بررسي افزودني كربني به صفحه منفي در عملكرد باتري‌هاي سرب اسيدي

Investigation of Addition of Carbon to Negative Electrode on Lead Acid Battery Performance

امروزه تقاضا‌هاي رو به رشدي از طرف صنعت خودروسازي ، براي باتري‌هايي كه بازده جذب جريان شارژ با نرخ بالا را در داشته باشند شكل گرفته است. شارژ مجدد با نرخ‌هاي بالا لازمه بكارگيري در خودروهايي است كه به واسطه الزامات زيست محيطي و همچنين كاهش مصرف سوخت مي‌باشند. در اين خودروهاي ميكرو هيبريدي از انرژي آلترناتور در زمان ترمز خودرو، جهت شارژ كردن مجدد باتري بهره برده مي‌شود. خرابي باتري‌هاي سرب اسيدي در اين كاربرد به سبب گسترش تجمع سولفات‌هاي سرب در سطح صفحات منفي اتفاق مي‌افتد. اين اتفاق سبب مي‌شود در طي شارژ مجدد با نرخ جريان بالا، سولفات‌هاي سرب نتوانند به طور موثر به سرب اسفنجي برگردند. در اين كار، با افزودن ماده كربني ويژه‌اي به خمير الكترودهاي منفي الكترودهاي منفي جديدي طراحي شدند. عمر چرخه‌اي الكترودها، با و بدون كربن و بر اساس استاندارد EN 50342 مورد بررسي قرارگرفت. نتايج بيانگر بهبود عمر چرخه‌اي و پارامتر پذيرش شارژ در حضور افزودني كربني است. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي هم نشان دهنده كاهش اندازه كريستالهاي سولفاتهاي سطحي، در نمونه حاوي افزودني كربني است.

In car industry, There are growing demands for batteries that able to be recharged efficiently at High Rate Partial State of Charge (HRPSoC) conditions. A high rate of recharging of the battery is needed to associate with regenerative braking, which is required for good fuel economy in micro-hybrid electric vehicles. In lead-acid batteries used in this application, failure of the battery tended to occur at the negative plate, as a result of progressive accumulation of lead sulphate on the surfaces of the negative plates. This occurs because the lead sulphate cannot be converted efficiently back to sponge lead during high rate recharging. In this work we designed negative electrodes by adding an especial carbon to conventional negative electrodes. Cycle life of the electrodes, with and without the carbon additive, were considered according to EN 50342 standard. The results show improvement in the cycle life and charge acceptance parameter by using carbon additive. Scanning electron microscopy (SEM) images show decrease in the size particle of lead sulfate crystals with the carbon addition.