|
|
Optimalizace užitných vlastností olověných akumulátorů
Lábus, Radek ; Dostál, Zdeněk (oponent) ; Jareš, Petr (oponent) ; Křivík, Petr (vedoucí práce)
Tato dizertační práce se zabývá omezením degradačních mechanizmů olověných akumulátorů, ke kterým výrazně přispívá nerovnoměrná distribuce proudu (a tedy i vnitřního odporu, prošlého náboje a ztrátového výkonu) po povrchu elektrod olověného akumulátoru. Nerovnoměrnost distribuce těchto parametrů zásadně ovlivňuje rozložení proudových praporců na deskách. V této práci byl vytvořen reálný model článku olověného akumulátoru s deskovými elektrodami s různými variantami rozložení proudových praporců. Výsledky naměřené na tomto modelu byly porovnány s výsledky zjištěnými z matematických simulací. Pomocí těchto simulací bylo možno hlouběji nahlédnout do procesů a změn v elektrodách olověných akumulátorů, ke kterým dochází v průběhu vybíjení. Cílem práce bylo pro předdefinované varianty rozmístění proudových praporců simulovat distribuci proudu, vnitřního odporu, prošlého náboje a ztrátového výkonu v průběhu vybíjení. Dalším cílem bylo porovnat jednotlivé zkoumané varianty a nalézt optimální variantu rozmístění proudových praporců z hlediska minimalizace nerovnoměrnosti distribuce zkoumaných veličin.
|
|
|
Příčiny předčasné ztráty kapacity olověných akumulátorů pracujících v PSoC režimu hybridních elektrických vozidel
Bilko, Radek ; Jareš, Petr (oponent) ; Dostál, Zdeněk (oponent) ; Bača, Petr (vedoucí práce)
Tato práce je završením celé etapy výzkumů a vyplývá ze stávající potřeby zvýšit efektivitu, výtěžnost a životnost olověných akumulátorů VRLA plánovaných pro použití do hybridních elektrických vozidel v režimu částečného nabití PSoC. Při aplikaci režimu PSoC na olověný akumulátor dochází k ireverzibilní sulfataci záporných elektrod, a tím ke ztrátě jejich nabíjecí schopnosti. Tento jev, podle nejnovějšího trendu označovaný jako PCL3, nemá žádnou souvislost s dále uvedenými jevy PCL1, PCL2, projevujícím se na kladných elektrodách. Výsledkem této disertační práce je nalezení nových typů aditiv, určení jejich optimálního množství a rozměrů tak, aby inovované složení záporných aktivních hmot bylo schopno odolávat sulfataci záporné elektrody během provozu v režimu PSoC. Součástí snahy o objasnění dějů probíhajících na záporné aktivní hmotě a způsobujících nevratnou sulfataci elektrod, je i sledování strukturálních změn elektrodové aktivní hmoty pomocí environmentálního rastrovacího elektronového mikroskopu, což pomohlo objasnit děje související se ztrátou kapacity v režimu PSoC. Zvláštní pozornost byla při výzkumech věnována studiu vlastností kontaktních vrstev mezi kolektorem a aktivní hmotou elektrod a samotných aktivních hmot olověného akumulátoru v průběhu jeho exploatace. Byly získány nové informace o vlivu opakovaného cyklování (nabíjení, vybíjení) na kritické oblasti elektrod. Měření byla prováděna na speciálně připravených experimentálních elektrodách stejnosměrnou rozdílovou metodou, což umožnilo získávat data in situ.
|
|
|
Mikroskopická pozorování struktur aktivní hmoty záporné elektrody olověného akumulátoru
Zimáková, Jana ; Dostál, Zdeněk (oponent) ; Kohout,, Jan (oponent) ; Bača, Petr (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá studiem vlivu aditiv na vlastnosti záporné elektrody olověného akumulátoru. Práce se zaměřuje na zkoumání rozhraní aditivum/základní materiál pro zápornou elektrodu (tzv. aktivní hmota) pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM). Jako základní materiál byl použit olověný plech, na který bylo naneseno dané aditivum. Konktrétně byly zkoumány vlivy uhlíku, TiO2, skelných vláken a látky Indulin AT. Záporná elektroda byla potenciostatem cyklována definovaným způsobem a morfologie jejího povrchu průběžně snímána pomocí AFM. Vznikla tak časová posloupnost snímků, na kterých jsou zaznamenány děje na povrchu elektrody během jejího nabíjení/vybíjení. Tyto záznamy slouží k lepšímu pochopení vlivu aditiv na výsledné vlastnosti článků olověného akumulátoru, konktrétně na schopnost vytvářet nebo naopak rozpouštět krystalky PbSO4, které vznikají během vybíjení a jsou zodpovědné za pokles celkové kapacity – postupnou sulfataci povrchu.
