Статьи
-
Наша лаборатория
- 1. Разбираем и взвешиваем аккумуляторы 12 В 7 Ач разных производителей
- 2. Меняем аккумулятор в электромобилях Peg-Perego (видеоинструкции)
- 2.1. Замена аккумулятора Peg-Perego 24 В 12 Ач (видеоинструкция)
- 2.2. Замена аккумулятора Peg-Perego 24 В 5 Ач (видеоинструкция)
- 2.3. Замена аккумулятора Peg-Perego 6 В 4,5 Ач (видеоинструкция)
- 2.4. Замена аккумулятора Peg-Perego 12 В 12 Ач (видеоинструкция)
- 2.5. Замена аккумулятора Peg-Perego 6 В 8 Ач (видеоинструкция)
- 2.6. Замена аккумулятора Peg-Perego 12 В 8 Ач (видеоинструкция)
- 3. Меняем аккумулятор в блоках APC (видеоинструкции)
- 3.1. Замена аккумуляторов в блоке APC SYBT5 (видеоинструкция)
- 3.2. Замена аккумуляторов в блоке APC SYBT2 (видеоинструкция)
- 3.3. Замена аккумуляторов в блоке APC SYBATT (видеоинструкция)
- 3.4. Замена аккумуляторов в блоке APC RBC44 (видеоинструкция)
- 3.5. Замена аккумуляторов в блоках APC SYBTU1-PLP и SYBTU2-PLP (видеоинструкция)
- 4. Сопоставление конструкции АКБ одного производителя разных сроков службы
- 4.1. Сопоставление конструкции АКБ CSB GP 1272 и CSB GPL 1272 (рекомендованный срок использования 3-5 и 6-9 лет соответственно)
- 4.2. Сопоставление конструкции АКБ Vision CP1270 c рекомендованным сроком использования 3-5 и 10-12 лет
- 4.3. Сопоставление конструкции АКБ FIAMM FG20721 и FIAMM 12FGHL28 (рекомендованный срок использования 3-5 и 10-12 лет соответственно)
- 5. Сопоставление конструкции АКБ разных производителей с интервалом 4-5 лет
- 5.1. Сопоставление конструкции АКБ Vision CP1270 компании Vision Group 2015 и 2019 годов производства
- 5.2. Сопоставление конструкции АКБ BB Battery 2014 и 2019 годов производства
- 5.3. Сопоставление конструкции АКБ DELTA DTM 1207 2014 и 2019 годов производства
- 5.4. Сопоставление конструкции АКБ FIAMM FG20721 2014 и 2018 годов производства
- 6. Меняем аккумулятор BARTY (видеоинструкции)
- 6.1. Замена аккумулятора BARTY 12 В 7 Ач (видеоинструкция)
- 6.2. Замена аккумулятора BARTY 24 В 7 Ач (видеоинструкция)
- 6.3. Замена аккумулятора BARTY 12 В 14 Ач (видеоинструкция)
- 7. Исследуем состояние АКБ DELTA HRL 12-370W после 7 лет эксплуатации
- 8. О преимуществах применения аккумуляторного балансира БиМ-12-4 компании РЭМИ
- Статьи партнеров
- Обзоры переводов
Применение Углерода в Свинцово-Кислых Батареях – Обзор
Источник: Journal of Solid State Electrochemistry (2019) 23:693–705
https://doi.org/10.1007/s10008-018-04185-5
Статья: «Применение Углерода в Свинцово-Кислых Батареях – Обзор».
Авторы: Jakub Lach & Kamil Wróbel & Justyna Wróbel & Piotr Podsadn & Andrzej Czerwiński
Дата Публикации: 10 January 2019
Статья, анонс которой мы предоставляем Вам для ознакомления, интересна тем, что в ней рассматриваются свинцово-кислые батареи с добавлением углерода. Такие батареи все чаще появляются на рынке для применения в качестве стартерных батарей в автомобилях с двигателями внутреннего сгорания и в качестве накопителей энергии в системах возобновляемой энергии (солнечных и ветровых).
