مراقبة الصناعة | الأشجار القديمة والزهور الجديدة - مقدمة في تقنية بطاريات الرصاص الكربوني وتحليل تطبيقات تخزين الطاقة
January 11, 2023
الشجرة القديمة: بطاريات الرصاص الكربونية
تعتبر بطارية الرصاص الحمضية من المخضرمين في صناعة البطاريات.اخترعه الفرنسي جي بلانت عام 1859 وله تاريخ يمتد لأكثر من 150 عامًا.ليس ذلك فحسب ، فإن مبدأ العمل الرئيسي لبطاريات الرصاص الحمضية لم يتغير كثيرًا في هذه السنوات ، ويمكن القول إنه أحد المخضرمين في صناعة البطاريات.المادة النشطة الإيجابية لبطاريات الرصاص الحمضية العادية هي أكسيد الرصاص (PbO2) ، والمادة النشطة السلبية هي الرصاص (Pb) ، والتي يتم توصيلها بالشبكة.تستخدم بطاريات الرصاص الحمضية حمض الكبريتيك المائي كإلكتروليت ، وهي بسيطة التركيب وسهلة الاستخدام.
آلية رد فعل الشحن والتفريغ كالتالي:
آلية رد فعل الشحن والتفريغ كالتالي:
تعد بطاريات الرصاص الحمضية واحدة من أكثر البطاريات استخدامًا في المائة عام الماضية ، ويرجع ذلك أساسًا إلى العديد من المزايا البارزة:
1.تكلفة منخفضة: 0.6 ~ 0.7rmb / Wh ؛
2-عملية التحضير بسيطة: معدات التحضير واستثمار المصانع ليست كبيرة ، وهي أصغر بكثير من بطاريات الليثيوم ؛
3.آمنة نسبيًا: احتمالية حدوث انفجار واحتراق منخفضة جدًا ؛
4.قوية التكيف البيئي: لديها نطاق عمل واسع ، والتغير في الأداء مع درجة الحرارة ليس جذريًا مثل بطاريات الليثيوم أيون ، ومتطلبات أنظمة التحكم في درجة الحرارة أقل ؛
5.سهلة إعادة التدوير وإعادة الاستخدام: من السهل نسبيًا إعادة تدوير المواد الفعالة من نفايات بطاريات الرصاص الحمضية ؛
6- تقنية ناضجة ومستقرة وموثوقة: تتمتع التكنولوجيا التي يزيد تاريخها عن 100 عام بخبرة غنية في الاستخدام وتستحق الاعتماد عليها ، ومع ذلك ، كانت بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية تعاني دائمًا من مشاكلها البارزة.
1. مشكلة العمر: تقليديا ، هناك فقط بضع مئات من الأعمار ؛
2. مشكلة العمل عالية الطاقة: في ظل ظروف العمل عالية السرعة فوق 0.5 درجة مئوية ، تحدث "ظاهرة الكبريتات" ويتسارع التوهين ، وهو أيضًا السبب الجذري لسوء عمر بطاريات الرصاص الحمضية ؛
3. كثافة الطاقة ليست عالية: فقط 20 ~ 40Wh / kg ، لذلك تختار معظم المناسبات ذات كثافة الطاقة العالية بطاريات الليثيوم ، وهو أيضًا سبب مهم للارتفاع القوي لبطاريات الليثيوم في السنوات الأخيرة ؛
4- إعادة التدوير وإعادة الاستخدام: على الرغم من أنه ليس من الصعب إعادة تدوير بطاريات الرصاص الحمضية ، إلا أن هناك العديد من المخالفات في إعادة تدوير بطاريات الرصاص الحمضية بسبب آلية إعادة التدوير غير السليمة وتدني الوعي بحماية البيئة بين الجمهور ، مما يؤدي أيضًا إلى هدر الموارد وتلوث البيئة.
