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Energia Alternativa ed Energia Fai Da Te > Accumulatori

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Nuove sperimentazioni su celle da 2 Volt, Celle Plantè
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qqcreafis

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Inviato il: 10/07/2019 20:46:16

ita mi potresti descrivere in dettaglio quale è il problema che si manifesta sulle negative (scusa la ripetizione , ma mi serveper ripensare alla questione)



Modificato da qqcreafis - 11/07/2019, 15:29:40


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ODE AD UNO STUDENTE MERITEVOLE (Sermone)
Allora Xyz è stato bravo! noi dobbiamo riconoscere che è stato molto bravo, bisogna dirlo !
In un mondo dove tutto SEMBRA uguale a tutto.
In un mondo dove chi abbruttisce la dignità dell’intelligenza umana si arroga meriti.
In un mondo in cui si dice che i giovani non hanno speranza perché “tanto non troveranno lavoro” perché tanto non “non avranno la pensione”.
Xyz è stato bravo! ha capito tutto, ha fatto un compito perfetto.
Xyz ci da una SPERANZA.
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ITA815

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Inviato il: 12/07/2019 21:47:43

A questo punto non so più classificare le varie problematiche sia delle positive che delle negative.
Questo perchè ad ogni variazione di densità dell' acido le piastre di entrambe le tipologie, cioè sia negative che positive, cambiano "atteggiamento".

Resta il fatto che al momento ho 2 celle con capacità simili, ma con densità diverse, che non procedono più con la formazione ... e arrivano a mala pena a 4 ore di accumulo, con un carico C5 calcolato sui 7 mAh/cm^2, con tensione di fine carica equalizzata.
Potrei recuperare la capacità portandola come minimo a 1100 ... questo porterebbe le celle ad un C3 calcolato sui 7 mAh/cm^2.
Ma questo non è possibile mantenerlo nel tempo perché quando poi si cicla la cella come se fosse sotto fotovoltaico la cella non riesce più a raggiunge la tensione massima di carica ... anche se si lascia in carica ed in elettrolisi per 16 ore filate.
Mi serve ancora del tempo per recuperare tutte le informazioni per darti una risposta esaudiente e stabile su cui tu puoi trarre qualche conclusione in merito al problema.
Al momento è presto per dare una qualsiasi spiegazione.

 

emuland

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Inviato il: 14/07/2019 11:56:25

ita, da molto poco informato sul piombo mi viene però un idea pratica. perché non metti una cella in ciclo automatico per 300/600 cicli la batteria test per provarne la durata?

al massimo puoi sempre aumentare il numero di batterie.

sono comunque dell' idea che elementi da 2v siano più facili da sostituire in caso di fault.



Modificato da emuland - 14/07/2019, 12:36:42


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Il posto dove ti propongono confronto, ma solo se gli dai ragionr...
e, dove la verità è la fuori, ma anche no.
Dove si riscrive la storia a piacimento e quando porti argomentazioni, eh ma...
Ah beh se lo dice Bolle... ma Bolle non esiste...
Il complo

 

ITA815

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Inviato il: 14/07/2019 18:02:02

Il test di durata è quello che voglio fare ... ma al momento sono fermo sul test del raggiungimento della tensione massima di carica.
In pratica i 2 test vanno pari passo perchè per fare il mio test devo eseguire cicli che simulano il fotovoltaico ... e come minimo ne dovrò fare almeno 100 di cicli.

Al momento ho dovuto fare una modifica.
Sulla cella con piastre forate ho dovuto alzare la densità dell' acido ... questo perchè la cella, in fase di carica, non gli fa molta differenza la densità di acido per quello che riguarda la tensione di inizio carica ... mentre ne fa parecchia di differenza sia ad inizio scarica che a fine scarica.
Visto che la tensione di inizio carica era, da subito, più alta della tensione massima di carica ho dovuto aumentare la densità dell' acido.
Per cui da una configurazione di un pacco celle con 15 elementi sono passato ad un pacco celle con 14 elementi.
Con la configurazione a 15 celle avevo una tensione di inizio carica, con una corrente di carica pari a C5, a 1,96 volt mentre la tensione massima di carica era di 1,94 volt.
E' chiaro che non poteva funzionare.
Dopo aver innalzato la densità dell' acido, portando il pacco celle a 14 elementi, la tensione di inizio carica è passata da 1,96 volt a 1,89 volt e la tensione massima di carica si sposta da 1,94 volt a 2,08 volt.
Naturalmente è anche aumentata la capacità della cella con tensione di fine carica equalizzata portandosi quasi ad un C5 calcolato sui 7 mAh/cm^2.