Авторы статьи рассматривают применение углерода в свинцово-кислотных батареях и указывают, что его применение в началось еще в 40-х годах прошлого столетия. Этим решалась и решается задача улучшения разрядных характеристик батарей, находящихся в условиях эксплуатации при регулярном недозаряде.
Это стандартно происходит при цикличном использовании: солнце взошло/подул ветер – есть энергия от зарядного устройства, изменилась ситуация – зарядное устройство отключилось. В таких применениях режим заряда батареи может длится от нескольких секунд до нескольких часов в зависимости от времени года, погоды, времени суток и других факторов.
А в автомобилях с современной старт-стопной системой работы двигатель автоматически глушится, когда автомобиль остановился и заводится от батареи при нажатии педали газа. В этом случае подзаряд аккумулятора от генератора автомобиля будет происходить только пока работает двигатель и автомобиль не доехал до ближайшего светофора. То есть батарея постоянно находится в состоянии частичного заряда.
Оба приведенных вида использования радикально отличается от буферного применения батареи в ИБП, где батарея постоянно подключена к зарядному устройству и разряжается только в аварийных ситуациях.
Для начала посмотрим на виды углерода, доступные для добавки в намазку пластин – существуют активный углерод, техническая/ацетиленовая сажа (черный уголь) и графит. Каждый тип углерода характеризуется разными значениями площади поверхности, емкости в фарадах на грамм, проводимостью и объемом пор (смотри иллюстрации ниже).
Основное преимущество применения углерода получается при добавке его в намазку отрицательной пластины.
В зависимости от производителя и назначения АКБ в намазке используются все три типа углерода.
![](/wa-data/public/site/img/dokument-microsoft-word.jpg)
В статье рассматривается какие процессы сказываются на состоянии батареи и почему добавка углерода в намазку отрицательной пластины дает какие-либо преимущества.
Прежде всего на состоянии батареи и сроке ее службы в режиме частичного заряда сказывается усиленная сульфатация отрицательной пластины в виде постоянно растущих кристаллов сульфата свинца и они просто не успевают растворяться из-за короткого времени заряда. Эти процессы показаны на иллюстрации, приведенной ниже.
Это присуще как автомобильным стартерным батареям, так и батареям в системах возобновляемой энергии.
![](/wa-data/public/site/img/1dokument-microsoft-word.jpg)
Выводы, сделанные в статье на основе обзора существующих данных и применяемых технологий:
- добавка углерода увеличивает электронную проводимость пластины.
Частицы углерода поддерживают проводимость активного материала пластины в присутствие увеличивающегося объема сульфата PbSO4, который является диэлектриком. Добавка углерода обеспечивает увеличение этектропроводимости отрицательной пластины не смотря на возростание сопротивления за счет роста кристаллов сульфата на поверхности пластины.
- добавка углерода препятствует росту кристаллов сульфата, за счет торможения процесса роста кристаллов сульфата свинца.
- углерод воздействует на водород.
Добавленный в материал намазки, углерод препятствует выделению водорода на отрицательной пластине, что улучшает эффективность заряда.
- углерод является емкостной добавкой.
Добавленный углерод играет роль ассиметричной емкости, накапливая заряд высокой мощности в двойном слое проводников и, спонтанно разряжая эту емкость, преобразует PbSO4 в свинец Pb и серную кислоту.
- добавка графита, способствует дополнительному удержанию водорода в составе намазки. Процесс называется "интеркаляция". Структура графита удерживает атомы водорода, увеличивая емкость ячейки.
- углеродосодержащие батареи имеют повышенные характеристики процесса термической саморегуляции.
За счет термопроводности углерода увеличивается срок службы батареи по сравнению с исключительно свинцовыми аккумуляторами.
Свинцово-кислые батареи, работающие в режиме частичного заряда, еще рано списывать со счетов – новые технологии, такие как добавка углерода, позволяют этим батареям оставаться в строю и не сдавать свои позиции.
Материал подготовлен Соломасовым Дмитрием