# แบตเตอรี่ยิ่งยวด
แบตเตอรี่ยิ่งยวด  เป็นอุปกรณ์การเก็บพลังงานแบบไฮบริด คิดค้นโดยองค์การวิจัยวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมเครือจักรภพ (CSIRO) ของออสเตรเลีย UltraBattery ผสมผสานเทคโนโลยีตัวเก็บประจุยิ่งยวด กับเทคโนโลยีแบตเตอรี่แบบตะกั่ว-กรดในเซลล์เดียวกันโดยใช้สารอิเล็กโทรไลท์ร่วมกัน

บทนำ
งานวิจัยที่ดำเนินการโดยห้องปฏิบัติการอิสระ เช่น ห้องปฏิบัติการแห่งชาติซานเดียของสหรัฐอเมริกา, บริษัทร่วมค้าแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดขั้นสูง (ALABC), องค์การวิจัยวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมเครือจักรภพ (CSIRO) และการทดสอบเชิงพาณิชย์โดยบริษัทผู้ผลิต East Penn, แบตเตอรี่ Furukawa, และ Ecoult ได้แสดงให้เห็นว่าเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดที่กำกับควบคุมด้วยวาล์ว  แบบเดิมแล้ว,  เทคโนโลยีแบตเตอรี่ยิ่งยวดมีประสิทธิภาพด้านพลังงานสูงกว่า, อายุการใช้งานยาวกว่าและมีค่าการชาร์จที่รับได้  ภายใต้บางส่วนของสภาวะการชาร์จ  ที่เหนือกว่า

เมื่อนำสองเทคโนโลยีมารวมกันเป็นหนึ่งเซลล์แบตเตอรี่หมายความว่าแบตเตอรี่ยิ่งยวดทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีตะกั่ว-กรดธรรมดา ส่วนใหญ่เนื่องจากความจริงที่ว่ามันสามารถใช้งานได้เป็นระยะเวลานานในสถานะบางส่วนของการชาร์จ (PSoC) ในขณะที่แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดธรรมดาปกติได้รับการออกแบบมากกว่าสำหรับการใช้ SoC ที่สูง (เช่นเมื่อแบตเตอรี่เกือบจะชาร์จเต็ม) การทำงานในช่วง SoC บางส่วนจะยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ส่วนใหญ่โดยการลดการตกผลึกซัลเฟต  และโดยการลดเวลาที่ใช้ในทำงานที่ขณะ SoC ที่สูงมากและที่ต่ำมาก ในขณะที่ปฏิกิริยาข้างเคียงต่าง ๆ มีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดการเสื่อมถอย แบตเตอรี่แบบ VRLA แบบเดิมมีแนวโน้มที่จะเสื่อมถอยอย่างรวดเร็วเมื่อทำงานในช่วง SoC บางส่วนนี้

 ประวัติ 

ในปี 2007 East Penn Manufacturing ได้รับใบอนุญาตหลักทั่วโลกในการผลิตและการค้าเทคโนโลยีแบตเตอรี่ยิ่งยวดสำหรับการใช้งานเกี่ยวกับการเคลื่อนที่และยานยนต์ (ในดินแดนต่าง ๆ) และสำหรับการใช้งานการจัดเก็บพลังงานนิ่ง (ทั่วโลก, นอกประเทศญี่ปุ่นและไทย ที่ Furukawa แบตเตอรี่เป็นผู้ถือใบอนุญาตหลัก)

ในเดือนมีนาคม 2013 รัฐบาลออสเตรเลียประกาศให้ทุนเพิ่มเติมผ่าน 'โปรแกรมพลังงานหมุนเวียนที่เกิดใหม่' ของ 'สำนักงานพลังงานหมุนเวียนออสเตรเลีย' เพื่อพัฒนาต่อในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ยิ่งยวดเพื่อให้เป็นที่เก็บพลังงานที่มีประสิทธิภาพด้านค่าใช้จ่ายสำหรับระบบพลังงานหมุนเวียนที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์

หลักการจัดเก็บ
แบตเตอรี่ยิ่งยวดเป็นอุปกรณ์ไฮบริดที่รวมเทคโนโลยีตัวเก็บประจุยิ่งยวดกับเทคโนโลยีแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดให้อยู่ในเซลล์เดียวที่มีอิเล็กโทรไลท์ที่ใช้ร่วมกัน