Ora entrambe le celle hanno la stessa configurazione.
Entrambe stanno ciclando in simulazione fotovoltaico ... vediamo più avanti che salta fuori.

 

ITA815

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Inviato il: 14/07/2019 18:36:04

Altra differenza non indifferente è il tempo di ricarica.

Entrambe le celle caricano con una corrente di carica C5.

La cella con le piastre piene ha bisogno di 10 ore di carica per raggiungere i 2,08 volt.
La cella con le piastre forate arriva regolarmente a 2,08 volt in 5 ore.

Ora qui devo studiare sia la struttura delle piastre di entrambe le celle e il loro assemblaggio ... questo perché hanno lo stesso numero di piastre e di base lo stesso assemblaggio ... ma si differenziano in 2 cose.

1) Le piastre piene hanno la barra potenziale su ogni piastra ... le piastre forate no.
2) Le piastre piene hanno la rete plastificata che funge da separatori ... le piaste forate non hanno nulla che le separi ... sono totalmente libere.

Vi è però, all' interno alla cella delle piastre forate, una serie di piastre in piombo sul fondo della cella per alzare le piastre forate in quanto non sarei riuscito ad imbullonare i perni senza questo rialzo.
Quindi sul fondo della cella, delle piaste forate, ci sono 4 piastre in piombo pieno che fanno da rialzo ... poi vi è un' altro rialzo in plastica alto 3 centimetri per far depositare gli ossidi che cadono dalle piastre e infine le piastre forate.

Nella cella con le piastre piene vi è solo il rialzo in plastica con altezza di 3 centimetri.

Non penso che dovrebbe essere un problema ... anche qui vediamo che succede più avanti.
Resta il fatto che se tra 2 cicli completi la cella con le piastre piene ha bisogno sempre di 10 ore per poter arrivare alla massima tensione di carica con una corrente di carica C5 allora sostituirò le piastre piene con altre piastre piene ma senza barra potenziale e saranno sempre 4 positive e 5 negative e avranno la stessa misura delle piastre forate.
Anche in questo caso dovrò mettere un rialzo in plastica più alto per fare fuoruscire i perni dalla cella e lascio la rete plastificata come separatori.

Se anche in questo caso servono sempre 10 ore di carica con una corrente di carica C5 allora toglierò la rete plastificata.

E se anche in questo caso servono sempre 10 ore per ricaricare la cella allora copierò l' assemblaggio, in tutto e per tutto, della cella con le piastre forate.
A questo punto ci sarà solo una differenza ... una cella ha le piastre forate e l' altra ha le stesse piastre senza fori ... poi vediamo che succede.

 

ITA815

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Inviato il: 23/07/2019 02:56:48

Terminati i test.

Ho scoperto il perché le celle, dopo la formazione, non mantengono le caratteristiche di capacità e potenza quando poi si eseguono simulazioni come se fossero sotto fotovoltaico.
E' stato un lavoro immenso per capire il perché di questo problema ...non tanto sul lato manuale ma sul lato dello studio delle varie problematiche di tutti i test che ho eseguito in questi 3 anni di lavoro.
Per avere una conferma definitiva di tutto lo studio, e delle mie attuali conclusioni, in questi giorni andrò a costruire un prototipo composto da 6 celle che verranno formate inizialmente con il metodo tradizionale e porterò queste celle, a fine formazione, a lavorare sotto un piccolo impianto fotovoltaico fatto a doc ... questo confermerà, o meno, le mie conclusioni.
Al momento posso solo confermare gli scritti precedenti.
Rispondendo a QQ posso solo dire che non vi sono problemi sulle negative.
Il problema è sulle positive ... questo perchè le positive, nel tempo, continuano a produrre ossidi che isolano la piastra di piombo compatto.
Il nuovo test che mi accingo a studiare è improntato sul come limitare la produzione di ossidi sulla positiva dopo la formazione.
Non sarà un lavoro facile ma lavorando direttamente sul fotovoltaico avrò modo di constatare se la cosa è fattibile o meno.
Ci sentiremo più avanti.

 

qqcreafis

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Inviato il: 25/07/2019 20:35:08

OK e tutto torna le batterie (non solo quelle al piombo) si distruggono rapidamente in quanto i processi proseguono fino a distruggere tutto, nell'alrticolo si parlava di passivazione delle superfici come metodo per far durare le batterie ...devo recuperare l'articolo..



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qqcreafis

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Inviato il: 25/07/2019 21:02:57

mmm...non so se può servire

https://phys.org/news/2019-05-capacity-loss-metal-oxide-battery-material.html



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Inviato il: 25/07/2019 23:54:08

comunque ci sono vari fatti il il Pb non sarà a contatto con il PbO2 ma con PbO



Immagine Allegata: calcioPb.png
 
ForumEA/U/calcioPb.png



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Inviato il: 26/07/2019 12:48:27

Ti ringrazio del testo QQ ma non conosco l' inglese.

