Alabama Graphites ‚ULTRA-PMG’ verbessert die dynamische Ladungsaufnahme um 194 %

Alabama Graphites gereinigtes mikronisiertes Graphit, das unter dem Handelsnamen ‚ULTRA-PMG’ vermarktet wird, wurde von der in Dallas, Texas ansässigen Gesellschaft RSR Technologies Inc. weiterentwickelt. RSR Technologies ist ein führendes Forschungs- und Entwicklungsunternehmen das sich auf die Weiterentwicklung der Blei-Säure-Batterietechnologien spezialisiert hat. Demnach wurde Alabama Graphites ‚ULTRA-PMG’ als ein Bleioxidzusatz für Blei-Säure-Batterien verwendet und in 48 von RSR Technologies hergestellten Batteriezellen getestet.

Die entscheidendste Bewertungsmetrik in der Analyse waren der Batteriezellentest, der Mikro-Hybridtest (‚MHT’), die dynamische Ladungsaufnahme (‚Dynamic Charge Acceptance’, ‚DCA), Kapazität (‚C20’ und ‚C’) sowie die Ausfallanalyse. Unter Zugabe von ‚ULTRA-PMG’ verbesserte sich die Kapazität um 7 %, von 87 auf 93 mAh/mg. Der ‚MHT’ erhöhte sich um 63 %, von 8.000 auf 13.000 Zyklen und der ‚DCA’ verbesserte sich um über 194 % von 0,17 auf 0,50 A/Ah.

Der Micro-Hybrid Test oder ‚MHT’ bewertet die Fähigkeit der Batterie den Strom zum Neustart des Motors nach wiederholten Stopphasen zu liefern, Ladezustandserholung (‚SoC’, ‚Recovering State of Charge’) und Alterungseffekte aufgrund schwacher Ladeimpulse.

Dynamic Charge Acceptance oder ‚DCA’ (dynamische Ladungsaufnahme) ist die Fähigkeit einer Batterie den Strom unmittelbar während des Ladungsvorgangs anzunehmen. Je höher die ‚DCA’ einer Batterie desto mehr Energie wird rückgewonnen und gespeichert.

Depth of Discharge oder ‚DoD’ beschreibt die Tiefenentladung und wird zur Beschreibung der Entladungstiefe der Batterie verwendet. Wenn eine Batterie zu 100% geladen ist, beträgt die ‚DoD’ 0%. Hat die Batterie 17,5 % ihrer Energie abgegeben, hat also nur noch einen „Füllstandstand“ von 82,50 %, beträgt die ‚DoD’ der Batterie 17,5 %. Dementsprechend beträgt die ‚DoD’ bei einer komplett leeren Batterie 100 %. ‚DoD’ kann somit als die Menge der von der Batterie abgegebenen Energie betrachtet werden.

Eine Zugabe aus einer Mischung von Alabama Graphites – https://www.youtube.com/… – ‚ULTRA-PMG’ und RSR Technologies ‚SUPERSOFT-HYCYCLE’-Rezeptur gab es nur eine unwesentliche Kapazitätsverbesserung. Um 5 % hingegen verbesserten sich jedoch die ohnehin schon guten ‚MHT’-Testergebnisse von 42.000 Zyklen auf 44.000 Zyklen. Die ‚DCA’ verbesserte sich ebenfalls signifikant, von 0,55 auf 0,90 A/Ah, um 64 %. ‚ULTRA-PMG’ erhöhte die Zyklenanzahl um ungefähr das 4,5-fache im Vergleich zu herkömmlichen Bleioxid. Der durchgeführte ‚MHT’-Zyklentest nimmt normalerweise 45 Tage in Anspruch, wobei aber die Tests, die mit dem ‚ULTRA-PMG’-Material durchgeführt wurden, aufgrund der sehr hohen Zyklenanzahl mehr als 200 Tage in Anspruch nahmen.

RSR Technologies Process Engineer und Leiter der Analyse, Dr. Matthew Raiford Bertung, sagte: „Alabama Graphites ‚ULTRA-PMG’-Produkt hat alle von uns getesteten kommerziell erhältliche Standardkohlenstoffprodukte übertroffen, einschließlich Carbon Black. Es gibt kaum Verunreinigungen und keine dieser Verunreinigungen ist ein Grund für Bedenken einer Gasbildung in Blei-Säure-Batterien. Dies war das bei weitem reinste Grafitprodukt, das wir jemals untersucht und analysiert haben.“

Die Blei-Säure-Batterietechnologie gibt es seit über 150 Jahren. Sie ist die älteste elektrochemische Technologie für wieder aufladbare Batterien und dominiert noch den globalen Energiespeichermarkt. Allein in den USA gibt es über 254 Millionen PKWs und LKWs, wobei jedes dieser Fahrzeuge mindestens eine Blei-Säure-Batterie hat. Auch in Gabelstaplern ist diese Art der Batterien noch dominierend. Die Industrie verbessert deshalb die Blei-Säure-Batterietechnologie ständig, während RSR Technologies an der Verbesserung der Leistung der Blei-Säure-Batterie durch Zugabe von hochreinem ‚ULTRA-PMG’ arbeitet.

