Mehrere Arten von Kohlenstoff finden verschiedene Anwendungen in vielen Arten von elektrochemischen Energiequellen. in diesem Artikel, konzentrieren wir uns auf Implementierungen seiner elementaren Formen in derzeit verwendeten Blei-Säure-Batterien, sowie auf mögliche zukünftige Verbesserungen ihrer Konstruktion dass Kohlenstoff. einzigartige Eigenschaften von Kohlenstoff bringen kann und eine Vielzahl seiner Allotrope es ihm ermöglicht, in verschiedenen Teilen von Blei-Säure-Batterien, Verwendung zu finden, nämlich in seiner negativen oder positiven aktiven Masse,, einem Teil der Elektrode oder Stromabnehmer.

Zusätze zu negativer aktiver Masse (NAM), die sogenannten Expander, wurden nach dem Zweiten Weltkrieg eingeführt. ihre drei Hauptbestandteile waren Ligninsulfonate, Bariumsulfat, und Aktivkohle. sie wurden verwendet, um die Bildung einer passiven Blei(II)-Sulfatschicht zu verhindern,, den Anteil der aktiven Masse zu erhöhen, der an elektrochemischen Reaktionen beteiligt ist, und die Stromleitfähigkeit zu verbessern, wenn die Platte entladen wird und hauptsächlich aus dem isolierenden Sulfat besteht. Heutzutage, werden viele Arten von Kohlenstoff in dieser Rolle eingesetzt, z. B..g., Aktivkohle, Graphit, Acetylenruß, oder Ruß.

Die Wirkung von Kohlenstoffadditiv ist positiv. es verbessert die Zyklenlebensdauer von Batterien und die Ladungsakzeptanz während eines Betriebs erheblich. die signifikante Steigerung der Lebensdauer und der Anzahl der Batterie-Entlade-/Ladezyklen ermöglicht die Blei-Säure-Batterie konkurrenzfähig gegenüber anderen teureren Arten von elektrochemischen Energiequellen werden, z. B..g., Ni-Cd-Zellen. Die folgenden Abbildungen zeigen, wie das Hinzufügen von Kohlenstoff zum Gitter die Sulfatschicht (Sulfatierung) verhindern kann passieren.

ohne Kohle	mit Kohle

heutzutage, findet kohle in bleibatterien meist verwendung als zusatz zur negativen aktiven masse zur verbesserung der elektrochemischen eigenschaften. dieser zusatz wirkt hauptsächlich auf folgende drei wege: erhöhung des anteils der aktiven masse, an dem elektrochemische reaktionen ablaufen Blei kann fortfahren, die Energie in der elektrischen Doppelschicht als Kondensator zu speichern, und das Wachstum der großen und schwer zu reduzierenden Bleisulfatkristalle physikalisch einzuschränken. die Verwendung von Kohlenstoff gibt eine reale Möglichkeit der Blei- Einsatz von Säurebatterien in Hybridfahrzeugen,, da sie die Zykluslebensdauer verbessern und die während des Betriebs in solchen Fahrzeugen auftretende negative Plattensulfatierung reduzieren. Die wirksamsten Kohlenstoffadditive haben eine große spezifische Oberfläche, eine gute Leitfähigkeit, und hohe Bleiaffinität. In den letzten Jahren, haben Untersuchungen von Kohlenstoff-Nanostrukturen oder Verbundmaterialien für diese Rolle begonnen. Kohlenstoff hat auch das Potenzial, der nächste Durchbruch bei Blei-Säure-Batterien zu sein chnologie in naher Zukunft. kann der Einsatz in Stromkollektoren zu einer Verbesserung des schwächsten Punkts von Blei-Säure-Batterien führen, nämlich ihrer niedrigen spezifischen Energie. retikulierte Kohlenstoffkollektoren sorgen für ein geringeres Gewicht, bessere aktive Masse Auslastung, und mechanische Unterstützung. Die Verbesserung der Parameter von Blei-Säure-Batterien kann es ihnen ermöglichen, besser mit neueren Batterietypen, wie Lithium-Ionen, in verschiedenen Bereichen zu konkurrieren (z. B..g. , in Energiespeichern, Hybridfahrzeugen). Kohlenstoff kann auch im Batteriebau als Kondensatorelektrode verwendet werden, wodurch sie eine höhere Leistungsdichte erreichen können. Verbreitung der erwähnten kohlenstoffbasierten Verbesserungen in der Blei- Die Konstruktion von Säurebatterien kann zu vielen weiteren Jahren der wirtschaftlich vertretbaren Nutzung dieses Batterietyps führen. Trotz ihrer langen Geschichte, scheinen Blei-Säure-Batterien ihren derzeitigen Stellenwert nicht zu verlieren und können in Zukunft sogar neue Anwendungen erreichen .

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