Карбоновый аккумулятор что это

Карбоновый аккумулятор что это

Сегодня хочу поделиться знаниями о карбоновых батареях.

Последние несколько лет этот термин гуляет в аккумуляторной среде.

Исходя из названия, куда-то добавляется углерод. Да, добавляются углеродные нано трубки.

Срок службы аккумуляторов до 15 лет

Электролит: в карбоновых батареях используют коллоидный электролит( добавление SiO2(гель) в электролит в небольшом количестве.

Существует уже два поколения карбоновых батарей.

В первом поколении углерод добавлялся только в свинец при производстве отрицательной решетки. Кроме углерода в сплав добавляется олово и кальций. Решетка получается с высокой проводимостью, прочностью, коррозионностойкостью. . Перемешивание С(углерода) и Pb(свинца) происходит химическим и физическим способом для выравнивания размеров и плотности С и Pb.

Добавление углерода в состав активной массы резко снижает процесс сульфатации пластин.

Во втором поколении углерод добавляют в активную массу отрицательной пластины, как и в саму решетку.

Устройство

Разница между первым и вторым поколением: 1е поколение нельзя разряжать большими токами, но можно полностью заряжать. 2е поколение можно разряжать большими токами, но не рекомендуется полностью заряжать.

Заряжать карбоновые батареи рекомендуется до 90-100%(PSOC). Разряжать до 30% от номинала. Желательно не разряжать до 100% от номинальной ёмкости. В идеале работа батареи должна быть следующим образом: разряд со 100% от номинальной ёмкости до 30% от номинальной ёмкости, затем заряд до 90% от номинальной ёмкости, затем разряд до 30% от номинальной ёмкости и так далее. DOD(глубина разряда) обычно 60% от номинальной ёмкости. В этом режиме 4800 циклов заряд-разряд. Если снимать 80% от номинальной ёмкости, то 3800 циклов заряд-разряд.

Коллоидный электролит полимерного состава позволяет сбалансировать пропорцию электролита с сепаратором AGM, устранить явление расслоения, улучшить

теплопроводность и ионную проводимость батареи и избежать риска терморазгона

DOD(глубина разряда) обычно 60% от номинальной ёмкости. В этом режиме 4800 циклов заряд-разряд. Если снимать 80% от номинальной ёмкости, то 3800 циклов заряд-разряд.

Инженеры компании Hitachi (CSB battery) утверждают, что их карбоновые батареи могут совершать 2400 циклов полного разряда аккумулятора. У литиевых батарей количество циклов примерно 3000.

Обратите внимание, что количество циклов карбоновых батарей соответствует количеству циклов литиевых аккумуляторов.

Применение

Карбоновые батареи надо использовать в устройствах, где нужна повышенная цикличность. Например, в альтернативной энергетике. Совсем не рекомендуется их устанавливать в ИБП(UPS).

Удачи в познании мира аккумуляторов.

Карбоновый аккумулятор что это

Нынешний опус о «лидере» рынка альтернативной энергетики по поставке карбоновых аккумуляторов серии VPBC компании «Вектор-Баттери». https://vektor-energy.ru/product-category/akkumulyatornye-batarei/svincovo-kislotnye-akkumulyatornye-batarei/seriya-vpbc/

Долгое время не мог понять, почему аккумуляторы серии VPBC тяжелее аналогов. Но в голове на это счет не было ин умных, ни глупых мыслей.

Для начала решил сравнить продукцию компании Вектор с продукцией завода изготовителя.

Jangsu Oliter Energy Technology Co ltd. Сомневающиеся могут заглянуть в сертификат.

Оказалось, что VPBC12-100 по весу, размерам и сроку службы не соответствуют LPBC12-100, от слова ПОЛНОСТЬЮ.

;Oliter;Vektor

Тип аккумулятора;Carbon;Carbon Модель аккумулятора;LPBC12-100;VPBC12-100 Напряжение, В;12;12 Емкость С10Ач (25°С, Uк 1.8В);100;100 Срок службы, лет;10;15 Длина, мм;407;483 Ширина, мм;174;170 Высота, мм;209;241 Вес, кг;34;40 Материал корпуса;ABS;ABS Uзар в буферном режиме, В;13,38-13,62;13,5-13,7 Uзар в циклическком режиме, В;13,8-14,1;14,1-14,4 Imax заряда; ;≤0.3C10 Imax разряда; ;600 A Саморазряд в месяц (25°С);< 2.5% ;< 2.5% Цикличность 100%DOD;998;998 Цикличность 70%DOD;3760;3760 Цикличность 50%DOD;4880;4880

