แบตเตอรี่ VRLAไม่เหมาะสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าเนื่องจากมีอายุการใช้งานสั้นภายใต้สภาวะประจุและวงจรคายประจุที่ลึก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการปรับปรุงวัสดุตารางแผ่นบวก วงจรชีวิตของแบตเตอรี่ได้รับการปรับปรุง และสาเหตุหลักของความล้มเหลวของแบตเตอรี่ VRLA สำหรับยานพาหนะไฟฟ้าคือซัลเฟตของอิเล็กโทรดเชิงลบ ด้วยเหตุนี้ จึงมีการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับซัลเฟตเชิงลบของแบตเตอรี่ VRLA สำหรับยานพาหนะไฟฟ้าและโครงการลบซัลเฟตเป็นส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการวิจัยเกี่ยวกับสารเติมแต่งเชิงลบเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ การเติมสารนำไฟฟ้าลงในสารออกฤทธิ์เชิงลบเป็นวิธีหนึ่งที่มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาซัลเฟตเชิงลบของแบตเตอรี่ VRLA และคาร์บอนแบล็คเป็นสารเติมแต่งเชิงลบที่มีราคาถูกและละเอียด สามารถปรับปรุงอัตราการใช้และความจุของสารออกฤทธิ์ในขั้วลบของแบตเตอรี่ ปรับปรุงความสามารถในการรับการชาร์จของแบตเตอรี่ บรรเทาการเกิดซัลเฟตของขั้วลบ และปรับปรุงอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

แบตเตอรี่ทดสอบเป็นแบตเตอรี่ไขลานขนาด 2V5Ah (ต้นแบบของแบตเตอรี่ไขลานไฟฟ้าขนาด 12V10Ah) ตารางแผ่นบวกคือโลหะผสมตะกั่ว-แคลเซียม-ดีบุก-อลูมิเนียม-เงิน และตารางแผ่นลบคือโลหะผสมตะกั่ว-ดีบุก ความหนาของแผ่นบวกและลบคือ 1.0 มม. และ 0.8 มม. ตามลำดับ นำเข้าคาร์บอนแบล็คสารเติมแต่งเชิงลบและขนาดอนุภาคคือ 300 mesh จำนวนแบตเตอรี่ทดสอบเพิ่มเติมคือ 0%, 0.3%, 0.6%, 0.9%, 1.2% (ตัวเลขต่อไปนี้คือ 1#, 2#, 3#, 4#, 5#) และส่วนที่เหลือของการวางตะกั่ว กระบวนการผลิตสูตรและเพลทมีความเท่าเทียมกัน เนื่องจากการทดสอบส่วนใหญ่ศึกษาเกี่ยวกับขั้วไฟฟ้าลบ แบตเตอรี่จึงไม่ได้ตั้งค่าเป็นขีดจำกัดของขั้วไฟฟ้าลบ และแบตเตอรี่ถูกประกอบและเปิดใช้งานเพื่อทำการทดสอบ

1.1 เมื่อเพิ่มคาร์บอนแบล็คเชิงลบเพิ่มขึ้น ความสามารถในการคายประจุของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าอัตราการใช้ของสารออกฤทธิ์เชิงลบจะเพิ่มขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับผลการคายประจุของ 0.5A และ 2.0A ยิ่งกระแสคายประจุมากเท่าใด ปริมาณคาร์บอนแบล็กเชิงลบต่อความสามารถในการคายประจุก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เนื่องจากผลการคายประจุของอิเล็กโทรดเชิงลบเป็นผลึก PbSO4 ที่ไม่นำไฟฟ้า ด้วยกระบวนการคายประจุ ผลึก PbSO4 ที่ไม่นำไฟฟ้าจึงสะสมอยู่รอบๆ ตะกั่วของสารออกฤทธิ์เชิงลบ (NAM) เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดปฏิกิริยาคายประจุอีก คาร์บอนแบล็กมีค่าการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม เพื่อให้สามารถดำเนินการปฏิกิริยาการปล่อยต่อไปได้ และปรับปรุงความสามารถในการใช้ประโยชน์ของสารออกฤทธิ์

1.2 ทดสอบการทดสอบความจุของแบตเตอรี่ทดสอบแบตเตอรี่อย่างละหนึ่งชุด หลังจากชาร์จเต็มแล้ว จะมีการคายประจุกระแสไฟฟ้า 0.5A และ 2.0A อย่างต่อเนื่องตามลำดับ อุณหภูมิโดยรอบคือ 25 ℃ อุปกรณ์คายประจุคือเครื่องทดสอบประจุและคายประจุ 10A/18V ควบคุมโดยบริษัท Arbin ด้วยไมโครคอมพิวเตอร์ และตั้งเวลาบันทึกไว้ที่ 1 นาที แรงดันไฟฟ้าสิ้นสุดการคายประจุคือ 1.80V และ 1.60V ตามลำดับ และได้รับความจุการคายประจุของแบตเตอรี่ทดลอง (Ah) แต่ละรายการตามบันทึกของคอมพิวเตอร์