مع تقدم المجتمع ، تتزايد باستمرار متطلبات تخزين طاقة البطاريات في المناسبات الاجتماعية المختلفة.في العقود القليلة الماضية ، حققت العديد من تقنيات البطاريات تقدمًا كبيرًا ، كما واجه تطوير بطاريات الرصاص الحمضية العديد من الفرص والتحديات.في هذا السياق ، وبجهود العلماء والمهندسين ، يضاف الكربون إلى المادة الفعالة للإلكترود السالب لبطاريات الرصاص الحمضية ، ولدت بطاريات الرصاص الكربونية - وهي نسخة مطورة من بطارية الرصاص الحمضية.
زهور جديدة: بطاريات الرصاص الكربونية
أكبر مشكلة في بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية هي تأثير الكبريت للقطب السالب بعد الخدمة طويلة الأمد في التيارات العالية ، مما يتسبب في فشل المواد وانخفاض مفاجئ في السعة.في الوقت نفسه ، شاهد الجميع الكثير من الأخبار المهمة حول تقدم البطارية ، مثل الشحن لمدة 7 ثوانٍ.في الواقع ، كل هذه الأخبار تدور حول المكثفات الفائقة ، والتي هي بطبيعتها سرعات شحن سريعة ، وليست بطاريات.ليس من الصعب أن نرى أن اللوحة القصيرة لبطاريات الرصاص الحمضية (الشحن السريع والتفريغ) هي بالضبط الحالة التي تكون فيها آلية السعة أفضل في التعامل معها.لذلك ، اعتقد شخص ما أن إضافة الكربون المنشط إلى القطب السالب لبطارية الرصاص الحمضية يمكن أن يجمع بين مزايا المكثف والبطارية.
في الواقع ، من الممكن استخدام مكثف فائق بالتوازي مع بطارية الرصاص الحمضية (يمكن أن يسمى هذا الاستخدام "التوازي الخارجي" ، أي أن البطارية والمكثف متكاملين ميكانيكياً بالتوازي كمكونين مستقلين).بالنسبة لبطاريات الرصاص والكربون ، يصبح الوضع في هذا الوقت "بطارية الرصاص الحمضية مع مزيج من الكربون الفائق" ، وهو دمج مزايا الطاقة النوعية العالية والعمر الطويل للمكثفات الكهربائية مزدوجة الطبقة في بطاريات الرصاص الحمضية ، تم تحسين الطاقة والطاقة المحددة ، وإطالة عمر البطارية ، لذلك يطلق عليها أيضًا "ultrabattery" في بعض الأماكن.
المادة النشطة للإلكترود السالب لبطاريات الرصاص الحمضية العادية هي الرصاص (Pb) ، بينما في بطاريات الرصاص والكربون ، يتم تغيير القطب السالب من Pb النقي إلى مادة الكربون (C) بخصائص السعة الكهربائية ذات الطبقة المزدوجة + الرصاص الإسفنج المميز للبطارية ( Pb) تركيبة مختلطة يتم مطابقة القطب السالب المركب ثنائي الوظائف ، أي القطب السالب للكربون الرصاص (الرصاص والكربون) ، مع القطب الموجب PbO2 لتشكيل بطارية الرصاص الكربوني.بشكل عام ، تظهر التغييرات في بطاريات الرصاص الكربونية بشكل أساسي على القطب السالب ، والتغيرات في محلول القطب الكهربائي والإلكترود الموجب ليست كبيرة.يمكن القول أن بطاريات الرصاص الكربونية يمكن القول إنها زهور جديدة تتفتح على الشجرة القديمة لبطاريات حمض الرصاص ، وقد تم إنتاج العديد من نتائج التطبيقات الجيدة في السنوات الأخيرة.في هذا الصدد ، من الطبيعي أن يُنسب الكربون المضاف.
في الوقت الحاضر ، تنتج العديد من شركات البطاريات في الداخل والخارج بطاريات الرصاص والكربون.تشمل الشركات التمثيلية اليابانية Furukawa و Ecoult و East Penn و Axion و Sacred Sun المحلية و Shuangdeng و Nandu و C&D.