Comunque l' altro ieri ho avviato una nuova batteria con piastre nuove.
Al momento sto eseguendo un nuovo metodo di formazione ... in pratica uso, inizialmente, l' autoscarica.
E' una batteria da 2 Ah calcolati sui 7 mAh/cm^2.
Ogni cella è composta da 1 positiva e 2 negative tutte imbustate utilizzando le buste delle batterie auto.
La densità dell' acido è sui 1020 e la temperatura della cella è sui 35 gradi (gradi ambientali).
Con l' autoscarica in pratica non eseguo il processo inverso di flusso di ioni con un carico ma uso la resistenza interna della batteria.
Attualmente ho eseguito 2 inversioni di polarità e arrivo a scaricarla sui 8 volt (tensione minima per non mandare a zero la prima cella che si scarica) in circa 5 ore di tempo.
Non sto notando progressi ... almeno sino ad ora.
Ma è in formazione da soli 2 giorni per cui vedremo che succede nelle prossime inversioni di polarità.
In tutti i modi il problema della tensione di fine carica che non viene raggiunta dalla cella nei tempi dovuti la si denota sin dalle prime fasi di formazione.
Ho applicato, da subito, una corrente di fine carica che corrisponde ad un C5 di una cella o batteria formata.
I risultati sono i seguenti.

Nei primi cicli di carica la batteria aveva una tensione di fine carica, con 400 mA di corrente di carica, sui 16,20 volt.
Quando sono arrivato a 5 ore di autoscarica senza carico, e nello stesso tempo ho raggiunto gli 8 volt di tensione di fine scarica, ho invertito la polarità.

Quando sono arrivato alle 5 ore di autoscarica, e sempre arrivando sino a 8 volt, la tensione di fine carica dell' ultimo ciclo era sceso a 15,70 volt sempre con una corrente di fine carica di 400 mA.
Allora ho invertito la polarità e sino ad ora, con 3 cicli di carica / scarica, ho 3 ore di autoscarica sino ad arrivare a 8 volt e la tensione di fine carica, sempre con 400 mA. di corrente di carica a fine carica, mi porta a raggiungere una tensione massima di carica a 15,10 volt.

Quindi, sino ad ora, raggiungo gli stessi tempi di autoscarica ad ogni inversione di polarità e la tensione massima di carica, erogando sempre 400 mA. di corrente di carca a fine carica, continua scendere.

Quando arriverò alle 5 ore di scarica con l' autoscarica andrò a sostituire l' acido e andrò ad inserire un densità di acido pari a 1100.

Vediamo ora che succede.

 

qqcreafis

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Inviato il: 27/07/2019 00:11:39

1.4.4. Problema di perdita di capacità prematura e sua risoluzione
Con l'introduzione di leghe di piombo-calcio per le griglie a piastre la durata della batteria sui cicli di scarica profonda è diminuita drasticamente a 20e25 cicli. Questo fenomeno è stato per prima chiamato 'effetto Sb-free' e successivamente 'perdita prematura di capacità' (effetto PCL) [20]. È stato stabilito che l'effetto PCL era il risultato di alcuni processi che si producono alla piastra positiva della batteria, più precisamente all'interfaccia griglia/massa attiva positiva (effetto PCL-1) [21] e/o nell volume di massa attiva positiva (effetto PCL-2) [22].
L'effetto di limitazione della capacità all'interfaccia è risultato essere dovuta alle seguenti ragioni.
Durante la carica e sovraccarica della batteria , l'ossigeno si evolve sulla superficie della piastra positiva penetra attraverso lo strato di corrosione fino alla griglia di piombo e ne ossida la superficie in PbO. Lo strato di PbO ottenuto ha un'elevata resistenza ohmica. Viene ossidato dall'ossigeno evoluto in PbOn
(1 < n < n < 2) e quest'ultimo viene ulteriormente ossidato in PbO2. Se il tasso di formazione di PbO è più alto che il tasso di ossidazione a PbO2, uno spesso strato di PbO con elevata resistenza ohmica si forma sulla superficie della griglia che porta ad un'elevata polarizzazione della piastra alla scarica ed eventualmente a
perdita di capacità [23]. L'aggiunta di stagno e antimonio alla lega a griglia ha dimostrato di aumentare la percentuale dell'ossidazione della PbO a PbO2 e quindi l'effetto PCL-1 è stato soppresso [24]. L'effetto PCL-2 è dovuto a
a elettroconduttività nonpareggiata del contatto tra le particelle di PbO2 (zone del collo) della massa attiva positiva (teoria di Kugelhaufen) [22]. Aggiunta di stagno e antimonio alla lega a griglia migliora questo contatto. Quindi, è imperativo introdurre Sn >1.2% alle griglie positive piombo-calcio di batterie a ciclaggio profondo al fine di ridurre o addirittura evitare l'effetto PCL