1.3 การทดสอบการยอมรับการชาร์จแบตเตอรี่ในการทดลอง ดัชนีนี้เป็นการประเมินระดับความยากในการชาร์จแบตเตอรี่หลังคายประจุ ตามมาตรฐาน IEC60896-2-1 (แบตเตอรี่ตะกั่วกรดคงที่) 2 แบตเตอรี่ทดลองได้รับการทดสอบตามลำดับเพื่อการยอมรับการชาร์จ

แบตเตอรี่ทดลองแต่ละก้อนถูกคายประจุด้วยกระแสไฟฟ้า 0.5A หลังจากชาร์จเต็มแล้ว แรงดันไฟฟ้าสิ้นสุดการคายประจุคือ 1.80V และความจุของแบตเตอรี่ถูกบันทึกเป็น CO จากนั้นจึงชาร์จด้วยกระแสคงที่ 0.5A และขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าที่ 2.35V เป็นเวลา 24 ชม. จากนั้นคายประจุด้วยกระแสไฟฟ้า 0.5A การสิ้นสุดการคายประจุคือ 1.80V และความจุของแบตเตอรี่ถูกบันทึกเป็น C1 แล้วคำนวณการยอมรับการชาร์จแบตเตอรี่ R24 (%) R24 (%) = (C1×100) /CO ตามสูตรต่อไปนี้

1.4 การทดสอบอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ทดลองภายใต้โหมดการชาร์จที่แตกต่างกัน @โหมดการชาร์จ Shibai 1: แบตเตอรี่ทดลองที่มีการตรวจจับความจุที่เหมาะสมและมีประจุเพียงพอจะถูกปล่อยประจุที่ 2.0A แรงดันปลายสายคือ 1.60V จากนั้นชาร์จที่ขีดจำกัดกระแสไฟ 1A 2.40 V เป็นเวลา 10 ชม. ดังนั้น หมุนเวียน และเวลาคายประจุต้องไม่เกิน 1 ชม. 36 นาที (80% ของความจุที่กำหนด) อายุการใช้งานของวงจร (เท่า) ของแบตเตอรี่ทดลองแต่ละก้อนได้มาจากบันทึกของคอมพิวเตอร์

โหมดการชาร์จ 2: แบตเตอรี่ทดลองที่มีการตรวจจับความจุที่มีคุณสมบัติเหมาะสมและมีกระแสไฟฟ้าเพียงพอจะถูกปล่อยประจุด้วยกระแสไฟฟ้า 2.5A แรงดันไฟฟ้าที่ปลายสายคือ 1.60V จากนั้นชาร์จด้วยกระแสไฟ 1A เป็นเวลา 5 ชม. จากนั้นชาร์จด้วยกระแสไฟ 0.05A เป็นเวลา 5 ชม. ดังนั้นวงจร สิ้นสุดลงด้วยเวลาคายประจุไม่ถึง 1 ชั่วโมง 36 นาที และได้รับจำนวนวงจรชีวิต (ครั้ง) ของแบตเตอรี่ทดลองแต่ละก้อนตามบันทึกของคอมพิวเตอร์

ผลกระทบของปริมาณคาร์บอนแบล็กต่อความสามารถในการคายประจุของแบตเตอรี่ทดลอง

ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อเพิ่มคาร์บอนแบล็คที่เป็นลบ ความสามารถในการคายประจุของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าอัตราการใช้งานของสารออกฤทธิ์เชิงลบจะเพิ่มขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับผลการคายประจุของ 0.5A และ 2.0A ยิ่งกระแสคายประจุมากเท่าใด ปริมาณคาร์บอนแบล็กเชิงลบต่อความสามารถในการคายประจุก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

เนื่องจากผลการคายประจุของอิเล็กโทรดเชิงลบเป็นผลึก PbSO4 ที่ไม่นำไฟฟ้า ด้วยกระบวนการคายประจุ ผลึก PbSO4 ที่ไม่นำไฟฟ้าจึงสะสมอยู่รอบๆ ตะกั่วของสารออกฤทธิ์เชิงลบ (NAM) เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดปฏิกิริยาคายประจุอีก คาร์บอนแบล็กมีค่าการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม เพื่อให้สามารถดำเนินการปฏิกิริยาการปล่อยต่อไปได้ และปรับปรุงความสามารถในการใช้ประโยชน์ของสารออกฤทธิ์ การกระจายตัวของอนุภาคคาร์บอนแบล็คในสารออกฤทธิ์เชิงลบ (NAM)