Чтобы выяснить причину, составил табличку похожей карбоновой продукции.
;Vektor;XIC;CSP;Sunways

Тип аккумулятора;Carbon;Carbon;Carbon;Carbon Модель аккумулятора;VPBC12-100;CB121500;HLC12-135; 12-100 Напряжение, В;12;12;12;12 Емкость С10Ач (25°С, Uк 1.8В);100;150;135;100 Срок службы, лет;15;15;20;15 Ri, мОм; ;4.8; 4.5;5.5 Длина, мм;483;483;484;483 Ширина, мм;170;170;171;170 Высота, мм;241;241;241;241 Вес, кг;40;45;45.5;37 Материал корпуса;ABS;ABS;ABS;ABS

Как видно из таблицы российские марки Vektor и Sunways занизили свою емкость.

Хитрый маркетинговый ход?
При тестировании одинаковой по названию продукции Vektor и Sunways всегда будут лучше?
Возможно.

При одинаковых размерах и технологии Carbon XIC и CSP по весу оказались лучше.
Теперь обратимся к Oliter LPBC12-100
;Oliter;KIJO;XIC;CSP

Тип аккумулятора;Carbon;Carbon;Carbon;Carbon Модель аккумулятора;LPBC12-100;JPC12-120;CB121250;HLC12-110 Напряжение, В;12;12;12;12 Емкость С10Ач (25°С, Uк 1.8В);100;120;125;110 Срок службы, лет;10;15;15;20 Ri, мОм; ;4.1;5;5.5 Длина, мм;407;407;407;407 Ширина, мм;174;173;177;174 Высота, мм;209;237;225;233 Вес, кг;34;37.2;36;39 Материал корпуса;ABS;ABS;ABS;ABS

Примечание:
https://www.kijo-battery.com/products/jpc-series-lead-carbon-battery.html
Oliter свои характеристики тоже завышает. Более мощную батарею выдает за менее мощную.
Какими должны быть карбоновые аккумуляторы 12В 100Ач?
;KLB;KIJO;XIC

Тип аккумулятора;Carbon;Carbon;Carbon; Модель аккумулятора;CWP100-12N;JPC12-100;CB121000 Напряжение, В;12;12;12 Емкость С10Ач (25°С, Uк 1.8В);100;100;100 Срок службы, лет;15;15;10 Ri, мОм;5;5;5 Длина, мм;338;330;328 Ширина, мм;170;171;172 Высота, мм;212;219;220 Вес, кг;34.5;30.8;31 Материал корпуса;ABS;ABS;ABS

Что же нечестно со сроком службы карбоновых аккумуляторов серии VPBC компании «Вектор-Баттери»?

Ниже график из описания аккумуляторов LPBC завода Jangsu Oliter Energy Technology Co ltd.

Из графика видно, что срок службы аккумуляторов составляет только

10 лет, а не 15, как указано компанией Вектор-Баттери!

А как же этот срок службы определить?

На красивой глянцевой коробке, в которую упакована батарея, сверху наклейка с указанием завода-изготовителя.

Нижняя строка гласит:
Дата производства см. этикетку на корпусе Батареи
Сделано в Китае.
Изучил весь корпус батареи. Этикетку не нашел. Не приклеена к корпусу.
На дне коробки нашлась бумажка размером ¼ А4 на китайском языке с розовым штампом даты производства.

Захотел дату изменить на более свежую, замени этикетку.

Из производителей аккумуляторов, представленных в России, наклейку с датой производства видел только у CSB. Остальные балуются с дата-кодами.
Вектор нашли ноу-хау.

Рассмотрим рекламные слоганы в буклете

У всех производителей карбоновых батарей заявлено количество циклов ± 950 100%DOD
У всех производителей AGM батарей заявлено ± 260, у гелевых — до 300 100%DOD
Получается только в четыре раза, а не в шесть.

Модуль BMS (Battery management system) устанавливается в литиевые аккумуляторы. Компания Вектор внесла свое новое слово в конструкцию свинцово-кислотных аккумуляторов. Оказывается по их логике в другие свинцово-кислотные батареи такой модуль ставится.

Как это устроено: свинцово-кислотные карбоновые аккумуляторные батареи

Давайте поговорим про свинцово-кислотные карбоновые аккумуляторные батареи. Изучим их особенности и назначение. Чтобы раскрыть тему пообщались с экспертом – сотрудником профильной компании, поставляющей данную категорию оборудования на российский рынок. Вот, что он поведал в беседе с нашим корреспондентом.

