Замечание индустрии | Старые деревья и новое Цветк-введение к технологии батареи Руководств-углерода и анализ применений накопления энергии
January 11, 2023
Старое дерево: Батареи углерода руководства
Свинцовокислотная батарея ветеран в индустрии батареи. Она была изобретена французом G.plante в 1859 и имеет историю больше чем 150 лет. Не только это, основной принцип работы свинцовокислотных батарей едва ли изменяло в этих летах, и ему можно сказать что это ветеран в индустрии батареи. Положительное активное вещество обычных свинцовокислотных батарей окись руководства (PbO2), и отрицательное активное вещество руководство (Pb), которое прикреплено в решетку. Свинцовокислотные батареи используют водную масляную серную кислоту как электролит, и просты в структуре и легки использовать.
Поручая и discharging механизм реакции следующим образом:
Поручая и discharging механизм реакции следующим образом:
Свинцовокислотные батареи одна из наиболее обыкновенно используемых батарей в прошлых 100 летах, главным образом из-за нескольких выдающих преимуществ:
1.Low стоило: единственное 0.6~0.7rmb/Wh;
процесс подготовки 2.The прост: вклад оборудования и завода подготовки не большой, который гораздо небольшее чем батареи лития;
сейф 3.Relatively: возможность взрыва и сгорания очень низка;
экологическая приспособляемостьь 4.Strong: она имеет широкий работая ряд, и изменение в представлении с температурой как не радикально как это из литий-ионных аккумуляторов, и требования для систем контроля температуры ниже;
5.Easy, который нужно повторно использовать и повторно использовать: Относительно легко повторно использовать активные вещества от ненужных свинцовокислотных батарей;
технология 6.Mature, стабилизированных и надежных: Технология с историей больше чем 100 лет имеет богатый опыт в пользе и стоимость полагаясь дальше. Однако, традиционные свинцовокислотные батареи всегда имели их нерешенные проблемы.
проблема 1.Lifespan: Традиционно, только немного 100 продолжительностей жизни;
работая проблема 2.High-power: Под условиями труда высокой скорости над 0.5C, «явление сульфатации» происходит и амортизация ускоряет ход, которая также первопричина плохой жизни свинцовокислотных батарей;
плотность энергии 3.The не высока: только 20~40Wh/kg, так большая часть случаев с плотностью высокой энергии выбирают батареи лития, которая также веская причина для сильного подъема батарей лития в последние годы;
4.Recycling и повторное пользование: Хотя не трудно повторно использовать свинцовокислотные батареи, много незакономерностей в повторно использовать свинцовокислотных батарей должных к нездоровому повторно используя механизму и низкой осведомленности охраны окружающей среды среди публики, которая также причиняет напрасную трату ресурсов и загрязнение окружающей среды.
С прогрессом общества, требования для накопления энергии батареи в различных социальных мероприятиях постоянн увеличивают. В прошлом немногие десятилетия, много технологий батареи делали больший прогресс, и развитие свинцовокислотных батарей также сталкивалось много возможности и проблем. В этом контексте, с усилиями ученых и инженеров, углерод добавлен к отрицательному активному веществу электрода свинцовокислотных батарей, и батареи- руководств-углерода модернизировали версию это свинцовокислотного батаре-был рождены.
Новые цветки: Батареи углерода руководства
Самая большая проблема с традиционными свинцовокислотными батареями влияние сульфатации отрицательного электрода после долгосрочного обслуживания на больших токах, которое причиняет материальный отказ и неожиданное падение в емкости. В то же время, каждый видит много самую важную новость о прогрессе батареи, как поручать на 7 секунд. На самом деле, этот новости совсем о supercapacitors, которые по существу быстрые поручая скорости, не батареи. Не трудно увидеть что короткая доска свинцовокислотных батарей (быстрый поручать и discharging) точно ситуация что механизм емкости лучший на общаться с. Поэтому, кто-то думало что этому добавление активированного угля к отрицательному электроду свинцовокислотной батареи может совместить преимущества конденсатора и батареи.
На самом деле, возможно использовать supercapacitor в порядке свинцовокислотной батареи (это использование можно вызвать «внешней параллелью», т.е., батарея и конденсатор механически интегрированы параллельно как 2 независимых компонента). Для батарей руководств-углерода, ситуация в это время будет «свинцовокислотной батареей с комбинацией supercapacitor углерода», которая интегрировать преимущества высоких специфической силы и длинной жизни конденсаторов электрического двойного слоя в свинцовокислотные батареи, сила и специфическая энергия улучшена, и время работы от батарей увеличено, поэтому оно также вызвано «ultrabattery» в некоторых местах.