ทางกายภาพ, แบตเตอรี่ยิ่งยวดมีขั้วบวกขั้วเดียวและขั้วลบสองขั้ว - ขั้วหนึ่งเป็นคาร์บอน, อีกขั้วหนึ่งเป็นตะกั่ว, ในอิเล็กโทรไลท์ร่วมกัน เมื่อรวมเข้าด้วยกันขั้วลบทั้งสองขั้วเป็นขั้วลบของชุดแบตเตอรี่ยิ่งยวด แต่คาร์บอนเป็นขั้วของตัวเก็บประจุและตะกั่วเป็นขั้วของเซลล์ตะกั่ว-กรด ขั้วบวกขั้วเดียว (ตะกั่วออกไซด์) ปกติเป็นของทุกแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดและเป็นของใช้ร่วมกันระหว่างเซลล์ตะกั่ว-กรดและตัวเก็บประจุยิ่งยวด

เทคโนโลยีนี้ (โดยเฉพาะการเพิ่มขึ้นของขั้วไฟฟ้าคาร์บอน) ทำให้แบตเตอรี่ยิ่งยวดมีลักษณะการทำงานที่แตกต่างกันกับแบตเตอรี่ VRLA ธรรมดา เฉพาะเทคโนโลยีแบตเตอรี่ยิ่งยวด มันไม่ต้องทนทุกข์ทรมานอย่างมีนัยสำคัญมากนักจากการพัฒนาของ sulfation แบบถาวร (หรือแข็ง) ที่ขั้วลบของแบตเตอรี่ - ปัญหาที่มักจะแสดงให้เห็นทั่วไปในแบตเตอรี่กรดตะกั่วธรรมดา

วัสดุที่ใช้
ตะกั่วเป็นขั้วลบของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด
คาร์บอนเป็นขั้วลบของแบตเตอรี่ยิ่งยวด
สารละลายอิเล็กโทรไลท์ถูกทำขึ้นจากกรดกำมะถันและน้ำ

ตะกั่วซัลเฟตเป็นผลึกหรือผงสีขาว การทำงานของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดปกติจะเห็นผลึกตะกั่วซัลเฟตขนาดเล็กที่เจริญเติบโตบนขั้วลบในระหว่างการดีสชาร์จและการละลายกลับไปเป็นอิเล็กโทรไลท์ระหว่างการชาร์จ

ขั้วไฟฟ้าถูกสร้างจากตารางตะกั่ว ด้วยสารประกอบวัสดุที่แอคทีฟมีพื้นฐานมาจากตะกั่ว - ตะกั่วออกไซด์ - ขึ้นรูปเป็นส่วนที่เหลือของแผ่นบวก

การประยุกต์ใช้งาน
แบตเตอรี่ยิ่งยวดสามารถใช้สำหรับช่วงของการใช้ในการจัดเก็บพลังงานเช่น:

 ในยานพาหนะไฟฟ้าไฮบริด
 เพื่อจัดเก็บพลังงานหมุนเวียนและการทำให้เรึยบของการผลิตกระแสไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานที่มาเป็นระยะๆ
 ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบพลังงานไฮบริดที่มีประสิทธิภาพที่ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิล
 เพื่อให้บริการเสริมกับกริดไฟฟ้า

แบตเตอรี่ยิ่งยวดเสมือนว่าจะสามารถรีไซเคิลได้ 100 เปอร์เซนต์และสามารถทำขึ้นได้ที่โรงงานผลิตแบตเตอรี่ที่มีอยู่

แบตเตอรี่ยิ่งยวดในยานพาหนะไฟฟ้าไฮบริด (HEVs)
แบตเตอรี่ยิ่งยวดมีข้อดีหลายประการเหนือแบตเตอรี่ nickel-metal hydride (Ni-MH) ที่ใช้อยู่ใน HEVs ปัจจุบัน พวกมันมีราคาถูกกว่าแบตเตอรี่ Ni-MH ประมาณ 70%, เมื่อเทียบกับผลการดำเนินงานในแง่ของการบริโภคน้ำมันเชื้อเพลิงและอัตราการชาร์จและดีสชาร์จได้เร็วกว่าแบตเตอรี่ Ni-MH

เมื่อถูกใช้ใน HEVs, ตัวเก็บประจุยิ่งยวดของแบตเตอรี่ยิ่งยวดจะทำหน้าที่เป็นกันชนระหว่างการดีสชาร์จกับการชาร์จในอัตราสูง, เปิดโอกาสให้มันจัดส่งและการดูดซับประจุได้อย่างรวดเร็วในระหว่างการเร่งความเร็วและการเบรกของยานพาหนะ

