การพัฒนาแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบการคายประจุสูงสำหรับภารกิจทางทหาร

Abstract

แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบการคายประจุสูง เป็นแบตเตอรี่ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ อายุการ   ใช้งานของแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับค่าความจุและสภาพแวดล้อม ค่าความจุของแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับ   วัสดุผสม(Active materials) ที่ใช้ในแผ่นธาตุลบ (Negative active materials) วัสดุกระตุ้น (Expander) เป็นส่วนผสมที่สำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพของวัสดุผสม ซึ่งประกอบด้วยแบเรียมซัลเฟต โซเดียมลิกโนซัลโฟเนตและคาร์บอนแบล็ค จากการศึกษาการพัฒนาแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบการคายประจุสูงทำการทดสอบค่าความจุและโครงสร้างของวัสดุกระตุ้นจากการเตรียมขั้วตะกั่วโดยใช้เครื่องมือโวลแทมเมตรี (Cyclic voltammetry) เครื่องคายประจุ (High discharge rate tester) กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (Transmission electron microscope) และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (Scanning electron microscope) ผลการศึกษาคาร์บอน 2 ชนิดที่แตกต่างกัน จากการจับกลุ่มโครงข่ายคาร์บอนส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงค่าความจุและค่าความต้านทานต่อการเคลื่อนย้ายประจุ (Charge transfer resistance) ของวัสดุกระตุ้น ซึ่งค่าความจุที่สูงขึ้นและค่าความต้านทานต่อการเคลื่อนย้ายประจุที่ต่ำลงจากการเปรียบเทียบกับวัสดุกระตุ้นที่ใช้ตามท้องตลาดมาจากการเตรียมวัสดุกระตุ้น ซึ่งค่าความจุของแบตเตอรี่ที่ใช้ XE500-02 สามารถคายประจุได้มากกว่าจากการเปรียบเทียบกับวัสดุกระตุ้นที่ใช้ตามท้องตลาด ดังนั้นค่าความจุที่เพิ่มขึ้นผลมาจากการเพิ่มขึ้นของพื้นที่ผิวในแผ่นธาตุลบ

Deep cycle lead-acid battery is a rechargeable battery whose service life depends on their capacity and working environment. Battery capacity depends on active materials used as negative active materials. One major component that increases the performance of the active material is an expander which consists of barium sulfate, sodium lignosulfonate and carbon black. In this study, developments of a deep cycle lead-acid battery were investigated. Cyclic voltammetry, high discharge rate tester, transmission electron microscope and scanning electron microscope were used to investigate the capacity of the prepared negative electrode and to examine the structure of the expander. The results showed that the two different types of carbon black influenced the structure of carbon network in an expander and resulted in the change of the amount of charge and charge transfer resistance. All prepared expanders exhibited the higher amount of charge and lower charge transfer resistance than those of a commercial expander. The high discharge test shows that the capacity of a battery using XE500-02 higher than that using a commercial expander. The higher capacity is due to an increase of the surface area of negative active materials.