Отрицательное активное вещество электрода обычных свинцовокислотных батарей руководство (Pb), пока в батареях руководств-углерода, отрицательный электрод изменено от чистого Pb на материал углерода (c) с характеристиками емкости электрического двойного слоя + составом губчатого свинца батареи характерным (Pb) смешанным двойн-функциональный составной отрицательный электрод, т.е., электрод руководств-углерода (Руководств-углерода) отрицательный, после этого соответствуется положительному электроду PbO2 для того чтобы сформировать батарею руководств-углерода. Вообще говоря, изменения батарей руководств-углерода главным образом появляются на отрицательный электрод, и изменения в решении электрода и положительном электроде не большие. Ему можно сказать что батареи руководств-углерода можно сказать, что были новыми цветками зацветая на старом дереве свинцовокислотных батарей, и много хороших результатов применения были произведены в последние годы. В этом отношении, добавленный углерод естественно быть кредитованным.
В настоящее время, много компаний батареи в стране и за рубежом производят батареи руководств-углерода. Репрезентивные компании включают Furukawa Японии, Ecoult, восточный Пенн, и Axion, и отечественное священное Солнце, Shuangdeng, Nandu, и C&D.
Анализ принципа деятельности батареи руководств-углерода
Одна из основных проблем в традиционных свинцовокислотных батареях сульфатация отрицательного электрода, т.е., в режиме разрядки высокой скорости, рыхлое руководство на отрицательном электроде реагирует с HSO4- быстро для того чтобы сформировать PbSO4. В это время, потому что пара реактантов HSO4- и Pb рассогласование поставки PbSO4 причиняет тариф нуклеации PbSO4 быть слишком быстра, которое делает произведенное PbSO4 (которое изолирует в природе) «затир» на поверхности отрицательного электрода, или производит весьма большие частицы; Равномерно произведенный внутри выворотного клише, или только точный, равномерный и легк-к-уменьшите бархат PbSO4 производит на поверхности.
Слой накопления PbSO4 или большая частица PbSO4 сформировали на поверхности значительно уменьшают эффективные поверхностную область и материалы необходимы для обмена электрона и реакции, делающ последующие реакции трудный, таким образом делающ интерьером выворотного клише «мертвую» область. Поручая, потому что поверхностный слой PbSO4 мешает реакцию тела свинцовокислотной батареи, потенциал отрицательного электрода в это время должен электролизовать воду в батарее в водопод, приводящ в расходе электролита, который продвинет руководство к ухудшению качества представления батареи.
Отрицательное активное вещество электрода обычных свинцовокислотных батарей руководство (Pb), пока в батареях руководств-углерода, отрицательный электрод изменено от чистого Pb на материал углерода (c) с характеристиками емкости электрического двойного слоя + составом губчатого свинца батареи характерным (Pb) смешанным двойн-функциональный составной отрицательный электрод, т.е., электрод руководств-углерода (Руководств-углерода) отрицательный, после этого соответствуется положительному электроду PbO2 для того чтобы сформировать батарею руководств-углерода. Вообще говоря, изменения батарей руководств-углерода главным образом появляются на отрицательный электрод, и изменения в решении электрода и положительном электроде не большие. Ему можно сказать что батареи руководств-углерода можно сказать, что были новыми цветками зацветая на старом дереве свинцовокислотных батарей, и много хороших результатов применения были произведены в последние годы. В этом отношении, добавленный углерод естественно быть кредитованным.
В настоящее время, много компаний батареи в стране и за рубежом производят батареи руководств-углерода. Репрезентивные компании включают Furukawa Японии, Ecoult, восточный Пенн, и Axion, и отечественное священное Солнце, Shuangdeng, Nandu, и C&D.
Анализ принципа деятельности батареи руководств-углерода
Одна из основных проблем в традиционных свинцовокислотных батареях сульфатация отрицательного электрода, т.е., в режиме разрядки высокой скорости, рыхлое руководство на отрицательном электроде реагирует с HSO4- быстро для того чтобы сформировать PbSO4. В это время, потому что пара реактантов HSO4- и Pb рассогласование поставки PbSO4 причиняет тариф нуклеации PbSO4 быть слишком быстра, которое делает произведенное PbSO4 (которое изолирует в природе) «затир» на поверхности отрицательного электрода, или производит весьма большие частицы; Равномерно произведенный внутри выворотного клише, или только точный, равномерный и легк-к-уменьшите бархат PbSO4 производит на поверхности.