تحليل مبدأ عمل بطارية الرصاص والكربون
إحدى المشكلات الأساسية في بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية هي كبريتات القطب السالب ، أي في وضع التفريغ عالي السرعة ، يتفاعل الرصاص الإسفنجي الموجود على القطب السالب مع HSO4- بسرعة لتشكيل PbSO4.في هذا الوقت ، نظرًا لأن زوج المواد المتفاعلة HSO4- و Pb يؤدي عدم تطابق العرض مع PbSO4 إلى أن يكون معدل نواة PbSO4 سريعًا جدًا ، مما يجعل PbSO4 المتولد (وهو عازل بطبيعته) "معجون" على سطح السالب قطب كهربائي ، أو يولد جزيئات كبيرة للغاية ؛يتم تكوينه بشكل موحد داخل اللوحة السلبية ، أو يتم إنشاء مخمل PbSO4 الناعم والموحد وسهل التقليل فقط على السطح.
طبقة تراكم PbSO4 أو الجسيم الكبير PbSO4 المتكون على السطح يقلل بشكل كبير من مساحة السطح الفعالة والمواد المطلوبة لنقل الإلكترون والتفاعل ، مما يجعل التفاعلات اللاحقة أكثر صعوبة ، مما يجعل الجزء الداخلي من اللوحة السالبة منطقة "ميتة".عند الشحن ، نظرًا لأن طبقة PbSO4 السطحية تعيق تفاعل الجسم لبطارية الرصاص الحمضية ، فإن إمكانات القطب السالب في هذا الوقت يجب أن تحلل الماء في البطارية إلى هيدروجين ، مما يؤدي إلى استنفاد المنحل بالكهرباء ، مما يؤدي إلى زيادة يؤدي إلى تدهور أداء البطارية.
المادة النشطة للإلكترود السالب لبطاريات الرصاص الحمضية العادية هي الرصاص (Pb) ، بينما في بطاريات الرصاص والكربون ، يتم تغيير القطب السالب من Pb النقي إلى مادة الكربون (C) بخصائص السعة الكهربائية ذات الطبقة المزدوجة + الرصاص الإسفنج المميز للبطارية ( Pb) تركيبة مختلطة يتم مطابقة القطب السالب المركب ثنائي الوظائف ، أي القطب السالب للكربون الرصاص (الرصاص والكربون) ، مع القطب الموجب PbO2 لتشكيل بطارية الرصاص الكربوني.بشكل عام ، تظهر التغييرات في بطاريات الرصاص الكربونية بشكل أساسي على القطب السالب ، والتغيرات في محلول القطب الكهربائي والإلكترود الموجب ليست كبيرة.يمكن القول أن بطاريات الرصاص الكربونية يمكن القول إنها زهور جديدة تتفتح على الشجرة القديمة لبطاريات حمض الرصاص ، وقد تم إنتاج العديد من نتائج التطبيقات الجيدة في السنوات الأخيرة.في هذا الصدد ، من الطبيعي أن يُنسب الكربون المضاف.
في الوقت الحاضر ، تنتج العديد من شركات البطاريات في الداخل والخارج بطاريات الرصاص والكربون.تشمل الشركات التمثيلية اليابانية Furukawa و Ecoult و East Penn و Axion و Sacred Sun المحلية و Shuangdeng و Nandu و C&D.
تحليل مبدأ عمل بطارية الرصاص والكربون
إحدى المشكلات الأساسية في بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية هي كبريتات القطب السالب ، أي في وضع التفريغ عالي السرعة ، يتفاعل الرصاص الإسفنجي الموجود على القطب السالب مع HSO4- بسرعة لتشكيل PbSO4.في هذا الوقت ، نظرًا لأن زوج المواد المتفاعلة HSO4- و Pb يؤدي عدم تطابق العرض مع PbSO4 إلى أن يكون معدل نواة PbSO4 سريعًا جدًا ، مما يجعل PbSO4 المتولد (وهو عازل بطبيعته) "معجون" على سطح السالب قطب كهربائي ، أو يولد جزيئات كبيرة للغاية ؛يتم تكوينه بشكل موحد داخل اللوحة السلبية ، أو يتم إنشاء مخمل PbSO4 الناعم والموحد وسهل التقليل فقط على السطح.