Сегодня аккумуляторные батареи имеют широкую сферу практического применения в самых разных отраслях человеческой деятельности, включая производственную и непроизводственную деятельность. Такая востребованность вызвана тем, что современный свинцово-кислотный АКБ способен обеспечивать резервное питание самых разных технических средств, машин, механизмов, аппаратов и агрегатов. Более того, широкий диапазон емкостного ряда, а также возможность выдачи напряжения от 2 до 24 В позволяет активно использовать такие батареи для питания самого разного оборудования.

Особенности современных кислотных аккумуляторов

Немаловажную роль в распространении АКБ играет и адекватная цена, благодаря чему использовать такие батареи могут практически любые предприятия. Вместе с тем, при эксплуатации таких изделий существует ряд ограничений, которые следует обязательно учитывать тем, кто планирует использовать их для стабильной и непрерывной работы оборудования.

Вследствие химических процессов, объективно происходящих внутри такого аккумулятора, количество циклов из заряда-разряда у изделий имеет ограниченное количество. В связи с этим, в среднем эксплуатационный срок такой батареи составляет 7-10 лет. Дело в том, что при интенсивной эксплуатации батареи в режиме заряда-разряда течением времени на отрицательном электроде формируются такое вещество, как сульфат свинца.

Сам процесс заключается в том, что при разряде батареи, он образуется на клемме «-», а при заряде, растворяется, но не полностью, поскольку не успевает этого сделать по объективным причинам. Соответственно, с течением времени сульфитация становится все сильней, что, в конце концов, приводит к тому, что устройство перестает держать заряд.

Если заряжать свинцово-кислотный аккумулятор высокими токами, это неизбежно приводит к повышенному выделению газа, что увеличивает внутреннее давление и может активировать процесс формирования кристаллов на электроде. Это крайне негативно сказывается на эксплуатационном сроке любой батареи, приводя к ее преждевременному выходу из строя.

Альтернативный вариант решения проблемы

Ограниченный срок практической эксплуатации свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, при наличии всех остальных достоинств, вынуждали ученых искать альтернативные пути решения проблемы. К числу главных задач относился поиск того, как можно было бы замедлить процесс накопления сульфатов, приводящих обычно к полной деградации батареи.

Совместными усилиями ученых-химиков и конструкторов были получены новые разработки в области создания аккумуляторных батарей, где стали активно добавляться углеродные компоненты. Сегодня такие батареи носят название свинцово-кислотных карбоновых АКБ. Решение оказалось достаточно удачным, так как позволило значительно затормозить процесс разрушения решетки, а также сульфатации пластин, что продлило эксплуатационный срок.

Главная особенность карбоновых батарей

Как можно догадаться, главным элементом, который был добавлен в традиционную свинцово-кислотную батарею, стал углерод. Будучи достаточно интересным химическим элементом, обладающим способностью уверенно создавать неорганические цепочки, он широко присутствует в природе. Сегодня его извлекают из горючих сланцев, угля, торфа, графита и даже обычно бытовой сажи, что формирует низкую себестоимость при изготовлении изделий.

Более того, карбоновые батареи значительно расширили сферу применения АКБ за счет эксплуатационных свойств. Примечательно, что в новых карбоновых моделях используется специальный электролит, имеющий форму силикагеля SiO2. Такая коллоидная форма полимерного состава позволила сбалансировать пропорцию электролита с сепаратором Absorbent Glass Mat (AGM), что качественно снизила такое явление, как расслоение.

Новое протекание химической реакции

Более этого, новый коллоидный электролит значительно улучшил ионную проводимость батареи, а также теплопроводность, что позволило уменьшить риски терморазгона. Стоит отметить, что разработка и внедрение в активное производство карбоновых АКБ проходила в два этапа:

1. Здесь углерод вместе с кальцием и оловом добавлялся только в свинец, необходимый при изготовлении отрицательной решетки. Это позволило не только усилить коррозионную стойкость и повысить физическую прочность решетки, но также значительно улучшить ее проводимость. Более того, смесь свинца с углеродом способствовало выравниванию плотности электролита.

2. На данном этапе углеродные элементы стали добавлять также в активную массу отрицательных пластин, благодаря чему удалось значительно снизить процесс сульфатации.

Удачное решение в области применения данных химических компонентов обуславливается тем, что при добавлении частиц углерода к свинцовому отрицательному электроду, образуется особая сетчатая структура. Она значительно улучшает процесс накопления электрического тока, поскольку на поверхностях углерода возникают новые реакционные центры. При этом химические реакции внутри АКБ протекают более равномерно, что также положительно влияет на долговечность эксплуатации батареи.