Tradotto con www.DeepL.com/Translator e dalla mia mano



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Inviato il: 27/07/2019 00:16:55

comunque ci sono cose interessanti su quel libro



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Inviato il: 27/07/2019 10:26:49

cito qq:"Quindi, è imperativo introdurre Sn >1.2% alle griglie positive piombo-calcio di batterie a ciclaggio profondo al fine di ridurre o addirittura evitare l'effetto PCL "

se vengono fatte aggiunte di elementi alle griglie positive ,allora quando si recupera il piombo dalle vecchie batterie conviene forse mantenere saparato il piombo delle piastre positive da quello delle piatre negative, e poi usare il piombo delle positive per fare nuove piastre positive e il piombo delle negative per fare nuove piastre negative.
Questa cosa è stata fatta o è stato mescolato tutto?

 

ITA815

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Inviato il: 27/07/2019 12:04:31

CITAZIONE (inventoreinerba, 27/07/2019 10:26:49 ) Discussione.php?214425&197#MSG3006

cito qq:"Quindi, è imperativo introdurre Sn >1.2% alle griglie positive piombo-calcio di batterie a ciclaggio profondo al fine di ridurre o addirittura evitare l'effetto PCL "

se vengono fatte aggiunte di elementi alle griglie positive ,allora quando si recupera il piombo dalle vecchie batterie conviene forse mantenere saparato il piombo delle piastre positive da quello delle piatre negative, e poi usare il piombo delle positive per fare nuove piastre positive e il piombo delle negative per fare nuove piastre negative.
Questa cosa è stata fatta o è stato mescolato tutto?

No ... almeno da parte mia ... non ne conosco il procedimento.
Comunque il piombo riciclato che uso io ha già una percentuale di antimonio in quanto il piombo che uso proviene da vecchie tubature per acqua e gas.
il calcio, per quello che ne so io, riduce la vita dell' accumulatore ... per cui non so cosa è meglio.
Il fatto è che se hai un problema con delle piastre puoi sempre smontarle, ripulirle senza togliere troppo ossido superficiale, tornare a formale per qualche giorno e tutto torna funzionare.
Se si aggiungono "aditivi" specifici per ogni tipologia di piastre questo risulta un problema perchè non puoi invertire la polarità dopo la pulizia delle piastre ... per cui non puoi più formarla.
E probabilmente non la inizi neanche la formazione se in partenza le piastre sono trattate con aditivi.
Quindi il mio modesto parere è quello di eseguire inversioni di polarità sino a quando la cella raggiunga i 15,00 volt in modo stabile e sicuro ... a quel punto fermi la formazione e ti accontenti di quello che ricavi in accumulo.
Oppure servono piastre in piombo molto sottili ... come quelle utilizzate da capi32 ... essendo piastre da 0,5 millimetri in pratica crei una piastra che diventa una groviera di buchi pieni di ossido che si creano all' interno del piombo compatto oltre all' ossido esterno.
Comunque vedremo più avanti che succede con il nuovo test.

 

ITA815

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Inviato il: 27/07/2019 19:42:31

Altro fattore che importa molto sulla tensione massima di fine carica è la temperatura della cella.
Iri mattina avevo lasciato aperta la porta del garage e dato che la cella è proprio davanti alla porta ha preso il sole per tutta la mattinata.
L' avevo lasciata in carica tutta notte e quando sono entrato in garage la temperatura era sui 29 gradi e la tensione di fine carica stava a 2,42 volt.
Dopo 3 ore con la cella sotto il sole la temperatura di quest' ultima stava a 50 gradi e la tensione è passata da 2,42 volt a 2,33 volt.
La corrente di carica non è variata più di tanto.
Per cui oggi ho messo la cella dentro un vassoio alto 2 centimetri e ho riempito il vassoio con del ghiaccio.
Anche se la cella aveva il fondo ad una temperatura di 6 gradi e il corpo fuori dal ghiaccio, nella parte alta, stava a 27 gradi la cella è passata da 2,42 volt a 2,46 volt.
Se tutta la parte esterna della cella fosse stata ricoperta di ghiaccio sicuramente la tensione avrebbe oltrepassato i 2,50 volt.
Ora l' ho messa in scarica ... vediamo cosa mi restituisce.
Naturalmente qui si parla di una cella già formata con densità dell' acido a 1250.



Modificato da ITA815 - 27/07/2019, 20:02:44
 
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