Best Alternative of Lead-Acid Battery: Industry Analysis and Forecast of Externally-Applied Lead-Carbon Battery

Đã xuất bản: Oct 22, 2021 16:50 (GMT+8)
At the 2021 (11th) China Secondary Lead Battery Industry Summit and China Lead-acid Battery Scrap Recycling Industry Summit held by SMM, Lin Haibo, a professor at the School of Chemistry of Jilin University, gave an explanation on the research on externally applied lead-carbon batteries, and gave his forecast on its development prospects.

SHANGHAI, Oct 22 (SMM) – At the 2021 (11th) China Secondary Lead Battery Industry Summit and China Lead-acid Battery Scrap Recycling Industry Summit held by SMM, Lin Haibo, a professor at the School of Chemistry of Jilin University, gave an explanation on the research on externally applied lead-carbon batteries, and gave his forecast on its development prospects.

Lead-carbon battery research

In recent years, more and more attention has been paid to the research and development of lead-carbon batteries, and the manpower and material investment in the basic research and development of lead-carbon batteries in various countries has gradually increased. However, there are various material and mechanism problems in the lead-carbon battery industry.

Special lead-carbon battery: externally-applied lead-carbon battery

Compared with the traditional lead-carbon battery, the externally-applied lead-carbon battery optimizes the secondary potential distribution in the conductive network, and has a larger electrolyte contact area, which allows it to have a higher specific capacitance and a stable charge buffer, which enhances the instantaneous high-current withstand capability of the battery, has prolongs the cycle life at high rates, and stabilise the discharge in a low-temperature environment.

However, the sulphation of the surface of the carbon material interferes will affect the double electric layer as well as the catalytic properties, which may accelerate the degradation of the electrode cycle life. Thus the research on carbon materials is very important.

The mechanism of carbon materials in externally-applied lead-carbon batteries

The main purpose of adding carbon materials is to inhibit sulphation and increase energy density.

The application of externally-applied lead-carbon battery

From 2014 to 2020, the market shares of the micro-hybrid vehicles equipped with 12V lead-acid batteries and the light-hybrid vehicles equipped with 48V lead-acid batteries have increased year by year. It is estimated that by 2025, the market share of micro-hybrid vehicles equipped with 12V lead-acid batteries in Europe, China and North America will reach 50~60%.

In addition, the most suitable battery for short-range electric vehicles is the lead-acid battery for its lowest risk, and the external lead-carbon battery is one of the best alternatives to the lead-acid battery. Therefore, short-range electric vehicle market is one of the application areas of lead-carbon batteries. And stationary energy storage is also one of its applications. Future trends, difficulties and breakthroughs. The cars with start-stop system are undergoing a transition from P0 to P4 structure, and their battery requirements are gradually increasing. The 48V battery under the P4 structure has attracted much attention. Compared with the 12V system, the 48V battery system has a higher fuel-saving rate of up to 10%; and it will not cause serious electric shock when powered by the 48V battery. In the future, the current in automotive electrical appliances needs to reach more than 100A, and the total power needs to reach more than 3KW. The 48V battery power supply current can reach 130A, and the power supply can reach 10KW, which can meet the electricity demand.

Future trends, difficulties and breakthroughs

The start-stop system cars are undergoing a transition from P0 to P4 structure, and their battery requirements are gradually increasing. The 48V battery under the P4 structure has attracted much attention. Compared with the 12V system, the 48V battery system has a higher fuel-saving rate of up to 10%, and it will not cause serious electric shock when powered by the 48V battery.

In the future, the current in automotive electrical appliances needs to reach more than 100A, and the total power needs to reach more than 3KW. The 48V battery current can reach 130A, and the power supply can reach 10KW, which can meet the demand.

The application and challenge of externally-applied lead-carbon battery in 48V battery

The energy and power density of nickel-hydrogen battery can meet the demand, but its high charging temperature and high costs have limited its large-scale promotion.

With the decline in the cost of lithium batteries, the temperature restrictions and safety have become the most critical issues. Considering the expensive auxiliary equipment, the prices of the 48V lithium battery start-stop system may remain high.

The performance of the lead-carbon battery can meet all the requirements. When the batteries are assembled into a battery pack, the unit cells have self-regulation characteristics, so the requirements for the parallelism of the unit cells are relatively low. It is easier to assemble and design than the 48V lithium batteries, and the costs of support equipment are low. It still has much room for improvement in the performance in high and low temperatures.

Therefore, the 48V lead-carbon start-stop battery has high feasibility and market competitiveness.