طبقة تراكم PbSO4 أو الجسيم الكبير PbSO4 المتكون على السطح يقلل بشكل كبير من مساحة السطح الفعالة والمواد المطلوبة لنقل الإلكترون والتفاعل ، مما يجعل التفاعلات اللاحقة أكثر صعوبة ، مما يجعل الجزء الداخلي من اللوحة السالبة منطقة "ميتة".عند الشحن ، نظرًا لأن طبقة PbSO4 السطحية تعيق تفاعل الجسم لبطارية الرصاص الحمضية ، فإن إمكانات القطب السالب في هذا الوقت يجب أن تحلل الماء في البطارية إلى هيدروجين ، مما يؤدي إلى استنفاد المنحل بالكهرباء ، مما يؤدي إلى زيادة يؤدي إلى تدهور أداء البطارية.
لحل هذه المشكلة ، يمكننا إضافة جزيئات الكربون في القطب السالب للرصاص ، والتي ستشكل بنية شبكة موصلة كما هو موضح في الشكل أعلاه.المزايا الرئيسية لهيكل الشبكة هي كما يلي:
1- توفير مراكز تفاعل: تتشكل مراكز تفاعلية جديدة على سطح جسيمات الكربون هذه ؛
2-تكوين شبكة موصلة لتقليل الاستقطاب ؛
3 تشكيل شبكة نقل كتلة أدق وموحدة لتعزيز التقدم المنتظم للتفاعلات الكهروكيميائية على سطح وداخل القطب ، وبالتالي تقليل تأثير الترسيب المركز لـ PbSO4 على السطح ؛
4 - باعتبارها مادة غير متجانسة ، فإنها تعوق نمو جسيمات PbSO4 وتجعلها موزعة بالتساوي ؛
5. من خلال التأثير السعوي للكربون ، يتم تحسين قدرة البطارية وخصائص الطاقة.
1- توفير مراكز تفاعل: تتشكل مراكز تفاعلية جديدة على سطح جسيمات الكربون هذه ؛
2-تكوين شبكة موصلة لتقليل الاستقطاب ؛
3 تشكيل شبكة نقل كتلة أدق وموحدة لتعزيز التقدم المنتظم للتفاعلات الكهروكيميائية على سطح وداخل القطب ، وبالتالي تقليل تأثير الترسيب المركز لـ PbSO4 على السطح ؛
4 - باعتبارها مادة غير متجانسة ، فإنها تعوق نمو جسيمات PbSO4 وتجعلها موزعة بالتساوي ؛
5. من خلال التأثير السعوي للكربون ، يتم تحسين قدرة البطارية وخصائص الطاقة.
بناءً على المزايا المذكورة أعلاه ، يمكن أن تؤدي إضافة الكربون إلى بطارية الرصاص الكربونية إلى كبح اتجاه الكبريت في القطب السالب بشكل فعال ، بحيث يتم تحسين عمر البطارية بشكل كبير.ليس ذلك فحسب ، فإن عملية إنتاج بطاريات الرصاص الكربونية لا تختلف اختلافًا جوهريًا عن عملية بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية.لا تحتاج إلى تغيير العملية الناضجة ، والإنتاج سهل لتحقيق الإنتاج على نطاق واسع ، خاصة بالنسبة لمتطلبات العمر الطويل والمتطلبات منخفضة التكلفة لبطاريات تخزين الطاقة.
