鉅大LARGE | 點擊量:484次 | 2022年03月24日
鉛酸蓄電池細(xì)胞可"死而復(fù)生"
研究人員確定了每6個電池中的硫酸鹽化過程,并設(shè)計出了一種新算法,在充電時可以減少硫化,并且還能在其他形式的退化發(fā)生前停止充電。
諾??四戏借F路NS999號機(jī)車是美國第一輛完全由電池供電的電動機(jī)車,由1080塊12V鉛酸蓄電池組成能量儲存系統(tǒng)。但當(dāng)這些鉛酸電池壽命耗盡時,機(jī)車將面對缺少電源停駛的命運(yùn)。
為解決這一問題,近日美國賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究團(tuán)隊正在開發(fā)一個更具成本效益的方法,以延長電池的使用壽命。
NS999號機(jī)車從2008年開始研制,以評估動力鋰離子電池技術(shù)在機(jī)車上的應(yīng)用,特別是節(jié)能減排方面的成效。該實驗機(jī)車中的電池與汽車充電電池類似,多次充電后面對老化。重要原因是鉛酸蓄電池會出現(xiàn)硫酸鹽化,導(dǎo)致電池充放電頻繁,從而造成硫酸鉛的累積,損害性能。
在最近的一項研究中,研究人員正尋找方法提高對普通電池的管理實踐。這種方法不會損傷電池,簡單且廉價只需使用較少的傳感器、電子及配套五金件。同時,仍能有效保持識別以及降低硫化。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
賓夕法尼亞州立大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)教授克里斯托弗·拉恩說:我們想扭轉(zhuǎn)電池硫化的局面以振興電池工業(yè)。
拉恩與機(jī)械工程專業(yè)的助理石瑛、克里斯托弗·佛恩,在三個月間循環(huán)使用鉛酸蓄電池并將會同樣應(yīng)用于機(jī)車。他們用被稱為電阻抗譜和充分充放電的方式確定了電池的老化機(jī)理。通過這一點,研究人員確定了每6個電池中的硫酸鹽化過程,并設(shè)計出了一種新算法,在充電時可以減少硫化,并且還能在其他形式的退化發(fā)生前停止充電。
該算法成功恢復(fù)了電池死細(xì)胞,并提高了電池的綜合能力,研究人員在最新一期的《動力來源》雜志發(fā)表了這一成果。
拉恩說:我們減少硫化并新增了電池的容量,不過我們并沒有使用全新的方式也沒能做到這一點,但是電池性能仍得到很大的提升。
研究人員將單個電池容量與總電池組容量分別提高了41%與30%。甚至更好的結(jié)果有可能出現(xiàn)假如硫酸是唯一導(dǎo)致電池的老化原因。但是,研究人員發(fā)現(xiàn)還有別的因素造成電池性能的下降。
拉恩指出,他們確定其一些電池細(xì)胞可能有水損失的問題。其他的因素也可能破壞鉛酸電池的性能,如正電極腐蝕、不可逆轉(zhuǎn)的硬硫化、電解液分層、內(nèi)部短路和機(jī)械損傷等。