The high and low temperature endurance of externally-applied lead-carbon batteries

In the vehicle design, the battery is often close to the motor, and the temperature of the motor is higher than 70°C when it is working. In winter, the static environment inside the car is lower than -20℃, and a higher discharge current is required to better realise the cold start of the car. The LTO battery may be dangerous working in the high temperatures, and its discharge current is small in the low temperatures. The low-temperature lithium iron phosphate batteries are too expensive.

The externally-applied lead-carbon batteries can endure the temperature between 35-70℃, which is much better than that of lithium batteries, nickel-hydrogen batteries, etc. But it still has the room for improvement.

Tuyên bố về Nguồn Dữ liệu: Ngoại trừ thông tin công khai, tất cả dữ liệu khác được SMM xử lý dựa trên thông tin công khai, giao tiếp thị trường và dựa trên mô hình cơ sở dữ liệu nội bộ của SMM. Chúng chỉ mang tính chất tham khảo và không cấu thành khuyến nghị ra quyết định.

Để biết thêm thông tin hoặc có thắc mắc gì, vui lòng liên hệ: lemonzhao@smm.cn
Để biết thêm thông tin về cách truy cập báo cáo nghiên cứu, vui lòng liên hệ:service.en@smm.cn
Tin Liên Quan
Đánh giá thị trường chì Trung Quốc và triển vọng sau kỳ nghỉ lễ [Phân tích SMM]
7 giờ trước
Đánh giá thị trường chì Trung Quốc và triển vọng sau kỳ nghỉ lễ [Phân tích SMM]
Đọc thêm
Đánh giá thị trường chì Trung Quốc và triển vọng sau kỳ nghỉ lễ [Phân tích SMM]
Đánh giá thị trường chì Trung Quốc và triển vọng sau kỳ nghỉ lễ [Phân tích SMM]
Thị trường chì SHFE đóng cửa trong kỳ nghỉ lễ Quốc khánh Trung Quốc, trong khi chì LME biến động theo xu hướng giảm rồi tăng khi bối cảnh kinh tế vĩ mô thay đổi.
7 giờ trước
【Flash | Sumitomo Chemical Bắt Đầu Sản Xuất Hàng Loạt Tấm Epi InP 4 Inch】
16 giờ trước
【Flash | Sumitomo Chemical Bắt Đầu Sản Xuất Hàng Loạt Tấm Epi InP 4 Inch】
Đọc thêm
【Flash | Sumitomo Chemical Bắt Đầu Sản Xuất Hàng Loạt Tấm Epi InP 4 Inch】
【Flash | Sumitomo Chemical Bắt Đầu Sản Xuất Hàng Loạt Tấm Epi InP 4 Inch】
Sumitomo Chemical đã thiết lập sản xuất hàng loạt tấm wafer epitaxial Indi Phosphua (InP) 4 inch tại Nhà máy Ibaraki và bắt đầu bán thương mại, trở thành một trong số ít các nhà sản xuất epi Nhật Bản có khả năng sản xuất khối lượng ổn định. Các sản phẩm hướng tới các thiết bị hội tụ quang-điện tử cho các trung tâm dữ liệu AI và mạng tốc độ cao. Công ty đặt mục tiêu đạt doanh thu khoảng 10 tỷ yên từ tấm wafer epi InP vào giữa những năm 2030. SMM coi việc chuyển sang sản xuất thương mại là sự bổ sung trực tiếp cho nguồn cung vật liệu InP của Nhật Bản và hỗ trợ nhu cầu indi độ tinh khiết cao trong trung hạn. Công suất wafer hàng năm, sản lượng và mức tiêu thụ indi không được tiết lộ.
16 giờ trước
【SMM Tin nhanh】Canterra cập nhật tài nguyên Lundberg lên 341.600 tấn kẽm và 146.200 tấn chì
16 giờ trước
【SMM Tin nhanh】Canterra cập nhật tài nguyên Lundberg lên 341.600 tấn kẽm và 146.200 tấn chì
Đọc thêm
【SMM Tin nhanh】Canterra cập nhật tài nguyên Lundberg lên 341.600 tấn kẽm và 146.200 tấn chì
【SMM Tin nhanh】Canterra cập nhật tài nguyên Lundberg lên 341.600 tấn kẽm và 146.200 tấn chì
Vào ngày 6 tháng 10, Canterra Minerals đã cập nhật trữ lượng Lundberg tại dự án Buchans ở Newfoundland, Canada. Trữ lượng chỉ định tổng cộng 26,08 triệu tấn với hàm lượng 1,31% kẽm và 0,56% chì, chứa 341.600 tấn kẽm và 146.200 tấn chì.
16 giờ trước