|
|
|
Impedanční měření olověného akumulátoru
Abraham, Pavel ; Dostál, Zdeněk (oponent) ; Jareš, Petr (oponent) ; Bača, Petr (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá impedančním měřením olověného akumulátoru. Cílem práce bylo nastudovat problematiku současných možností impedančního měření na olověném akumulátoru, především však zjistit možnosti rozšířené rozdílové metody měření, ověřit její funkčnost a interpretovat výsledky získané jejím prostřednictvím. Původní stejnosměrná rozdílová metoda byla vyvinuta dříve v naší laboratoři elektrochemických zdrojů Ústavu elektrotechnologie. Původní i nová metoda je nedestruktivní, obě tudíž umožňují získávat informace o zkoumané elektrodě in situ. Nová metoda by navíc měla poskytnout podstatně větší soubor informací, neboť měření probíhá v širokém frekvenčním spektru. Tato metoda byla použita ke sledování elektrod olověného akumulátoru, především pak rozhraní kolektor/aktivní hmota a aktivní hmoty samotné, a to v různých stavech a režimech provozu. Získané výsledky doplňují výsledky získané dříve a více tak osvětlují podstatu sledovaných degradačních mechanizmů. Dále byly porovnány elektrody s mřížkami z různých olověných slitin z hlediska rychlosti korozní vrstvy na rozhraní žebro / aktivní hmota elektrody. Byly získány nové poznatky o působení různých režimů nabíjení a vybíjení, zejména pak pulzních režimů, režimu částečného stavu nabití (PSoC) a režimu hlubokého cyklování. Měření byla realizována především na zařízení BioLogic VSP. Měřicí režim tohoto zařízení byl optimalizován pro potřeby rozšířené rozdílové metody a použitých elektrod.
|
|
|
Mikroskopická pozorování struktur aktivní hmoty záporné elektrody olověného akumulátoru
Zimáková, Jana ; Dostál, Zdeněk (oponent) ; Kohout,, Jan (oponent) ; Bača, Petr (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá studiem vlivu aditiv na vlastnosti záporné elektrody olověného akumulátoru. Práce se zaměřuje na zkoumání rozhraní aditivum/základní materiál pro zápornou elektrodu (tzv. aktivní hmota) pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM). Jako základní materiál byl použit olověný plech, na který bylo naneseno dané aditivum. Konktrétně byly zkoumány vlivy uhlíku, TiO2, skelných vláken a látky Indulin AT. Záporná elektroda byla potenciostatem cyklována definovaným způsobem a morfologie jejího povrchu průběžně snímána pomocí AFM. Vznikla tak časová posloupnost snímků, na kterých jsou zaznamenány děje na povrchu elektrody během jejího nabíjení/vybíjení. Tyto záznamy slouží k lepšímu pochopení vlivu aditiv na výsledné vlastnosti článků olověného akumulátoru, konktrétně na schopnost vytvářet nebo naopak rozpouštět krystalky PbSO4, které vznikají během vybíjení a jsou zodpovědné za pokles celkové kapacity – postupnou sulfataci povrchu.
|
|
| |
|
|
Optimalizace užitných vlastností olověných akumulátorů
Lábus, Radek ; Dostál, Zdeněk (oponent) ; Jareš, Petr (oponent) ; Křivík, Petr (vedoucí práce)
Tato dizertační práce se zabývá omezením degradačních mechanizmů olověných akumulátorů, ke kterým výrazně přispívá nerovnoměrná distribuce proudu (a tedy i vnitřního odporu, prošlého náboje a ztrátového výkonu) po povrchu elektrod olověného akumulátoru. Nerovnoměrnost distribuce těchto parametrů zásadně ovlivňuje rozložení proudových praporců na deskách. V této práci byl vytvořen reálný model článku olověného akumulátoru s deskovými elektrodami s různými variantami rozložení proudových praporců. Výsledky naměřené na tomto modelu byly porovnány s výsledky zjištěnými z matematických simulací. Pomocí těchto simulací bylo možno hlouběji nahlédnout do procesů a změn v elektrodách olověných akumulátorů, ke kterým dochází v průběhu vybíjení. Cílem práce bylo pro předdefinované varianty rozmístění proudových praporců simulovat distribuci proudu, vnitřního odporu, prošlého náboje a ztrátového výkonu v průběhu vybíjení. Dalším cílem bylo porovnat jednotlivé zkoumané varianty a nalézt optimální variantu rozmístění proudových praporců z hlediska minimalizace nerovnoměrnosti distribuce zkoumaných veličin.
