Advantages of Nickel Iron Batteries over Lead Acid Batteries
- Deeper depth of discharge
- More specific energy at recommended depth of discharge
- More volumetric energy density at recommended depth of discharge
- Capable of higher rate of charging
- Much longer cycle life
- Much longer shelf life
- Longer float charging life
- Higher efficiency
- Higher maximum operating temperature (air conditioning not required)
- Higher safe storage temperature
- No lead content
- No acid content
The Industrial Series Nickel Iron batteries are imported from one of the largest battery factories in the world, located in Sichuan province of Western China. Tento výrobní závod vyrábí baterie již od roku 1971 a je známý výrobou nejkvalitnějších dostupných baterií.
Tyto baterie je nutné zasílat jako položku Hazmat s nainstalovaným elektrolytem.
Kontaktujte nás pro nabídku dopravy. (Třída přepravy je UN2795 třída 8.)
Krátká historie NiFe baterie
Poslední baterie, kterou kdy koupíte?“
Před více než sto lety našel Thomas Edison konstrukci baterie, kterou považoval za téměř dokonalou. Dnes mají nikl-železné baterie (NiFe) aktualizovanou verzi, která se vyrábí speciálně pro off grid a systémy obnovitelné energie.
Nikl-železná baterie s plnitelným alkalickým elektrolytem má velkou kapacitu (až 48 kilowatthodin) pro 12, 24 nebo 48voltové systémy. Tuto téměř nezničitelnou baterii lze bez újmy vybít až na 80 % její kapacity.
Některé Edisonovy baterie jsou stále v provozu. Při předpokládané životnosti 30 let lze elektrolyt vyměnit a baterie vydrží dalších 30 let. Hydroxid draselný je elektrolyt, který Edison používal po dobu 25 let provozu. Přídavek hydroxidu lithného přidává k předpokládané životnosti dalších 5 let provozu.
Jak fungují NiFe baterie
Každá skupina 10 článků při napětí 1,2 V tvoří 12voltový modul. Více baterií lze zapojit sériově a paralelně pro dosažení vyššího napětí a větší kapacity v ampérhodinách.
Schopnost přežít časté cyklování je dána nízkou rozpustností reaktantů v elektrolytu. Na rozdíl od olověných akumulátorů se desky akumulátoru NIFe nerozpouštějí v alkalickém elektrolytu. Nedochází k sulfataci, protože desky nemění svůj stav.
Srovnání olověných a nikl-železných akumulátorů
Olověné akumulátory jsou náchylné k poškození při teplotách nad 80F a pod 32F. Nosná konstrukce olověného akumulátoru by se mohla při vyšších teplotách roztavit. Nikl-železné akumulátory mají ocelovou konstrukci. Niklové a železné desky se nikdy nerozpouštějí v elektrolytu; vždy zůstávají v pevné kovové formě. Nízké teploty mohou zpomalit výkon, ale když se baterie opět zahřeje, nikdy nedojde ke ztrátě kapacity.
Použití nikl-železa pro potřeby skladování energie mimo síť nebo z obnovitelných zdrojů je skvělý nápad. Nikl-železné akumulátory, které výrazně překonávají sedmiletou životnost svých olověných protějšků, se rychle stávají ekologicky citlivou volbou pro off-grid a systémy obnovitelné energie.
Je důležité porovnat dostupné ampérhodiny těchto akumulátorů s ampérhodinami olověných akumulátorů.
U olověných akumulátorů můžete vybít pouze 20 až 30 % celkové kapacity akumulátoru, abyste dosáhli pětileté životnosti. To znamená naddimenzování olověného akumulátoru, což způsobuje problémy s počtem paralelních řetězců a se správnými vstupy pro dobíjení obrovského akumulátoru.
Doporučujeme vyvážený systém, jehož součástí je mít akumulátor, který lze dobít během jednoho dne s dodatečným výkonem, abyste mohli současně provozovat zátěž.
Pro příklad porovnejte nikl-železný akumulátor s 24voltovým olověným akumulátorem s kapacitou 1200 ampérhodin a doporučenou hloubkou vybití 30 %. Olověný akumulátor by poskytoval 360 ampérhodin dostupné kapacity. Při vybití na 50 % by bylo k dispozici nanejvýš 600 ampérhodin. Toto 50% vybití zkrátí životnost olověného akumulátoru na méně než 5 let. Pro dosažení stejné kapacity s nikl-železem bychom doporučili Ni-Fe akumulátor s kapacitou 500-600 Ah. Menší 500 Ah článek by byl dostačující a poskytoval by 350 Ah při 70% hloubce vybití. Článek o kapacitě 600 Ah by byl více než dostatečný a nabízí větší kapacitu elektrolytu než článek o velikosti 500 Ah.
V tomto příkladu by článek o kapacitě 600 Ah nabízel 480 Ah dostupné kapacity při 80 % hloubce vybití a 300 Ah při 50 % hloubce vybití.