การทดสอบประสิทธิภาพการทำงานของแบตเตอรี่ยิ่งยวดในยานพาหนะไฟฟ้าไฮบริดโดย Advanced Lead Acid Battery Consortium พบว่าสามารถทำงานได้มากกว่า 100,000 ไมล์ด้วยแบตเตอรี่แพคเดียวโดยไม่มีการย่อยสลายอย่างมีนัยสำคัญ ผลจากห้องปฏิบัติการของต้นแบบของแบตเตอรี่ยิ่งยวดแสดงให้เห็นว่ากำลังการผลิต, กำลังงาน, พลังงานที่มี, การหมุนแบบเย็น  และดีสชาร์จด้วยตัวเองของพวกมันมีคุณสมบัติตรงตามหรือเกินทุกเป้าหมายที่ตั้งไว้สำหรับ HEVs ที่ใช้พลังงานช่วยต่ำสุดและสูงสุด

แบตเตอรี่ยิ่งยวด ใน Microgrids
แบตเตอรี่ยิ่งยวดสามารถนำมาใช้กับแหล่งพลังงานหมุนเวียนเพื่อทำให้มันเรียบและเลื่อน (เช่นการจัดเก็บเพื่อใช้ในภายหลัง) บน microgrids เพื่อปรับปรุงความพร้อมใช้ที่สามารถคาดเดาได้ แบตเตอรี่ยิ่งยวดยังสามารถใช้ในระบบ Microgrid แบบสแตนด์อโลน, ระบบไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนและไฮบริด microgrids ได้อีกด้วย ระบบ Microgrid แบบสแตนด์อโลนจะควบรวมเชื้อเพลิงดีเซลหรือฟอสซิลอื่น ๆ เข้ากับแบตเตอรี่ยิ่งยวดเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการผลิตพลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิล การควบรวมตัวจัดเก็บพลังงานในระบบจะช่วยลดขนาดของ gen-set (เช่นแถวของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) เพราะแบตเตอรี่สามารถจัดการกับการ peak ของโหลด แบตเตอรี่ยิ่งยวดยังช่วยลดการบริโภคเชื้อเพลิงของ gen-set ได้อีกด้วย เพราะเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถทำงานที่มีประสิทธิภาพสูงสุดของพวกมัน โดยไม่คำนึงถึงการแปรเปลี่ยนของโหลดในระบบ

ระบบไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนจะเป็นการรวมเทคโนโลยีแบตเตอรี่ยิ่งยวดกับแหล่งผลิตพลังงานหมุนเวียนเพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับท้องถิ่น พวกมันสามารถใช้พลังงานเซลล์แสงอาทิตย์, พลังงานลมหรือพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์, และมักจะควบรวมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลเพื่อเป็น back-up ไว้ด้วย microgrids ไฮบริดจะบูรณาการแหล่งการผลิตพลังงานหมุนเวียนกับแหล่งจัดเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ยิ่งยวดและ gen-set เชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการผลิตไฟฟ้าแบบ base-load วิธีการนี้สามารถลดค่าใช้จ่ายของพลังงานได้อย่างมากเมื่อเทียบกับ microgrids ที่ขับเคลื่อนด้วยดีเซลเท่านั้น นอกจากนี้ พวกมันยังช่วยลดอย่างมีนัยสำคัญของการปล่อยแก๊สเรือนกระจกอีกด้วย ตัวอย่างของ Microgrid ประเภทนี้คือโครงการบูรณาการพลังงานทดแทนของ King Island (KIREIP) ที่กำลังอยู่ในระหว่างดำเนินการโดย Hydro Tasmania โครงการพลังงานหมุนเวียนขนาดเมกะวัตต์นี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อลดทั้งต้นทุนในการจ่ายพลังงานให้กับเกาะและลดมลพิษคาร์บอน

ลักษณะสมบัติ
แบตเตอรี่ยิ่งยวดมีห้าลักษณะสำคัญที่เป็นจุดของความแตกต่างระหว่างเทคโนโลยีนี้และเทคโนโลยีแบตเตอรี่ VRLA ธรรมดา thumb|เทคโนโลยีแบตเตอรี่ยิ่งยวด|right

การหมุนเวียนของความจุ
เมื่อแบตเตอรี่ยิ่งยวดและ VRLA มาตรฐาน (ใช้ไปแบบ SoC บางส่วน) มีการเปรียบเทียบในสภาพทดลอง, แบตเตอรี่ยิ่งยวดได้แสดงให้เห็นว่าสามารถมีการหมุนเวียนของความจุประมาณ 13 เท่าของแบตเตอรี่ VRLA มาตรฐานแบบดูดซึมด้วยแก้ว

