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Previous issue date: 2015-08-12 / Outra / Different types of carbon has been studied globally as additives for negative active material of lead acid batteries aiming to improve the charge acceptance and the cycling endurance of the batteries when applied in PSoC (Partial State of Charge) condition of start stop application. This study focused in the carbon black and graphite available in the
market. It has been developed a laboratory method to produce the negative plates and then cells of type “p/n/p” has been assembled for characterization of negative plates produced in the laboratory. In the first part of the study it was observed the physical effects caused by addition of different amounts of carbon in the lead oxide paste which compounds the negative plate of the battery. It has observed in the experiments that higher the amount of carbon added in the lead oxide, more amount of water needed to produce the lead oxide paste in the plastic region. In the second part of the study it was verified the influence of
carbon black or graphite addition in the electrochemical performance of negative
plates. The plates produced with addition of 0.2 % of carbon black, or 2.0 % of graphite presented the plate capacity in mA h g-1 in the Peukert’s representation very similar to the plates of serial production from market. In the case of the plates produced with addition of 0.2 % of graphite, the test resulted in lower
capacity in mA h g-1 in Peukert’s representation, very close to the plates
produced without carbon addition.
In the charge and discharge endurance test in PSoC condition, the plates produced in the laboratory with addition of 0.2 % of carbon black or 2.0 % of graphite presented better potential stability measured in V/cycle if
compared to the plates of serial production from market or even plates produced with addition of only 0.2 % of graphite. These data signs to estimation of higher number of cycles until the end of life of the negative plates produced with 0.2 % of carbon black or 2.0 % of graphite, showing the beneficial effects of carbons in the negative active material of lead acid battery. / Diferentes formas de carbono têm sido estudadas mundialmente
como aditivos para material ativo negativo de baterias chumbo-ácido com o
intuito de melhorar a eficiência de aceitação de carga e proporcionar maior
durabilidade na bateria quando utilizada em condições de estado parcial de
carga, inerentes da aplicação “start-stop”.
O presente estudo foi focado em negros de fumo e grafites
disponíveis no mercado. Foi desenvolvida uma metodologia no laboratório para
a fabricação das placas negativas de óxido de chumbo, com adição de negro de
fumo ou grafite e posterior montagem de células do tipo p/n/p para a
caracterização das placas negativas em estudo.
Na primeira parte do estudo foi verificado o efeito físico ocasionado
pela adição de diferentes quantidades de carbono na pasta de óxido de chumbo
que compõe a placa negativa da bateria chumbo ácido. Nos experimentos
realizados, observou-se que maior a quantidade de carbono adicionado na massa
negativa, maior a quantidade de água necessária para o processamento da pasta
de óxido de chumbo na faixa plástica da pasta.
Na segunda parte do estudo foi verificada a influência da adição de
negro de fumo ou grafite no desempenho eletroquímico das placas negativas. As
placas negativas fabricadas com adição de 0,2 % de negro de fumo, ou 2,0 % de
grafite apresentaram comportamento de capacidade em mA h g-1 nas curvas de
Peukert próximas a das placas negativas do mercado. As placas fabricadas com
adição de 0,2 % de grafite resultaram em desempenho de capacidade em mA h
g-1 menores nas curvas de Peukert, próximas a das placas sem adição de
carbono.
No ensaio de durabilidade em ciclos de carga e descarga na
condição PSoC, foi observado que as placas negativas fabricadas com adição de
0,2 % de negro de fumo ou com 2,0 % de grafite apresentaram melhor
estabilidade no potencial medido em V/ciclo se comparadas com placas de
produção seriada do mercado ou com placas com somente 0,2 % de grafite. Os
dados sinalizam uma estimativa de um maior número de ciclos de carga e
descarga até o fim de vida das placas negativas com 0,2 % de negro de fumo ou
2,0 % de grafite, mostrando o efeito benéfico dos carbonos no material ativo
negativo da bateria chumbo ácido.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/7335 |
| Date | 12 August 2015 |
| Creators | Tsurumaki, Maumi |
| Contributors | D'Alkaine, Carlos Ventura |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Química (Mestrado Profissional), UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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