Nickel Iron Battery (Industrial Series)

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. Ten zakład produkcyjny buduje akumulatory od 1971 roku i jest znany z produkcji najwyższej jakości dostępnych akumulatorów.

Te akumulatory muszą być wysyłane jako Hazmat z zainstalowanym elektrolitem.
Skontaktuj się z nami, aby uzyskać wycenę wysyłki. (Klasa transportowa to UN2795 Klasa 8.)

Krótka historia baterii NiFe

Ostatnia bateria, jaką kiedykolwiek kupisz?

Ponad sto lat temu Thomas Edison znalazł projekt baterii, który uważał za niemal doskonały. Dziś baterie niklowo-żelazowe (NiFe) mają unowocześnioną wersję, która jest specjalnie produkowana dla systemów off grid i energii odnawialnej.

Bateria niklowo-żelazowa z uzupełnianym elektrolitem alkalicznym ma dużą pojemność magazynowania (do 48 kilowatogodzin) dla systemów 12, 24 lub 48 woltowych. Ta prawie niezniszczalna bateria może być rozładowana do 80% swojej pojemności bez żadnej szkody.

Niektóre z baterii Edisona są nadal w użyciu. Przy 30-letniej żywotności elektrolit może być wymieniony i bateria jest dobra na kolejne 30 lat. Wodorotlenek potasu jest elektrolitem, którego Edison używał przez 25 lat pracy. Dodatek wodorotlenku litu dodaje kolejne 5 lat do oczekiwanej żywotności.

Jak działają baterie NiFe

Każda grupa 10 ogniw @ 1,2 V, tworzy moduł 12 V. Wiele akumulatorów można łączyć szeregowo i równolegle w celu uzyskania wyższych napięć i większej pojemności amperogodzin.

Wytrzymałość na częste cykle jest spowodowana niską rozpuszczalnością reagentów w elektrolicie. W przeciwieństwie do akumulatorów kwasowo-ołowiowych, płyty akumulatora NIFe nie rozpuszczają się w elektrolicie alkalicznym. Nie dochodzi do zasiarczenia, ponieważ płyty nie zmieniają stanu skupienia.

Porównanie akumulatorów kwasowo-ołowiowych i niklowo-żelazowych

Akumulatory kwasowo-ołowiowe są podatne na uszkodzenia w temperaturach powyżej 80F i poniżej 32F. Konstrukcja nośna akumulatora kwasowo-ołowiowego może stopić się w wyższych temperaturach. Akumulatory niklowo-żelazowe mają konstrukcję stalową. Płyty niklowe i żelazne nigdy nie rozpuszczają się w elektrolicie; zawsze pozostają w swojej stałej metalowej formie. Niskie temperatury mogą spowolnić wydajność, ale kiedy bateria rozgrzeje się z powrotem, nigdy nie będzie żadnej utraty pojemności.

Używanie niklu i żelaza do przechowywania energii odnawialnej lub poza siecią to świetny pomysł. Znacznie przekraczając 7-letni cykl życia ich ołowiowo-kwasowych odpowiedników, systemy akumulatorów niklowo-żelazowych szybko stają się ekologicznie wrażliwym wyborem dla systemów off-grid i energii odnawialnej.

Jest ważne, aby porównać dostępne amperogodziny w tych akumulatorach z amperogodzinami dostępnymi w akumulatorach kwasowo-ołowiowych.

W przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych można rozładować tylko 20 do 30% całkowitej pojemności akumulatora, aby uzyskać 5 lat życia. Oznacza to przekroczenie rozmiaru akumulatora kwasowo-ołowiowego, co powoduje problemy z liczbą równoległych ciągów i z posiadaniem odpowiednich wejść do ładowania ogromnego akumulatora.

Filozofia projektowania

Zalecamy zrównoważony system, który obejmuje posiadanie akumulatora, który może być naładowany w ciągu jednego dnia z dodatkową mocą, aby utrzymać obciążenie w tym samym czasie.

Jako przykład, porównaj akumulator niklowo-żelazowy z 24 V 1200 amperogodzinnym akumulatorem kwasowo-ołowiowym z zalecaną głębokością rozładowania 30%. Akumulator kwasowo-ołowiowy zapewniłby 360 amperogodzin dostępnej pojemności. Co najwyżej, 600 amperogodzin byłoby dostępne, jeśli rozładowany do 50%. To 50% DOD skróci żywotność akumulatora kwasowo-ołowiowego do mniej niż 5 lat. Aby osiągnąć tę samą pojemność z żelazem niklowym, zalecamy akumulator 500-600Ah Ni-Fe. Mniejsze ogniwo 500 Ah byłoby wystarczające i zapewniłoby 350 Ah przy 70% głębokości rozładowania. Ogniwo 600 Ah byłoby więcej niż wystarczające i oferuje większą pojemność elektrolitu niż ogniwo 500 Ah.

W tym przykładzie, ogniwo 600 Ah oferowałoby 480 Ah dostępnej pojemności przy 80% DOD i 300 Ah przy 50% DOD.