بالنسبة لبطاريات الرصاص والكربون ، هناك العديد من أنواع الكربون المضافة: أسود الكربون ، والكربون المنشط ، والجرافين ، والجرافيت ، وألياف الكربون ، والأنابيب النانوية الكربونية.ومزاياها الرئيسية / الوظائف الرئيسية التي يمكن توفيرها لبطاريات الرصاص الكربونية هي: 1) التوصيل والتوصيل الحراري ؛2) هيكل مسام الشبكة ، والذي يوفر مساحة السطح المحددة المطلوبة للتفاعل وسعة الطبقة المزدوجة الكهربائية.يمكن القول أن تطوير بطاريات الرصاص الكربوني قد أعطى عائلة مادة الكربون مرحلة لعرض مواهبهم ، ولكن كيفية إيجاد توازن بين تحسين الأداء والتحكم في التكاليف قد تكون مشكلة تحتاج إلى الاهتمام في تطبيق الكربون المتقدم المواد في بطاريات الرصاص الكربونية.بالإضافة إلى ذلك ، يجب أيضًا التحكم في إضافة مواد الكربون.ستؤدي إضافة الكثير من مادة الكربون إلى سلسلة من المشكلات مثل تساقط المواد الفعالة على اللوحة.
ميزات العمل والأداء
يشكل القطب السالب لبطارية الرصاص والكربون شبكة موحدة ودقيقة نسبيًا من جزيئات الرصاص والكربون.تساعد هذه البنية في تقصير مسافة الانتشار وتحسين انتظام التفاعل ، كما أن للكربون نفسه خصائص توصيل وسعة جيدة.بالمقارنة مع بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية ، فهي تتمتع بقدرة أفضل على بدء التشغيل في درجات الحرارة المنخفضة ، وقدرة قبول الشحن وأداء تفريغ الشحن بالتيار العالي.
عند العمل بالتيار العالي: تعمل مادة الكربون المكثف بمثابة "عازلة".عندما تعمل بطارية الرصاص الكربوني تحت الشحن والتفريغ المتكرر للتيار العالي ، فإن مادة الكربون ذات الخصائص السعوية تطلق التيار أو تستقبله بشكل أساسي.مثل البطاريات الحمضية ، تحدث "كبريتات القطب السالب" بشكل حاد في ظل التيار العالي ، مما يطيل عمر خدمة البطارية بشكل فعال ؛
عند العمل بتيار منخفض: يستخدم القطب السالب للرصاص الإسفنجي بشكل أساسي لتوفير الطاقة باستمرار ، كما أن الطاقة المخزنة في الكربون كطاقة سعوية بسبب تأثير التيار العالي سوف تتفاعل أيضًا مع الرصاص القريب ، وسيصبح التفاعل تدريجيًا موحدًا.
يمكن زيادة كثافة الطاقة والطاقة إلى 40 ~ 60Wh / kg ، حوالي 300 ~ 400W / kg ، والأداء قريب بالفعل من قدرة بعض بطاريات الليثيوم ، والأهم من ذلك ، أن تكلفتها لا تزال 0.6 ~ 0.8rmb / Wh ، منخفضة بالمقارنة مع البطاريات الأخرى مثل بطاريات الليثيوم ، فإنها تتمتع بأكبر قدر من المزايا في المناسبات التي يكون فيها التحكم في التكاليف صارمًا.
عمر طويل ، دورة حياة طويلة في ظل ظروف الشحن والتفريغ الضحلة (مثل 4500 مرة (70٪ DOD))
وضع السوق والتحليل الفني: الرصاص الكربوني مقابل بطاريات الليثيوم مقابل غيرها؟
في السنوات الأخيرة ، كان تطوير بطاريات الليثيوم أيون سريعًا جدًا ، مما أعطى الكثير من الناس انطباعًا بأنه "يجب التخلص من بطاريات الرصاص الحمضية إذا كانت متخلفة".ومع ذلك ، في الواقع ، مع إدخال وتحسين تكنولوجيا بطاريات الرصاص الكربونية ، فإن قدرتها التنافسية الأساسية: التكلفة المنخفضة (0.6 ~ 0.8rmb / Wh) والحياة الجيدة تجعلها تستخدم على نطاق واسع في تخزين الطاقة الثابتة ، والمركبات الكهربائية منخفضة السرعة ، والكهرباء حققت الدراجات وغيرها من المجالات إنجازات كبيرة ، وأصبحت معارضًا قويًا لبطارية الليثيوم وغيرها من التقنيات.