Слой накопления PbSO4 или большая частица PbSO4 сформировали на поверхности значительно уменьшают эффективные поверхностную область и материалы необходимы для обмена электрона и реакции, делающ последующие реакции трудный, таким образом делающ интерьером выворотного клише «мертвую» область. Поручая, потому что поверхностный слой PbSO4 мешает реакцию тела свинцовокислотной батареи, потенциал отрицательного электрода в это время должен электролизовать воду в батарее в водопод, приводящ в расходе электролита, который продвинет руководство к ухудшению качества представления батареи.
Для того чтобы разрешить эту проблему, мы можем добавить частицы углерода в электроде руководства отрицательном, который сформирует проводную структуру сети как показано в диаграмме выше. Главные преимущества этой структуры сети следующим образом:
центры реакции 1.Provide: новые реактивные центры сформированы на поверхности этих частиц углерода;
2.Form проводная сеть для уменьшения поляризации;
3.Form более точная и равномерная сеть перемещения массы для того чтобы повысить равномерный прогресс электрохимических реакций на поверхности и внутренности электрода, таким образом уменьшая сконцентрированное влияние высыпания PbSO4 на поверхности;
4.As неоднородный материал, оно мешает рост частиц PbSO4 и делает равномерно распределенные их;
улучшены 5.Through емкостное влияние углерода, емкость и степенные характеристики батареи.
центры реакции 1.Provide: новые реактивные центры сформированы на поверхности этих частиц углерода;
2.Form проводная сеть для уменьшения поляризации;
3.Form более точная и равномерная сеть перемещения массы для того чтобы повысить равномерный прогресс электрохимических реакций на поверхности и внутренности электрода, таким образом уменьшая сконцентрированное влияние высыпания PbSO4 на поверхности;
4.As неоднородный материал, оно мешает рост частиц PbSO4 и делает равномерно распределенные их;
улучшены 5.Through емкостное влияние углерода, емкость и степенные характеристики батареи.
Основанный на вышеуказанных преимуществах, добавление углерода к батарее руководств-углерода может эффектно подавить тенденцию сульфатации отрицательного электрода, так, что время работы от батарей значительно будет улучшено. Не только это, производственный процесс батарей руководств-углерода не отличает существенно эта из традиционных свинцовокислотных батарей. Для этого не нужно изменить зрелый процесс, и продукция легка для того чтобы достигнуть крупносерийного производства, особенно для длинной жизни и недорогих требований батарей накопления энергии.
Для батарей руководств-углерода, много типов углерода добавили: сажа, активированный уголь, graphene, графит, волокно углерода, и nanotubes углерода. И их главные преимущества/основные функции которые можно обеспечить для батарей руководств-углерода являются следующими: 1) кондукция и кондукция жары; 2) структура поры сети, которая обеспечивает удельную поверхность необходимо для реакции и емкости электрического двойного слоя. Ей можно сказать что развитие батарей руководств-углерода давало семье материала углерода этап для показа их талантов, но как найти баланс между улучшением представления и контролем за уровнем издержек может быть проблемой которой нужно внимание в применении предварительных материалов углерода в батареях руководств-углерода. К тому же, добавлению материалов углерода также нужно быть проконтролированным. Слишком много добавления материала углерода приведет к комплексу задач как линять активных веществ на плите.
Особенности деятельности и представления
Отрицательный электрод батареи руководств-углерода формирует относительно равномерную и точную сеть частиц металл-углерода руководства. Эта структура благоприятна к сокращать расстояние диффузии и улучшать единообразие реакции, и углерод сам имеет хорошие характеристики проводимости и емкости. Сравненный с традиционными свинцовокислотными батареями, он имеет лучшую низкотемпературную способность запуска, способность принятия обязанности и сильнотоковое проведение обязанност-разрядки.
При работе с большим током: материал углерода конденсатора действует как «буфер». Когда батарея руководств-углерода работает под частый мгновенный сильнотоковый поручать и discharging, материал углерода с емкостными характеристиками главным образом выпускает или получает течение. Как кисловочные батареи, «отрицательная сульфатация электрода» происходит остро под большим током, который эффектно увеличивает срок службы батареи;
При работе с низкоточным: электрод губчатого свинца отрицательный главным образом использован непрерывно для того чтобы обеспечивать энергию, и энергия, который хранят в углероде как емкостная энергия должная к сильнотоковому удару также прореагирует с руководством рядом, и реакция постепенно станет равномерной.
Энергию & плотность мощности можно увеличить к 40~60Wh/kg, о 300~400W/kg, представление уже близко к емкости некоторых батарей лития, и более важно, своя цена все еще 0.6~0.8rmb/Wh, низко сравненное с другими батареями как батареи лития, оно имеет большинств преимущества в случаях где контроль за уровнем издержек строг.