Elektrolyt
Alkalický elektrolyt v nikl-železné baterii řady USA je vzorec patentovaný společností Encell, který se skládá z KOH, (hydroxid draselný) a LIOH, (hydroxid lithný). Tato nová směs elektrolytu zajistí více než 11 000 cyklů, než bude potřeba elektrolyt obnovit. Jinými slovy, tato baterie může pracovat 30 let, než bude potřeba vyměnit elektrolyt. Kombinovaný roztok hydroxidu draselného a hydroxidu lithného zlepšuje výkonnost baterií (např. životnost při cyklech, energetickou účinnost, široký rozsah provozních teplot).
Různé standardní koncentrace elektrolytu umožňují provozovat NiFe baterii v teplotním rozmezí od -4F do 140F, díky čemuž je baterie schopna odolávat velkým teplotním výkyvům, které existují v některých odlehlých oblastech.
Chemické reakce při nabíjení baterie Edison Storage probíhají:
1. Nabíjení baterie Edison Storage probíhá při teplotách od -4F do 140F. Oxidace z nižšího na vyšší oxid niklu v kladné desce.
2. Redukce z oxidu železitého na kovové železo v záporné desce. Oxidaci a redukci provádí kyslík a vodík uvolněný na příslušných pólech elektrolytickým rozkladem vody během nabíjení. Nabíjení kladné desky je tedy pouhým procesem zvyšování poměru kyslíku k niklu.
Nabíjení
Děj, který probíhá v Edisonově článku při nabíjení i vybíjení, je přenos kyslíku z jedné elektrody na druhou nebo z jedné skupiny desek na druhou. Tento proces se nazývá rovnice nabíjení kyslíkem. V nabitém článku je aktivní materiál kladné desky superoxidovaný (nikl III, oxid-hydroxid) a aktivní materiál záporných desek FE(OH2) je v houbovitém nebo dezoxidovaném stavu.
Rychlost nabíjení u nikl-železné baterie může být až C/5. V případě, že je nikl-železná baterie nabitá, může být rychlost nabíjení až C/5. Jedná se o kapacitu baterie X5 v ampérhodinách. Pro baterii s kapacitou 500 Ah je rychlost C/1 500/5 nebo 100 ampérů za hodinu nabíjecího proudu. Akumulátor můžete nabíjet pomocí libovolného regulátoru nabíjení MPPT nebo většiny regulátorů nabíjení PWM a dosáhnout konkrétního nabíjecího napětí.
Nikl-železný akumulátor je schopen vydržet nárazové nabíjení a tato krátkodobá nabíjení vysokou rychlostí lze provádět za předpokladu, že teplota elektrolytu nepřesáhne 115 °C. Tato krátkodobá nabíjení jsou velmi účinná a nezpůsobují žádné zranění. Po dobu 30 minut lze použít až trojnásobek normální rychlosti, což se obvykle provádí pomocí generátoru. Běžně se baterie nabíjí na 1,65 V na článek. U 12voltové jmenovité baterie obvykle používáme 10 X 1,2voltových článků. Při nabíjení by tato 12voltová baterie měla dosáhnout napětí 16,5 V.
Při práci se specifickými měniči lze použít o jeden článek v sérii méně. To umožňuje dosáhnout vyššího napětí na článek, aniž by došlo k překročení limitů měniče. Vzhledem k tomu, že NiFe baterie fungují až na 118 % jmenovité kapacity, nemá jmenovitá ztráta jednoho článku vliv na celkovou kapacitu.
Tyto články se rády zpracovávají. Nabijte je a pořádně baterie zatěžujte. Zjistíte, že baterie bude při intenzivním používání fungovat lépe, než kdybyste ji nechali v plovoucím stavu.
Vybíjení
Při vybíjení se kladné desky odkyselují a kyslík s přirozenou afinitou k železu přechází na záporné desky a oxiduje je. Je přípustné průběžné vybíjení až o 25 % nad normál. To by bylo při C4. Příležitostně a krátkodobě lze dosáhnout až šestinásobku normálu. Normální hodnota by byla C/1.
Péče a údržba
U niklových železných baterií dochází ke kalandrovému vybíjení a pokud nejsou používány, ztrácejí energii. Olověné baterie mají také calender fade; olověné baterie se však nezotaví, pokud se napětí příliš často snižuje. Nikl-železné baterie se z nízké hloubky vybití zcela zotaví a při každodenním používání fungují dobře. Baterie čas od času vyžadují zalévání destilovanou vodou.
Přeprava
Tyto baterie je nutné přepravovat jako položku Hazmat s nainstalovaným elektrolytem.
Kontaktujte nás pro nabídku přepravy. (Třída přepravy je UN2795 třída 8.)
Specifikace průmyslové řady nikl-železných baterií
Aktualizovaná záruka na nikl-železné baterie
.