رشد خودروهای هیبریدی در میان کمبود باتری VRLA متوقف می شود

تصور کنید که یک خودرو هیبریدی به طور کارآمد ترمز می کند، با سیستم بازیابی انرژی آن که انرژی حرکتی را به برق ذخیره شده در باتری تبدیل می کند.این بازیابی انرژی کارآمد می تواند به طور متناقض تخریب باتری را تسریع کند.باتری های سرب اسید تنظیم شده با دریچه (VRLA) ، در حالی که یک راه حل ذخیره سازی انرژی بالغ در نظر گرفته می شوند، دقیقاً با این چالش روبرو هستند.

شمشیر دو لبه ی تکنولوژی VRLA

Although VRLA batteries offer significant advantages over traditional flooded lead-acid batteries—including the ability to cycle in partial state-of-charge conditions—their inherent limitations are becoming increasingly apparentتحقیقات اخیر نشان می دهد که باتری های VRLA نمی توانند به طور مستقل الکترودهای منفی خود را شارژ کنند.که محدودیت عملکردی بحرانی را نشان می دهد..

چالش اساسی این تکنولوژی در حفظ تعادل ظریف بین سرعت تکامل هیدروژن و خوردگی شبکه در باتری است.ارتقاء بیش از حد هیدروژن به تدریج الکترود منفی را تخلیه می کند، که منجر به کاهش ظرفیت می شود.این پدیده به ویژه در کاربردهای خودروهای هیبریدی مشکل ساز است، جایی که قطبی شدن قوی در طول فرآیندهای بازیابی انرژی تکامل هیدروژن را تشدید می کند.، تسریع تخریب الکترود منفی.

مزایایی در مقابل محدودیت های رشد

باتری های اسید سرب سنتی نیاز به نگهداری منظم آب و خطر نشت مه اسیدی دارند که باتری های VRLA از طریق طرح های مهر و موم به طور موثر حل می شوند.این پیشرفت ها هزینه های نگهداری و خطرات زیست محیطی را کاهش می دهند در حالی که چگالی انرژی بیشتر و طول عمر طولانی تری را ارائه می دهند، باعث می شود باتری های VRLA برای سیستم های UPS و ابزارهای الکتریکی محبوب باشند.

اما محدودیت های این تکنولوژی بیشتر و بیشتر آشکار می شود. فراتر از از دست دادن ظرفیت قطعات منفی و مشکلات تکامل هیدروژن،باتری های VRLA حساسیت درجه حرارت قابل توجهی را نشان می دهنددمای بالا واکنش های شیمیایی داخلی را تسریع می کند، عمر باتری را کوتاه می کند، در حالی که دمای پایین عملکرد تخلیه را کاهش می دهد.هزینه نسبتاً بالا از باتری های VRLA، استفاده از آنها را در کاربردهای حساس به قیمت محدود می کند.

مسیرهای نوآوری برای فناوری VRLA

محققان در حال بررسی رویکردهای متعدد برای غلبه بر این محدودیت ها هستند. راه حل های امیدوار کننده شامل توسعه مواد الکترود جدید برای افزایش تراکم انرژی و عمر چرخه،بهینه سازی ساختارهای باتری داخلی برای به حداقل رساندن تکامل هیدروژن و خوردگی شبکه، و بهبود سیستم های مدیریت باتری (BMS) برای کنترل دقیق شارژ و تخلیه برای افزایش عمر عملیاتی و ایمنی.

با وجود این چالش ها، باتری های VRLA در کاربردهای ذخیره سازی انرژی خاص رقابتی باقی می مانند. پیشرفت های تکنولوژیکی مداوم نشان می دهد که آنها در بخش های انرژی اهمیت خود را حفظ خواهند کرد.به ویژه برای برنامه های کاربردی حساس به هزینه که در آن تراکم انرژی و الزامات چرخه زندگی فوق العاده مهم نیستند.

مسیرهای تحقیقاتی آینده

اولویت های اصلی تحقیق شامل توسعه مواد شبکه مقاوم به خوردگی بیشتر برای افزایش عمر باتری، بهینه سازی ساختارهای داخلی برای سرکوب تکامل هیدروژن،و ایجاد راه حل های پیشرفته BMS برای افزایش عملکرد و ایمنیاز طریق این نوآوری ها ، باتری های VRLA می توانند پتانسیل بیشتری را برای وسایل نقلیه هیبریدی و سایر کاربردهای ذخیره انرژی باز کنند.