Длинная жизнь, жизнь длительного цикла под мелкой обязанностью и условия разрядки (как 4500 раз (70%DOD))
Располагать и инженерный анализ рынка: Углерод руководства против батарей лития против других?
В последние годы, развитие литий-ионных аккумуляторов очень быстро, дающ много людей впечатление которое «свинцовокислотные батареи должны быть исключены если они отсталы». Однако, на самом деле, с введением и улучшением технологии батареи руководств-углерода, своя конкурентоспособность ядра: низкая цена (0.6~0.8rmb/Wh) и хорошая жизнь делают его широко используемое в неподвижном накоплении энергии, низкоскоростных электротранспортах, электрических велосипедах и другие поля делали большие достижения, идя сильным оппонентом батареи лития и других технологий.
1. по отоношению к неподвижному накоплению энергии, поля накопления энергии как фотовольтайческое накопление энергии электростанции, накопление энергии энергии ветра, и регулировка решетки пиковая часто требуют, что батареи имеют характеристики плотности наивысшей мощности, жизни длительного цикла, и низкой цены. батареи Руководств-углерода имеют большее конкурентное преимущество в случаях с обширным космосом и высокими стоить требованиями, и относительно говорящ, начальная стоимость инвестирования относительно низка. Батареи лития более соответствующие для случаев которые требуют космоса и более менее цен-чувствительные должные к их плотности высокой энергии и высокой цене, и больше будут превращены в распределенных случаях накопления энергии. Сравненный с другими технологиями накопления энергии, как конденсаторы (очень низкая плотность накопления энергии, которую можно только использовать для буферизации силы) и батареи подачи (средняя зрелость технологии, значительно более большой том), технология руководств-углерода все еще имеет хорошую конкурентоспособность на данном этапе.
2. По отоношению к накоплению энергии транспорта, главные конкурентные преимущества батарей руководств-углерода низкая цена, стабилизированное представление, и хорошая безопасность. A. Низкая цена делает ее имеет преимущество в низкого уровня рынке как низкоскоростные электротранспорты. Хотя страна имеет идею повышать батареи лития, в конце концов правилам рынка нужно уважаться. Представление B. Стабилизированн позволяет батареи руководств-углерода обеспечить надежную защиту в экстремальных условиях как повсюду температуры. Например, стартстопное электропитание автомобиля должно мочь вывести наружу большое течение на -20°C, пока низкотемпературное представление батарей лития всегда всеобщность. многолетняя проблема. Безопасность C. Хорош: Безопасность инструментов транспорта нельзя overemphasized. Батареи лития имеют недостатки в этом отношении объективно, и батареи руководств-кислот-руководств-углерода имеют своиственные очевидные преимущества в этом отношении.
Поэтому, автор считает, что батареи руководств-углерода будут поддерживать их господствующую позицию в некоторых подразделенных полях в последние годы. Хотя технологии как батареи лития растут быстро, каждая из этих технологий батареи имеет свои собственные преимущества и недостатки, и никакую технологию накопления энергии можно использовать в различных масштабах и сценариях. Согласно потребностям поля, выбор соотвествующего применения технологии накопления энергии kingly путь.
Эпилог:
Свинцовокислотная батарея старая и практически технология батареи. Новое поколение батареи руководств-углерода произведенное путем вводить оптимизирование углерода конденсатора стало важной ракетой -носителем для этой изумительной технологии батареи для того чтобы продолжать свое сказание в новой эре. Цена, стабильность представления, и безопасность преимущества ядра этого типа батареи, поэтому она все еще будет иметь хорошую конкурентоспособность в полях неподвижного накопления энергии и низкого уровня электротранспортов в последние годы. Конечно, различные технологии постоянн улучшают, и мы также страстно желая надеемся что больше, новые и лучшие технологии накопления энергии будут продолжаться вытечь и созреть, приносящ удобство к нашим жизням.
Особенности деятельности и представления
Отрицательный электрод батареи руководств-углерода формирует относительно равномерную и точную сеть частиц металл-углерода руководства. Эта структура благоприятна к сокращать расстояние диффузии и улучшать единообразие реакции, и углерод сам имеет хорошие характеристики проводимости и емкости. Сравненный с традиционными свинцовокислотными батареями, он имеет лучшую низкотемпературную способность запуска, способность принятия обязанности и сильнотоковое проведение обязанност-разрядки.
