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Jul 05, 2023

Utilizzo di additivi al carbonio per migliorare le prestazioni delle batterie AGM

Le batterie che funzionano in ambienti con stato di carica parziale (PSOC) possono soffrire di una ridotta accettazione della carica che può portare a una progressiva perdita di capacità. Domande e risposte con Fred Wehmeyer, vicepresidente di ingegneria |

Le batterie che funzionano in ambienti con stato di carica parziale (PSOC) possono soffrire di una ridotta accettazione della carica che può portare a una progressiva perdita di capacità.

Domande e risposte con Fred Wehmeyer, vicepresidente di ingegneria | Batteria americana

Sono il vicepresidente senior dell'ingegneria per la US Battery Manufacturing Company, Inc. Lavoro nel settore delle batterie ricaricabili da 48 anni e ho esperienza con batterie ricaricabili FLA, AGM, GEL, NiCd, NiMH, agli ioni di litio e ai polimeri di litio. Ho una laurea in Elettrochimica e ho svolto lavori di laurea in Ingegneria Gestionale e Six Sigma/Lean Engineering.

Le batterie al piombo acido (FLA) contengono elettrolito liquido libero che può fuoriuscire se la batteria viene inclinata di oltre ~45⁰. Esistono sia versioni a ciclo profondo che versioni a ciclo non profondo delle batterie FLA. Le versioni senza ciclo profondo vengono utilizzate nelle applicazioni SLI (avviamento del motore) e non devono essere utilizzate in applicazioni a ciclo profondo. Le batterie FLA a ciclo profondo richiedono un'aggiunta regolare di acqua, mentre le batterie SLI esenti da manutenzione normalmente no. Le batterie Absorbed Glass Mat (AGM) sono un tipo di batterie al piombo-acido regolate da valvola sigillata (VRLA).

L'altro tipo di batteria VRLA sigillata è la batteria con elettrolita gelificato (GEL). Le batterie VRLA sono essenzialmente a tenuta stagna e possono essere utilizzate in qualsiasi geometria tranne che capovolte. Le batterie VRLA non richiedono l'aggiunta di acqua e solitamente sono sigillate ad eccezione di una valvola unidirezionale.

Le batterie al litio sono disponibili sia nella versione ricaricabile (secondaria) che non ricaricabile (primaria). Le batterie al litio ricaricabili sono disponibili nelle versioni agli ioni di litio, al litio metallico e ai polimeri di litio. Le più popolari sono le batterie agli ioni di litio disponibili in una varietà di prodotti chimici al litio. Alcuni esempi sono l'ossido di litio cobalto, l'ossido di litio nichel cobalto, l'ossido di litio manganese, l'ossido di litio nichel manganese cobalto e il fosfato di litio ferro.

Le batterie FLA hanno una densità di energia maggiore rispetto alle batterie AGM, ma le batterie AGM hanno una densità di potenza maggiore. Di conseguenza, le batterie AGM si trovano spesso in applicazioni che richiedono scariche ad alta corrente come l'avviamento del motore o i sistemi UPS. Poiché le batterie AGM non richiedono l'aggiunta di acqua, si trovano generalmente in applicazioni in cui la manutenzione è difficile o costosa, ad esempio in cima a una montagna. Poiché le batterie AGM sono sigillate, possono essere utilizzate in ambienti di ufficio, in ambienti di stoccaggio di alimenti o farmaci o in altre applicazioni in camere bianche.

Le batterie AGM hanno un costo di acquisto per wattora più elevato ma spesso hanno un costo operativo inferiore a causa della necessità di manutenzione delle batterie FLA.

La linea avanzata di batterie AGM a ciclo profondo di US Battery presenta una durata del ciclo migliorata e una maggiore accettazione della carica per abbinare più fedelmente le prestazioni della batteria agli ioni di litio. Ciò è ottenuto attraverso l'uso di piastre positive spesse, materiale attivo positivo ad alta densità, tecnologia avanzata di separazione del tappetino di vetro e tecnologia avanzata del carbonio.

Le batterie che funzionano in ambienti con stato di carica parziale (PSOC) possono soffrire di una ridotta accettazione della carica che può portare a una progressiva perdita di capacità. Questo viene spesso definito una diminuzione dell'accettazione dinamica della carica (DCA). Gli additivi avanzati al carbonio possono essere utilizzati sia nelle batterie FLA per migliorare il DCA nelle batterie EFB (Enhanced Flooded Battery) per veicoli con avviamento/arresto, sia nelle batterie AGM per migliorare il DCA.

Le avanzate batterie AGM a ciclo profondo di US Battery offrono vantaggi significativi nello stoccaggio dell'energia, inclusa una maggiore accettazione della carica per accettare velocità di carica più elevate per una ricarica più rapida. Offrono inoltre una migliore accettazione dinamica della carica per resistere agli effetti deleteri del funzionamento PSOC spesso riscontrati nelle applicazioni di stoccaggio dell'energia solare, eolica e micro-idro.

Come discusso in precedenza, le batterie AGM offrono una densità di potenza più elevata e si trovano spesso nell'avviamento del motore, nei sistemi di continuità e nelle applicazioni di accumulo di energia ad alta potenza.

Poiché sono sigillati, possono essere utilizzati negli uffici, nello stoccaggio di alimenti e farmaci e in camere bianche. Hanno anche meno probabilità di congelarsi in applicazioni a basse temperature come lo stoccaggio di alimenti freddi e farmaci.