ค่าใช้จ่ายตลอดช่วงชีวิตต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง
อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับว่ามันถูกใช้งานอย่างไรและจำนวนรอบของการชาร์จและการดิสชาร์จที่มันได้ผ่านเข้าไป ในสถานการณ์ที่แบตเตอรี่จะผ่านเข้าไปสี่รอบต่อวัน รอบละ 40% และในสถานการณ์ที่ปริมาณการใช้งานเป็นปัจจัยที่จำกัดอายุ, แบตเตอรี่ยิ่งยวดจะมีอายุประมาณ 3-4 เท่านานกว่าแบตเตอรี่ VRLA ธรรมดา

CSIRO อ้างว่า "แบตเตอรี่ยิ่งยวดถูกกว่าประมาณ 70% ในการผลิตเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่อื่นที่ประสิทธิภาพเทียบเท่ากันและสามารถผลิตขึ้นมาได้โดยใช้สิ่งอำนวยความสะดวกในการผลิตที่มีอยู่"

ประสิทธิภาพ DC-DC
ประสิทธิภาพ DC-DC ของแบตเตอรี่หมายความถึงปริมาณของพลังงานที่มีอยู่เพื่อจะดีสชาร์จไปยังโหลดที่เชื่อมต่ออยู่กับแบตเตอรี่เป็นสัดส่วนของปริมาณของพลังงานที่ใส่ลงไปในแบตเตอรี่ระหว่างการชาร์จ ในระหว่างการชาร์จและดีสชาร์จ, บางส่วนของพลังงานที่เก็บไว้ของแบตเตอรี่จะหายไปเป็นความร้อน ,และบางส่วนจะหายไปในปฏิกิริยาข้างเคียง การสูญเสียพลังงานของแบตเตอรี่ยิ่งต่ำ, ประสิทธิภาพมากของแบตเตอรี่ก็ยิ่งสูง

นักพัฒนาแบตเตอรี่ยิ่งยวดอ้างว่าสามารถบรรลุประสิทธิภาพ DC-DC ที่ 93-95% (ขึ้นอยู่กับอัตราความจุ) ในการทำงานในแอพลิเคชั่นด้านการจัดการความแปรปรวนในแบบ SoC บางส่วน, ขึ้นอยู่กับอัตราการดีสชาร์จ, และที่ 86-95% (ขึ้นอยู่กับอัตราความจุ), เมื่อทำงานในแอพลิเคชั่นด้านการเลื่อนเวลาการใช้พลังงาน โดยการเปรียบเทียบ, แบตเตอรี่ VRLA มาตรฐานที่นำไปใช้กับการเลื่อนเวลาการใช้พลังงาน (ในแบบ SoC บนสุด) บรรลุประสิทธิภาพที่ต่ำกว่ามาก เช่น ใน SoC จากการชาร์จที่ 79% ถึง 84%, การทดสอบแสดงให้เห็นประสิทธิภาพประมาณ 55%

รอบของการรีเฟรช
แบตเตอรี่ยิ่งยวดสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องชาร์จเพื่อเติมพลังใหม่  เป็นระยะเวลานานออกไป สำหรับการใช้งานที่มีรอบการใช้งานอยู่กับที่เช่นพลังงานหมุนเวียนหรือการสนับสนุนกริด, ช่วงระยะเวลานี้อาจจะเป็นระหว่างหนึ่งถึงสี่เดือนขึ้นอยู่กับปริมาณงาน; แบตเตอรี่ VRLA มาตรฐานในการใช้งานเดียวกันต้องรีเฟรชทุก ๆ 1-2 สัปดาห์ถ้าทำงานเป็นหลาย ๆ รอบทุกวัน - และประสิทธิภาพการทำงานจะเสื่อมถอยอย่างรวดเร็วแม้จะมีรอบการรีเฟรชรายสัปดาห์

ในการใช้งานกับยานยนต์ในรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด (HEV), แบตเตอรี่ยิ่งยวดสามารถใช้งานได้มากขึ้นหรือน้อยลงอย่างต่อเนื่องใน SoC บางส่วนโดยไม่ต้องรีเฟรช Furukawa รายงานว่า: "ในสนามทดสอบการขับรถของฮอนด้า Insight, HEV ที่ติดตั้งหนึ่งแพ็คของแบตเตอรี่ยิ่งยวด, ระยะทางขับที่เป้าหมาย 100,000 ไมล์ (ประมาณ 160,000 กิโลเมตร) ก็ประสบความสำเร็จโดยไม่ต้องชาร์จกู้คืน