1. فيما يتعلق بتخزين الطاقة الثابتة ، غالبًا ما تتطلب مجالات تخزين الطاقة مثل تخزين طاقة محطة الطاقة الكهروضوئية ، وتخزين طاقة الرياح ، وتنظيم ذروة الشبكة أن تتمتع البطاريات بخصائص كثافة الطاقة العالية ، ودورة الحياة الطويلة ، والسعر المنخفض.تتمتع بطاريات الرصاص الكربوني بميزة تنافسية أكبر في المناسبات ذات المساحة الواسعة ومتطلبات التكلفة العالية ، وبالحديث نسبيًا ، فإن تكلفة الاستثمار الأولية منخفضة نسبيًا.تعد بطاريات الليثيوم أكثر ملاءمة للمناسبات التي تتطلب مساحة وتكون أقل حساسية من حيث التكلفة نظرًا لكثافة طاقتها العالية وتكلفتها العالية ، وستكون أكثر تطوراً في مناسبات تخزين الطاقة الموزعة.مقارنةً بتقنيات تخزين الطاقة الأخرى ، مثل المكثفات (كثافة تخزين الطاقة المنخفضة جدًا ، والتي لا يمكن استخدامها إلا للتخزين المؤقت للطاقة) وبطاريات التدفق (النضج التكنولوجي المتوسط ، الحجم الأكبر بشكل ملحوظ) ، لا تزال تقنية الرصاص الكربوني تتمتع بقدرة تنافسية جيدة في هذه المرحلة .
2. فيما يتعلق بتخزين طاقة النقل ، فإن المزايا التنافسية الرئيسية لبطاريات الرصاص الكربونية هي التكلفة المنخفضة والأداء المستقر والسلامة الجيدة.ج: التكلفة المنخفضة تجعلها تتمتع بميزة في السوق المنخفضة مثل السيارات الكهربائية منخفضة السرعة.على الرغم من أن الدولة لديها فكرة الترويج لبطاريات الليثيوم ، إلا أنه يجب احترام قواعد السوق.ب. يتيح الأداء المستقر لبطاريات الرصاص والكربون توفير حماية موثوقة في ظل الظروف القاسية مثل درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة.على سبيل المثال ، يجب أن يكون مصدر طاقة بدء التشغيل للسيارة قادرًا على إخراج تيار كبير عند -20 درجة مئوية ، في حين أن أداء درجات الحرارة المنخفضة لبطاريات الليثيوم كان دائمًا عالميًا.مشكلة طويلة الأمد.ج- سلامة جيدة: لا يمكن المبالغة في التأكيد على سلامة أدوات النقل.بطاريات الليثيوم لها أوجه قصور في هذا الصدد بشكل موضوعي ، ولبطاريات الرصاص والحمض والكربون مزايا واضحة في هذا الصدد.
لذلك ، يعتقد المؤلف أن بطاريات الرصاص والكربون ستحتفظ بمكانتها المهيمنة في بعض المجالات الفرعية في السنوات الأخيرة.على الرغم من أن تقنيات مثل بطاريات الليثيوم تنمو بسرعة ، إلا أن كل من تقنيات البطاريات هذه لها مزاياها وعيوبها ، ولا يمكن استخدام أي تقنية لتخزين الطاقة في مختلف المقاييس والسيناريوهات.وفقًا لاحتياجات المجال ، فإن اختيار تطبيق تكنولوجيا تخزين الطاقة المناسب هو الطريقة الملكية.
الخاتمة:
بطارية الرصاص الحمضية هي تقنية بطاريات قديمة وعملية.أصبح الجيل الجديد من بطاريات الرصاص الكربونية التي تم إنتاجها من خلال إدخال تحسين مكثف الكربون بمثابة معزز مهم لتقنية البطاريات المذهلة هذه لمواصلة أسطورة في العصر الجديد.تعتبر التكلفة واستقرار الأداء والسلامة من المزايا الأساسية لهذا النوع من البطاريات ، لذلك ستظل تتمتع بقدرة تنافسية جيدة في مجالات تخزين الطاقة الثابتة والسيارات الكهربائية منخفضة التكلفة في السنوات الأخيرة.بالطبع ، تتحسن التقنيات المختلفة باستمرار ، ونتوقع أيضًا بفارغ الصبر أن تستمر تقنيات تخزين الطاقة الأحدث والأفضل في الظهور والنضج ، مما يوفر الراحة لحياتنا.