В целом же использование карбона позволило значительно снизить эффект концентрированного осаждения сульфата свинца на отрицательном электроде. Таким образом, несмотря на то, что полностью избежать процесса сульфатации не удалось, химики смогли существенно замедлить такие негативные электрохимические реакции. Благодаря этому современные свинцовые кислотно-карбоновые аккумуляторы служат по времени дольше, нежели АКБ с гелевым электролитом или модели AMG типа.

Некоторые производители утверждают, что срок службы их батарей составляет 15 лет и более. Конечно, фактический срок эксплуатации во многом зависит от количества циклов заряда-разряда, а также особенностей буферного режима. Вместе с тем, неоспоримым остается тот факт, что свинцово-углеродная аккумуляторная батарея служит в несколько раз дольше, нежели обычный свинцово-кислотный АКБ. И это при тех же условиях эксплуатации, что имеет чрезвычайно важное значение. К примеру, если обычная AMG батарея рассчитана на 400-500 циклов буферного режима, то карбоновая батарея обеспечивает уже до 2000 циклов заряда-разряда, при сохранении 70% своей емкости.

Нельзя обойти стороной и такую особенность карбона, как способность использовать ускоренный заряд повышенными токами, но без опасений перегрева. Соответственно, такие батареи можно заряжать намного быстрее, что значительно повышает удобство эксплуатации.

Применение новых аккумуляторов

Благодаря качественному улучшению своих эксплуатационных свойств, аккумуляторные батареи таких моделей стали активно применяться в следующих сферах деятельности:

• гибридные транспортные средства;
• источники бесперебойного питания;
• системы телекоммуникации и связи;
• пожарные и охранные системы безопасности;
• дежурное освещение;
• контрольное оборудование.

Таким образом, можно отметить, что карбоновые батареи обладают увеличенным ресурсом полезной эксплуатации, лучшей скоростью заряда, а также возможностью функционирования в буферном режиме на протяжении длительного периода времени. Примечательно, что такие АКБ не только приобрели новые технические характеристики, но и успешно переняли достоинства обычных герметизированные аккумуляторных. Все это дало новый толчок к развитию батарей, что позволило максимально оптимизировать их технические и эксплуатационные характеристики.

Карбоновая аккумуляторная батарея KORD серия KRCF. Идеальный аккумулятор для автономных систем электроснабжения

Инве́ртор — это устройство для преобразования постоянного тока в переменный с изменением величины напряжения.

Аккумуляторная батарея KORD серии KRC не имеет аналогов на российском рынке, и благодаря уникальной технологии изготовления (Deep Cycle + Carbon) обладает целым рядом преимуществ, по сравнению с другими необслуживаемыми аккумуляторами.

Основные преимущества

• Срок службы 15 лет
• Технология изготовления super carbon + deep cycle(технология увеличенной цикличности)
• Отличные характеристики заряда — быстрый заряд/высокая производительность разряда
• Модульная конструкция обеспечивает компактную установку аккумуляторов, простоту монтажа и технического обслуживания
• Инновационная прочная конструкция для обеспечения превосходной безопасности и надежности
• Возможность горизонтальной установки для экономии пространства и решение проблемы расслоения электролита
• 2500 циклов заряд/разряд (при глубине разряда 80% — DoD 80%), что в 8 раз больше, чем у GEL и AGM аккумуляторных батарей

Ниже представлена таблица сравнения циклов при DoD 80% для разных типов необслуживаемых аккумуляторных батарей:

И сравнительная таблица розничных цен на данные типы аккумуляторов:

Как мы видим, литий-железо-фосфатные аккумуляторы обладают наибольшим количеством циклов, но в то же время и самой высокой стоимостью. И конечно, отметим, что установка литиевых аккумуляторов в настоящее время сопровождается некоторыми проблемами из-за неправильно выбранного или некачественного BMS, без которого их работа практически невозможна. Но самое интересное, даже не в этом, выбор аккумулятора очень важен при построении автономной системы электроснабжения, и правильный выбор аккумулятора, является залогом качественной эксплуатации всей системы электроснабжения. Ниже мы приводим график стоимости эксплуатации одного цикла разных аккумуляторов, и видим, что безоговорочным лидером является именно карбоновая аккумуляторная батарея KORD серии KRCF, то есть капиталовложения в данный аккумулятор самые выгодные.

• лучшие условия на приобретение оборудования для солнечных электростанций;
• качественную консультацию;
• оптимальный подбор оборудования;
• качественные монтажные и пуско-наладочные работы;
• полную гарантию на все оборудование и работоспособность системы в целом!