Die meisten technischen Parameter der modernen Blei-Säure-Batterien sind jetzt deutlich verbessert oder können verbessert werden, um den Anforderungen der Erstausrüster der Automobilindustrie (OEMs, Automotive Original Equipment Manufacturers) nachzukommen, einschließlich reduziertem Wasserverlust bei normalen und hohen Temperaturen, Kaltstarteigenschaften, extra langer Lebenszyklen bei hoher Rate eines partiellen Ladezustands und konstanter Leistung bei hohen Temperaturen.

Donald Baxter, Alabama Graphites President und Chief Executive Officer, sagte: „Wir sind mit RSR Technologies Bewertung unseres ‚ULTRA-PMG’-Grafitprodukts sehr zufrieden. ‚ULTRA-PMG’ ist ein Beiprodukt unserer ‚Coated Spherical Purified’-Graphite Produktion, unserem unter ‚CSPG’ bekannten beschichteten sphärisch gereinigten Grafits. Der Blei-Säure-Batteriemarkt ist eine wichtige gut etablierte Multi-Milliarden-Dollar-Industrie in den USA.“ Der Blei-Säure-Markt repräsentiere einen Bereich einer signifikanten potenziellen Nachfrage nach Alabama Graphites hochwertigen Grafitprodukten, da die Industrie jetzt noch den negativen aktiven Materialien Kohlenstoff hinzufüge – was ungefähr 1 Gewichtsprozent oder 11 Volumenprozent der Batterie entspricht. Sein Unternehmen engagiere sich aktiv bei mehreren möglichen Endverbrauchern für die erwarteten batteriefertigen Grafitprodukte und beabsichtige, die US-amerikanische Blei-Säure-Batterieindustrie mit Alabama Graphites in den USA abgebauten und hergestellten ‚PMG’-Grafitprodukt zu beliefern, so Herr Baxter weiter.

„Laut einer Studie die Avicenne Ener in diesem Jahr erstellt hat, ist der Lithium-Ionen-Batteriemarkt der Markt mit den höchsten Wachstumsraten und einer signifikanten prognostizierten Nachfrage in naher Zukunft. Aber die Blei-Säure-Batterieindustrie ist zurzeit noch der größte Batteriemarkt. Sie hatte im Jahr 2016 einen 90 %-Anteil am 65 Milliarden USD-Batteriemarkt. Jüngste Innovationen in der Blei-Säure-Batterieindustrie betonen das beständige Potenzial der Blei-Säure-Batterien, den Bedürfnissen des zukünftigen Energiemarkts gerecht zu werden. Wir sind zufrieden, dass unser ‚ULTRA-PMG’ das Potenzial zur Unterstützung der Weiterentwicklung und Optimierung dieser Batterietechnologie demonstriert hat.“

Für die Analyse und Bewertung seines Materials stellte Alabama Graphite unterschiedliche Partikelgrößen ihres ‚ULTRA-PMG’ zur Verfügung. Die erste Reihe der analytischen Tests bestimmte die Elementkonzentrationen der Verunreinigungen mittels induktiv gekoppelter Plasma – optischer Emissionsspektrometrie (‚IPC-OES’), was die sehr große Reinheit bestätigte. Die ‚ULTRA-PMG’-Proben wurden währende des Pastenherstellungsverfahrens hinzugegeben und in jeder Phase wurden Untersuchungen durchgeführt. Damit erzielte positive Testergebnisse demonstrieren, dass sich unter Zugabe von ‚ULTRA-PMG’ entweder zur herkömmlichen Standardbleipaste oder zu RSR Technologies gesetzlich geschützter ‚SUPER-SOFT HYCYCLE’-Rezeptur alle Leistungsmetriken verbessern.

Alabama Graphites natürlicher Flockengrafit stammt ausschließlich aus dem Unternehmenseigenen Flaggschiff-Projekt ‚Coosa’, das sich im gleichnamigen US-Bundesstaat Coosa County in Alabama befindet. Alabama Graphite ist Besitzer des einzigen fortgeschrittenen Grafitprojekts in den USA und besitzt zudem das Know-how alle notwendigen nachgelagerten sekundären Verarbeitungsschritte durchzuführen, die zur Herstellung von batteriefertigen Grafitprodukten erforderlich sind.

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