제는 시간이 지남에 따라 심화되고 황산염 잔여물이 결정을 형성하기 시작하여 전극의 충전 수용 능력을 저해합니다.

동일한 배터리의 양극은 동일한 황산납 침전물에도 불구하고 양호한 결과를 보이는데, 이는 문제가 배터리 음극에 있음을 분명히 보여줍니다. 이 문제를 해결하기 위해 과학자들과 제조업체들은 배터리의 음극(캐소드)에 탄소를 첨가하여 이 문제를 해결했습니다. 탄소를 첨가하면 배터리의 충전 수용력이 향상되어 황산납 잔류물로 인한 부분 충전 및 배터리 노화 현상이 사라집니다. 탄소를 첨가함으로써 배터리는 '슈퍼커패시터'처럼 작동하여 배터리 성능 향상에 기여합니다.

납-탄소 배터리는 시동-정지가 잦은 애플리케이션이나 마이크로/마일드 하이브리드 시스템과 같이 납축전지를 사용하는 애플리케이션을 위한 완벽한 대체재입니다. 납-탄소 배터리는 다른 유형의 배터리에 비해 무거울 수 있지만, 비용 효율적이고 극한 온도에 강하며 냉각 장치가 필요하지 않습니다. 기존 납축전지와 달리, 이 납-탄소 배터리는 황산염 침전 걱정 없이 30~70%의 충전 용량에서 완벽하게 작동합니다. 납-탄소 배터리는 대부분의 기능에서 납축전지보다 성능이 우수하지만, 슈퍼커패시터처럼 방전 시 전압 강하가 발생합니다.

건설을 위한CS파워빠른 충전 딥 사이클 리드 카본 배터리

빠른 충전 딥 사이클 리드 카본 배터리의 특징

l 납산전지와 슈퍼커패시터의 특성을 결합
l 장수명 서비스 설계, 뛰어난 PSoC 및 순환 성능
l 고출력, 빠른 충전 및 방전
l 독특한 그리드 및 리드 페이스트 디자인
l 극한 온도 내성
l -30°C -60°C에서 작동 가능
l 심방전 회수 능력

빠른 충전 딥 사이클 리드 카본 배터리의 장점

각 배터리는 그 용도에 따라 지정된 용도가 있으며, 일반적으로 좋거나 나쁘다고 말할 수 없습니다.

납-탄소 배터리는 최신 배터리 기술은 아니지만, 최신 배터리 기술조차 제공할 수 없는 몇 가지 뛰어난 장점을 제공합니다. 납-탄소 배터리의 몇 가지 장점은 다음과 같습니다.

l 부분 충전 상태 작동 시 황산화가 적습니다.
l 충전 전압이 낮아져 효율이 높아지고 양극판 부식도 줄어듭니다.
l 전반적인 결과는 수명 연장입니다.

테스트 결과, 당사의 납 탄소 배터리는 최소 800회의 100% DoD 사이클을 견뎌낼 수 있는 것으로 나타났습니다.

테스트는 I = 0.2C₂₀로 10.8V까지 매일 방전한 후, 방전 상태에서 약 2시간 휴식한 다음, I = 0.2C₂₀로 재충전하는 것으로 구성됩니다.

l ≥ 1200 사이클 @ 90% DoD(I = 0,2C₂₀로 10,8V까지 방전, 방전 상태에서 약 2시간 휴식 후 I = 0,2C₂₀로 재충전)
l ≥ 2500 사이클 @ 60% DoD(I = 0,2C₂₀로 3시간 동안 방전, I = 0,2C₂₀에서 즉시 재충전)
l ≥ 3700 사이클 @ 40% DoD(I = 0,2C₂₀로 2시간 동안 방전, I = 0,2C₂₀에서 즉시 재충전)
l 납-탄소 배터리는 충방전 특성으로 인해 열 손상 효과가 최소화됩니다. 개별 셀은 발화, 폭발 또는 과열 위험에서 매우 자유롭습니다.
l 납-탄소 배터리는 계통 연계형 및 비계통 연계형 시스템에 모두 적합합니다. 이러한 특성 덕분에 높은 방전 전류 용량을 제공하는 태양광 발전 시스템에 적합합니다.

납 탄소 배터리VS밀폐형 납산 배터리, 젤 배터리

l 납-탄소 배터리는 부분 충전 상태(PSOC)에서 더 잘 작동합니다. 일반 납 배터리는 '완전 충전'-'완전 방전'-'완전 충전'의 엄격한 충전 방식을 따를 때 가장 잘 작동하고 더 오래갑니다. 납-탄소 배터리는 완전 충전과 방전 사이의 어떤 상태에서도 충전에 잘 반응하지 않습니다. 납-탄소 배터리는 충전 상태가 모호한 영역에서 더 잘 작동합니다.
l 납-탄소 배터리는 슈퍼커패시터 음극을 사용합니다. 탄소 배터리는 표준 납형 배터리 양극과 슈퍼커패시터 음극을 사용합니다. 이 슈퍼커패시터 전극은 탄소 배터리 수명의 핵심입니다. 표준 납형 전극은 충전과 방전을 통해 시간이 지남에 따라 화학 반응을 일으킵니다. 슈퍼커패시터 음극은 양극의 부식을 줄여 전극 자체의 수명을 연장하고, 이는 배터리 수명 연장으로 이어집니다.
l 납-탄소 배터리는 충전/방전 속도가 빠릅니다. 일반 납 배터리는 정격 용량의 최대 5~20%의 충전/방전 속도를 보입니다. 즉, 배터리를 5~20시간 동안 충전하거나 방전해도 장치에 장기적인 손상을 입히지 않습니다. 납-탄소 배터리는 이론상 무제한의 충전/방전 속도를 보입니다.
l 납 탄소 배터리는 유지 보수가 필요하지 않습니다. 배터리는 완전히 밀봉되어 있어 별도의 유지 보수가 필요하지 않습니다.
l 납-탄소 배터리는 젤 타입 배터리와 가격 경쟁력이 있습니다. 젤 배터리는 초기 구매 비용이 약간 더 저렴하지만, 카본 배터리는 그보다 약간 더 비쌉니다. 현재 젤 배터리와 카본 배터리의 가격 차이는 약 10~11%입니다. 카본 배터리의 수명이 약 30% 더 길다는 점을 고려하면 가성비가 더 좋은 선택이라는 것을 알 수 있습니다.