ميزات العمل والأداء
يشكل القطب السالب لبطارية الرصاص والكربون شبكة موحدة ودقيقة نسبيًا من جزيئات الرصاص والكربون.تساعد هذه البنية في تقصير مسافة الانتشار وتحسين انتظام التفاعل ، كما أن للكربون نفسه خصائص توصيل وسعة جيدة.بالمقارنة مع بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية ، فهي تتمتع بقدرة أفضل على بدء التشغيل في درجات الحرارة المنخفضة ، وقدرة قبول الشحن وأداء تفريغ الشحن بالتيار العالي.
عند العمل بالتيار العالي: تعمل مادة الكربون المكثف بمثابة "عازلة".عندما تعمل بطارية الرصاص الكربوني تحت الشحن والتفريغ المتكرر للتيار العالي ، فإن مادة الكربون ذات الخصائص السعوية تطلق التيار أو تستقبله بشكل أساسي.مثل البطاريات الحمضية ، تحدث "كبريتات القطب السالب" بشكل حاد في ظل التيار العالي ، مما يطيل عمر خدمة البطارية بشكل فعال ؛
عند العمل بتيار منخفض: يستخدم القطب السالب للرصاص الإسفنجي بشكل أساسي لتوفير الطاقة باستمرار ، كما أن الطاقة المخزنة في الكربون كطاقة سعوية بسبب تأثير التيار العالي سوف تتفاعل أيضًا مع الرصاص القريب ، وسيصبح التفاعل تدريجيًا موحدًا.
يمكن زيادة كثافة الطاقة والطاقة إلى 40 ~ 60Wh / kg ، حوالي 300 ~ 400W / kg ، والأداء قريب بالفعل من قدرة بعض بطاريات الليثيوم ، والأهم من ذلك ، أن تكلفتها لا تزال 0.6 ~ 0.8rmb / Wh ، منخفضة بالمقارنة مع البطاريات الأخرى مثل بطاريات الليثيوم ، فإنها تتمتع بأكبر قدر من المزايا في المناسبات التي يكون فيها التحكم في التكاليف صارمًا.
عمر طويل ، دورة حياة طويلة في ظل ظروف الشحن والتفريغ الضحلة (مثل 4500 مرة (70٪ DOD))
وضع السوق والتحليل الفني: الرصاص الكربوني مقابل بطاريات الليثيوم مقابل غيرها؟
في السنوات الأخيرة ، كان تطوير بطاريات الليثيوم أيون سريعًا جدًا ، مما أعطى الكثير من الناس انطباعًا بأنه "يجب التخلص من بطاريات الرصاص الحمضية إذا كانت متخلفة".ومع ذلك ، في الواقع ، مع إدخال وتحسين تكنولوجيا بطاريات الرصاص الكربونية ، فإن قدرتها التنافسية الأساسية: التكلفة المنخفضة (0.6 ~ 0.8rmb / Wh) والحياة الجيدة تجعلها تستخدم على نطاق واسع في تخزين الطاقة الثابتة ، والمركبات الكهربائية منخفضة السرعة ، والكهرباء حققت الدراجات وغيرها من المجالات إنجازات كبيرة ، وأصبحت معارضًا قويًا لبطارية الليثيوم وغيرها من التقنيات.