При работе с большим током: материал углерода конденсатора действует как «буфер». Когда батарея руководств-углерода работает под частый мгновенный сильнотоковый поручать и discharging, материал углерода с емкостными характеристиками главным образом выпускает или получает течение. Как кисловочные батареи, «отрицательная сульфатация электрода» происходит остро под большим током, который эффектно увеличивает срок службы батареи;
При работе с низкоточным: электрод губчатого свинца отрицательный главным образом использован непрерывно для того чтобы обеспечивать энергию, и энергия, который хранят в углероде как емкостная энергия должная к сильнотоковому удару также прореагирует с руководством рядом, и реакция постепенно станет равномерной.
Энергию & плотность мощности можно увеличить к 40~60Wh/kg, о 300~400W/kg, представление уже близко к емкости некоторых батарей лития, и более важно, своя цена все еще 0.6~0.8rmb/Wh, низко сравненное с другими батареями как батареи лития, оно имеет большинств преимущества в случаях где контроль за уровнем издержек строг.
Длинная жизнь, жизнь длительного цикла под мелкой обязанностью и условия разрядки (как 4500 раз (70%DOD))
Располагать и инженерный анализ рынка: Углерод руководства против батарей лития против других?
В последние годы, развитие литий-ионных аккумуляторов очень быстро, дающ много людей впечатление которое «свинцовокислотные батареи должны быть исключены если они отсталы». Однако, на самом деле, с введением и улучшением технологии батареи руководств-углерода, своя конкурентоспособность ядра: низкая цена (0.6~0.8rmb/Wh) и хорошая жизнь делают его широко используемое в неподвижном накоплении энергии, низкоскоростных электротранспортах, электрических велосипедах и другие поля делали большие достижения, идя сильным оппонентом батареи лития и других технологий.
1. по отоношению к неподвижному накоплению энергии, поля накопления энергии как фотовольтайческое накопление энергии электростанции, накопление энергии энергии ветра, и регулировка решетки пиковая часто требуют, что батареи имеют характеристики плотности наивысшей мощности, жизни длительного цикла, и низкой цены. батареи Руководств-углерода имеют большее конкурентное преимущество в случаях с обширным космосом и высокими стоить требованиями, и относительно говорящ, начальная стоимость инвестирования относительно низка. Батареи лития более соответствующие для случаев которые требуют космоса и более менее цен-чувствительные должные к их плотности высокой энергии и высокой цене, и больше будут превращены в распределенных случаях накопления энергии. Сравненный с другими технологиями накопления энергии, как конденсаторы (очень низкая плотность накопления энергии, которую можно только использовать для буферизации силы) и батареи подачи (средняя зрелость технологии, значительно более большой том), технология руководств-углерода все еще имеет хорошую конкурентоспособность на данном этапе.
2. По отоношению к накоплению энергии транспорта, главные конкурентные преимущества батарей руководств-углерода низкая цена, стабилизированное представление, и хорошая безопасность. A. Низкая цена делает ее имеет преимущество в низкого уровня рынке как низкоскоростные электротранспорты. Хотя страна имеет идею повышать батареи лития, в конце концов правилам рынка нужно уважаться. Представление B. Стабилизированн позволяет батареи руководств-углерода обеспечить надежную защиту в экстремальных условиях как повсюду температуры. Например, стартстопное электропитание автомобиля должно мочь вывести наружу большое течение на -20°C, пока низкотемпературное представление батарей лития всегда всеобщность. многолетняя проблема. Безопасность C. Хорош: Безопасность инструментов транспорта нельзя overemphasized. Батареи лития имеют недостатки в этом отношении объективно, и батареи руководств-кислот-руководств-углерода имеют своиственные очевидные преимущества в этом отношении.
Поэтому, автор считает, что батареи руководств-углерода будут поддерживать их господствующую позицию в некоторых подразделенных полях в последние годы. Хотя технологии как батареи лития растут быстро, каждая из этих технологий батареи имеет свои собственные преимущества и недостатки, и никакую технологию накопления энергии можно использовать в различных масштабах и сценариях. Согласно потребностям поля, выбор соотвествующего применения технологии накопления энергии kingly путь.
Эпилог:
Свинцовокислотная батарея старая и практически технология батареи. Новое поколение батареи руководств-углерода произведенное путем вводить оптимизирование углерода конденсатора стало важной ракетой -носителем для этой изумительной технологии батареи для того чтобы продолжать свое сказание в новой эре. Цена, стабильность представления, и безопасность преимущества ядра этого типа батареи, поэтому она все еще будет иметь хорошую конкурентоспособность в полях неподвижного накопления энергии и низкого уровня электротранспортов в последние годы. Конечно, различные технологии постоянн улучшают, и мы также страстно желая надеемся что больше, новые и лучшие технологии накопления энергии будут продолжаться вытечь и созреть, приносящ удобство к нашим жизням.