Elektrolit

Elektrolit alkaliczny w baterii niklowo-żelazowej serii USA jest formułą opatentowaną przez Encell, która składa się z KOH, (wodorotlenek potasu) i LIOH, (wodorotlenek litu). Ta nowa mieszanka elektrolitów zapewni ponad 11 000 cykli pracy przed koniecznością odświeżenia elektrolitu. Innymi słowy, bateria ta może pracować przez 30 lat bez konieczności wymiany elektrolitu. Połączony roztwór wodorotlenku potasu i wodorotlenku litu poprawia wydajność baterii (np. żywotność, wydajność energetyczną, szeroki zakres temperatur pracy).

Różne standardowe stężenia elektrolitu pozwalają na pracę baterii NiFe w zakresie temperatur od -4F do 140F, dzięki czemu bateria jest w stanie wytrzymać duże wahania temperatur występujące w niektórych odległych regionach.

Reakcje chemiczne zachodzące podczas ładowania baterii Edison Storage są następujące:

1. Utlenianie z niższego do wyższego tlenku niklu w płycie dodatniej.

2. Redukcja z tlenku żelaza do metalicznego żelaza w płycie ujemnej. Utlenianie i redukcja są wykonywane przez tlen i wodór uwolniony na odpowiednich biegunach w wyniku elektrolitycznego rozkładu wody podczas ładowania. Ładowanie płyty dodatniej jest więc po prostu procesem zwiększania proporcji tlenu do niklu.

Ładowanie

Działaniem, które ma miejsce w ogniwie Edisona zarówno podczas ładowania jak i rozładowywania jest przenoszenie tlenu z jednej elektrody na drugą lub z jednej grupy płyt na drugą. Jest to tzw. równanie ładowania tlenowego (oxygenlift). W naładowanym ogniwie materiał czynny płyt dodatnich jest superoksydowany (Nikiel III, tlenek-wodorotlenek), a materiał płyt ujemnych FE(OH2) jest w stanie gąbczastym lub odtlenionym.

Szybkość ładowania akumulatora niklowo-żelazowego może wynosić nawet C/5. Jest to pojemność akumulatora X5, wyrażona w amperogodzinach. Dla akumulatora o pojemności 500 Ah wskaźnik C/1 wynosi 500/5 lub 100 amperów na godzinę prądu ładowania. Możesz naładować baterię używając dowolnego MPPT lub większości kontrolerów ładowania PWM i osiągnąć określone napięcie ładowania.

Akumulator niklowo-żelazowy jest w stanie wytrzymać ładowanie impulsowe i te krótkotrwałe ładunki o wysokiej szybkości mogą być podane pod warunkiem, że temperatura elektrolitu nie przekracza 115 stopni F. Te krótkie ładunki są bardzo wydajne i nie powodują obrażeń. Szybkość do trzech razy większa od normalnej może być stosowana przez okres 30 minut i jest to zwykle wykonywane za pomocą generatora. Normalnie akumulator jest ładowany do 1,65 V na ogniwo. W przypadku nominalnego akumulatora 12 V używamy zwykle 10 ogniw 1,2 V. Podczas ładowania, ta 12 woltowa bateria powinna osiągnąć napięcie 16,5 V.

Przy pracy z określonymi inwerterami, można użyć o jedno ogniwo mniej w serii. Pozwala to na osiągnięcie wyższego napięcia na ogniwo bez przekraczania limitów przetwornicy. Biorąc pod uwagę, że akumulatory NiFe pracują na poziomie 118% pojemności znamionowej, utrata jednego ogniwa nie ma wpływu na całkowitą pojemność.

Te ogniwa lubią być eksploatowane. Naładuj je i mocno obciąż swoje baterie. Przekonasz się, że bateria będzie działać lepiej przy intensywnym użytkowaniu niż gdybyś pozwolił jej siedzieć w stanie uśpienia.

Rozładowanie

Podczas rozładowywania płyty dodatnie odtleniają się, a tlen ze swoim naturalnym powinowactwem do żelaza, przechodzi do płyt ujemnych, utleniając je. Dopuszczalne jest ciągłe rozładowywanie do 25% powyżej normalnego poziomu. Będzie to miało miejsce przy C4. Sporadycznie i na krótkie okresy, można osiągnąć szybkość do 6 razy większą od normalnej. Normalna wartość to C/1.

Opieka i konserwacja

Akumulatory niklowo-żelazowe mają zanik kalendarza i stracą moc, gdy nie są używane. Akumulatory kwasowo-ołowiowe również mają zanik kalendarza; jednak akumulatory kwasowo-ołowiowe nie odzyskują mocy, jeśli napięcie jest zbyt niskie zbyt często. Akumulatory niklowo-żelazowe całkowicie odzyskują sprawność po zbyt głębokim rozładowaniu i działają dobrze, gdy są używane codziennie. Akumulatory wymagają podlewania wodą destylowaną od czasu do czasu.

Wysyłka

Te akumulatory muszą być wysyłane jako Hazmat z zainstalowanym elektrolitem.
Skontaktuj się z nami w celu uzyskania wyceny wysyłki. (Klasa transportowa to UN2795 Klasa 8.)

Kumulatory niklowo-żelazowe z serii Industrial Specs

Uaktualniona gwarancja na akumulatory niklowo-żelazowe