1. فيما يتعلق بتخزين الطاقة الثابتة ، غالبًا ما تتطلب مجالات تخزين الطاقة مثل تخزين طاقة محطة الطاقة الكهروضوئية ، وتخزين طاقة الرياح ، وتنظيم ذروة الشبكة أن تتمتع البطاريات بخصائص كثافة الطاقة العالية ، ودورة الحياة الطويلة ، والسعر المنخفض.تتمتع بطاريات الرصاص الكربوني بميزة تنافسية أكبر في المناسبات ذات المساحة الواسعة ومتطلبات التكلفة العالية ، وبالحديث نسبيًا ، فإن تكلفة الاستثمار الأولية منخفضة نسبيًا.تعد بطاريات الليثيوم أكثر ملاءمة للمناسبات التي تتطلب مساحة وتكون أقل حساسية من حيث التكلفة نظرًا لكثافة طاقتها العالية وتكلفتها العالية ، وستكون أكثر تطوراً في مناسبات تخزين الطاقة الموزعة.مقارنةً بتقنيات تخزين الطاقة الأخرى ، مثل المكثفات (كثافة تخزين الطاقة المنخفضة جدًا ، والتي لا يمكن استخدامها إلا للتخزين المؤقت للطاقة) وبطاريات التدفق (النضج التكنولوجي المتوسط ، الحجم الأكبر بشكل ملحوظ) ، لا تزال تقنية الرصاص الكربوني تتمتع بقدرة تنافسية جيدة في هذه المرحلة .
2. فيما يتعلق بتخزين طاقة النقل ، فإن المزايا التنافسية الرئيسية لبطاريات الرصاص الكربونية هي التكلفة المنخفضة والأداء المستقر والسلامة الجيدة.ج: التكلفة المنخفضة تجعلها تتمتع بميزة في السوق المنخفضة مثل السيارات الكهربائية منخفضة السرعة.على الرغم من أن الدولة لديها فكرة الترويج لبطاريات الليثيوم ، إلا أنه يجب احترام قواعد السوق.ب. يتيح الأداء المستقر لبطاريات الرصاص والكربون توفير حماية موثوقة في ظل الظروف القاسية مثل درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة.على سبيل المثال ، يجب أن يكون مصدر طاقة بدء التشغيل للسيارة قادرًا على إخراج تيار كبير عند -20 درجة مئوية ، في حين أن أداء درجات الحرارة المنخفضة لبطاريات الليثيوم كان دائمًا عالميًا.مشكلة طويلة الأمد.ج- سلامة جيدة: لا يمكن المبالغة في التأكيد على سلامة أدوات النقل.بطاريات الليثيوم لها أوجه قصور في هذا الصدد بشكل موضوعي ، ولبطاريات الرصاص والحمض والكربون مزايا واضحة في هذا الصدد.
لذلك ، يعتقد المؤلف أن بطاريات الرصاص والكربون ستحتفظ بمكانتها المهيمنة في بعض المجالات الفرعية في السنوات الأخيرة.على الرغم من أن تقنيات مثل بطاريات الليثيوم تنمو بسرعة ، إلا أن كل من تقنيات البطاريات هذه لها مزاياها وعيوبها ، ولا يمكن استخدام أي تقنية لتخزين الطاقة في مختلف المقاييس والسيناريوهات.وفقًا لاحتياجات المجال ، فإن اختيار تطبيق تكنولوجيا تخزين الطاقة المناسب هو الطريقة الملكية.
الخاتمة:
بطارية الرصاص الحمضية هي تقنية بطاريات قديمة وعملية.أصبح الجيل الجديد من بطاريات الرصاص الكربونية التي تم إنتاجها من خلال إدخال تحسين مكثف الكربون بمثابة معزز مهم لتقنية البطاريات المذهلة هذه لمواصلة أسطورة في العصر الجديد.تعتبر التكلفة واستقرار الأداء والسلامة من المزايا الأساسية لهذا النوع من البطاريات ، لذلك ستظل تتمتع بقدرة تنافسية جيدة في مجالات تخزين الطاقة الثابتة والسيارات الكهربائية منخفضة التكلفة في السنوات الأخيرة.بالطبع ، تتحسن التقنيات المختلفة باستمرار ، ونتوقع أيضًا بفارغ الصبر أن تستمر تقنيات تخزين الطاقة الأحدث والأفضل في الظهور والنضج ، مما يوفر الراحة لحياتنا.