Тенденции в развитието на оловно-киселинните акумулаторни батерии за автомобилни приложения

Сериозна научноизследователска дейност е съсредоточена през последните години върху подобряване ефективността на акумулаторните батерии за хибридни и електрически превозни средства. Нормативните стимули за оптимизиране използването на горива при конвенционалните автомобили също е сред факторите, които дават тласък на иновациите при акумулаторите.

Развитие на технологиите
С развитието на електрическата мобилност и нарастването на броя електрически и хибридни автомобили в Европа все повече производители на акумулаторни батерии за тази индустрия съсредоточават разработките си върху удължаване на преходите с едно зареждане и понижаване на себестойността и цената на продуктите си. Наблюдава се и постоянен стремеж към подобряване ефективността на 12-волтовите акумулатори за автомобилни приложения, за да отговорят на изискванията на новите микро хибридни системи.

В бъдеще алтернативни батерийни технологии, като цинк-въздушните, литиево-серните и литиево-въздушните батерии например, могат да се превърнат в рентабилни решения за електромобилите и на теория да постигнат по-висока енергийна плътност и от литиево-йонните акумулатори.

Подобрения при оловно-киселинните батерии
Наред с разработките по посока повишаване на ефективността на оловно-киселинните батерии за автомобилната индустрия, производителите в този бранш се стремят и да намаляват количеството олово в продукцията си. За да отговорят на нарастващите изисквания за мощност и да разширят възможностите в сферата на микро хибридните автомобили, производствените компании непрекъснато работят за усъвършенстване дизайна на оловно-киселинните акумулатори, за да оптимизират устойчивостта им на цикли на дълбок заряд и разряд и възстановимостта на заряда.

Сред приоритетните области за технологични подобрения
при оловните акумулатори за микро хибридни приложения са: по-дълъг експлоатационен живот, по-висока плътност на мощността, по-добро приемане на заряда, по-малко тегло на батерията и др. За да постигнат тези цели, производителите насочват научноизследователската си дейност към дизайна и химичния състав на оловно-киселинните батерии. Сред водещите технологии в тази сфера са:

-    Въглеродните нанотехнологии – разработват се нови видове добавки за подобряване на проводимостта на активните материали;
-    Примесни материали с голяма повърхност – с цел увеличаване приемането на заряда и същевременно предотвратяване отделянето на водород (гасиране);
-    По-евтини катализатори – рекомбиниране на водорода и кислорода, произведени от регенеративните спирачни системи;
-    Нови конструкции и материали с цел олекотяване на батерията и др.

Пазарните анализатори в областта очакват до 2025 г.
тези технологични подобрения да оптимизират значително ефективността на оловно киселинните батерии и да ги поставят сред предпочитаните решения за микро хибридни превозни средства. Според анализаторите, ще станат възможни и някои иновативни технологии за по-ефективно използване на горивата при хибридните и конвенционалните автомобили. Сред тях са старт-стоп системи с технологии за стабилизиране на напрежението, потенциално включващи оловни акумулаторни AGM батерии (Absorbent Glass Mat – технология при оловно-киселинните акумулатори, при която положителната и отрицателната плоча са разделени от тънка мрежа от стъклени микровлъкна, напоена с електролитна течност) със суперкондензатори.

Сред възможните иновации
са и възможности за изключване на двигателя, докато се приближава към спирка, но при скорост на превозното средство
Ключови съвременни разработки
В допълнение към подобренията в химичния състав и дизайна на оловно-киселинните батерии, маркетолозите прогнозират и някои други ключови подобрения в тази технология, които да разширят приложенията им при микро хибридните и хибридните системи. До 2025 г. на пазара на оловни акумулатори за този сегмент се очаква увеличаване търсенето на EFB (Enhanced Flooded Battery - усилена мокра батерия) и AGM батерии с въглерод в отрицателната плоча (оловно-въглеродни батерии).

За приложения, в които се изисква повишена електрическа функционалност, се разработват конструкции с оловно-въглеродна структура, които възпрепятстват отрицателното сулфатиране на плочите, наблюдавано често в режима на частично зареждане на батерията. През последните години бяха пуснати на пазара различни модели оловно-въглеродни батерии, включително такива с въглероден диоксид, смесен с отрицателния активен материал.

Трите основни подхода
при усъвършенстването на оловно-базираните технологии за микро хибридни и хибридни приложения с въглеродни материали са:
-    смесване на въглерода със стандартната заредена оловна паста, която се използва в отрицателните електроди;
-    разработване на разделени електроди, в които половината от отрицателния електрод е изработена олово, а другата от въглерод;
-    пълно заместване на отрицателния електрод с олово с модул от въглеродни кондензатори.

Чрез тези разработки оловните батерии осигуряват по-висока ефективност както по отношение на приемането на заряда, така и по отношение способността им да работят в частични режими на зареждане.