|
|
|
Příčiny předčasné ztráty kapacity olověných akumulátorů pracujících v PSoC režimu hybridních elektrických vozidel
Bilko, Radek ; Jareš, Petr (oponent) ; Dostál, Zdeněk (oponent) ; Bača, Petr (vedoucí práce)
Tato práce je završením celé etapy výzkumů a vyplývá ze stávající potřeby zvýšit efektivitu, výtěžnost a životnost olověných akumulátorů VRLA plánovaných pro použití do hybridních elektrických vozidel v režimu částečného nabití PSoC. Při aplikaci režimu PSoC na olověný akumulátor dochází k ireverzibilní sulfataci záporných elektrod, a tím ke ztrátě jejich nabíjecí schopnosti. Tento jev, podle nejnovějšího trendu označovaný jako PCL3, nemá žádnou souvislost s dále uvedenými jevy PCL1, PCL2, projevujícím se na kladných elektrodách. Výsledkem této disertační práce je nalezení nových typů aditiv, určení jejich optimálního množství a rozměrů tak, aby inovované složení záporných aktivních hmot bylo schopno odolávat sulfataci záporné elektrody během provozu v režimu PSoC. Součástí snahy o objasnění dějů probíhajících na záporné aktivní hmotě a způsobujících nevratnou sulfataci elektrod, je i sledování strukturálních změn elektrodové aktivní hmoty pomocí environmentálního rastrovacího elektronového mikroskopu, což pomohlo objasnit děje související se ztrátou kapacity v režimu PSoC. Zvláštní pozornost byla při výzkumech věnována studiu vlastností kontaktních vrstev mezi kolektorem a aktivní hmotou elektrod a samotných aktivních hmot olověného akumulátoru v průběhu jeho exploatace. Byly získány nové informace o vlivu opakovaného cyklování (nabíjení, vybíjení) na kritické oblasti elektrod. Měření byla prováděna na speciálně připravených experimentálních elektrodách stejnosměrnou rozdílovou metodou, což umožnilo získávat data in situ.
|
|
|
Impedanční měření olověného akumulátoru
Abraham, Pavel ; Dostál, Zdeněk (oponent) ; Jareš, Petr (oponent) ; Bača, Petr (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá impedančním měřením olověného akumulátoru. Cílem práce bylo nastudovat problematiku současných možností impedančního měření na olověném akumulátoru, především však zjistit možnosti rozšířené rozdílové metody měření, ověřit její funkčnost a interpretovat výsledky získané jejím prostřednictvím. Původní stejnosměrná rozdílová metoda byla vyvinuta dříve v naší laboratoři elektrochemických zdrojů Ústavu elektrotechnologie. Původní i nová metoda je nedestruktivní, obě tudíž umožňují získávat informace o zkoumané elektrodě in situ. Nová metoda by navíc měla poskytnout podstatně větší soubor informací, neboť měření probíhá v širokém frekvenčním spektru. Tato metoda byla použita ke sledování elektrod olověného akumulátoru, především pak rozhraní kolektor/aktivní hmota a aktivní hmoty samotné, a to v různých stavech a režimech provozu. Získané výsledky doplňují výsledky získané dříve a více tak osvětlují podstatu sledovaných degradačních mechanizmů. Dále byly porovnány elektrody s mřížkami z různých olověných slitin z hlediska rychlosti korozní vrstvy na rozhraní žebro / aktivní hmota elektrody. Byly získány nové poznatky o působení různých režimů nabíjení a vybíjení, zejména pak pulzních režimů, režimu částečného stavu nabití (PSoC) a režimu hlubokého cyklování. Měření byla realizována především na zařízení BioLogic VSP. Měřicí režim tohoto zařízení byl optimalizován pro potřeby rozšířené rozdílové metody a použitých elektrod.
|
host ::
RSS.