การยอมรับการประจุ
การทดสอบของห้องปฏิบัติการแห่งชาติซานเดียแสดงว่าแบตเตอรี่ VRLA มักจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่า 50% ถ้าถูกชาร์จมากกว่า 90%, ประมาณ 55% ถ้าถูกชาร์จระหว่าง 79% ถึง 84%, และมีประสิทธิภาพมากกว่า 90% ถ้าถูกชาร์จระหว่างศูนย์และ 84% ของกำลังการผลิตเต็ม ในการเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ VRLA ธรรมดา, แบตเตอรี่ยิ่งยวดสามารถถูกชาร์จได้อย่างมีประสิทธิภาพและที่อัตราการชาร์จ/ดีสชาร์จที่สูง ผลการทดสอบของ Hund และคณะได้แสดงให้เห็นว่า แบตเตอรี่ยิ่งยวดก็สามารถที่จะทำวงรอบในอัตรา 4C1 ประมาณ 15,000 รอบ แบตเตอรี่ VRLA นี้โดยใช้ขั้นตอนการทดสอบนี้จะสามารถทำรอบได้เพียงในอัตรา 1C1

มาตรฐานและความปลอดภัย
แบตเตอรี่ยิ่งยวดเป็นผลิตภัณฑ์ที่ผลิตโดย บริษัท East Penn Manufacturing ในประเทศสหรัฐอเมริกา เพื่อให้ได้ตามข้อกำหนดการรับรองมาตรฐานของโลก ISO 9001: 2008, ISO/TS 16949: 2009 และ ISO 14001: 2004 

สารละลายอิเลคโทรไลท์ของแบตเตอรี่ยิ่งยวดประกอบด้วย H2SO4 ในน้ำ และขั้วไฟฟ้าของมันเป็นสารเฉี่อย เนื่องจากอิเล็คโทรไลท์ส่วนใหญ่เป็นน้ำ, แบตเตอรี่ยิ่งยวดจึงมีคุณสมบัติในการหน่วงไฟ  แบตเตอรี่ยิ่งยวดมีข้อจำกัดด้านการขนส่งและ อันตรายแบบเดียวกันกับแบตเตอรี่ VRLA ธรรมดา

การรีไซเคิล
ทุกส่วนของแต่ละแบตเตอรี่ยิ่งยวด - ตะกั่ว, พลาสติก, เหล็กและกรด - เสมือนว่าจะรีไซเคิลได้ 100% เพื่อนำมาใช้ในภายหลัง โรงงานรีไซเคิลขนาดใหญ่สำหรับแบตเตอรี่เหล่านี้มีอยู่แล้วและ 96% ของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่ใช้ในสหรัฐอเมริกามีการรีไซเคิล ผู้ผลิตแบตเตอรี่สามารถกู้คืนและแยกตะกั่ว, พลาสติกและกรดออกจากแบตเตอรี่ VRLA ตะกั่วจะถูกนำไปหลอมและกลั่นเพื่อนำมาใช้ใหม่ ชิ้นส่วนพลาสติกถูกทำความสะอาด, ขัด, อัดและขึ้นรูปเป็นชิ้นส่วนพลาสติกใหม่ กรดถูกฟื้นสภาพ, ทำความสะอาดและใช้ในแบตเตอรี่ใหม่

การวิจัย
การทดสอบได้รับการดำเนินการโดยห้องปฏิบัติการอิสระ เช่นเดียวกับโดย East Penn Manufacturing, Furukawa และ Ecoult, เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพการทำงานของ แบตเตอรี่ยิ่งยวดกับแบตเตอรี่ VRLA ธรรมดา

การทดสอบรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด (HEV) 
แบตเตอรี่ของ HEV ขนาดเล็กได้มีการทดสอบที่ SoC 70% ในรูปแบบของการชาร์จ-ดีสชาร์จแบบชีพจร แบตเตอรี่ยิ่งยวดมีการหมุนเวียนด้านกำลังการผลิต  หรือวงจรชีวิตมากกว่าแบตเตอรี่ VRLA ธรรมดาประมาณ 1.8 เท่า

กิจการร่วมค้าแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด (ALABC) ได้ทดสอบความทนทานของแบตเตอรี่ยิ่งยวดในการทำงานที่ SoC บางส่วนอัตราสูงของฮอนด้าซีวิค HEV รถทดสอบมีผลการดำเนินงานเป็นไมล์ต่อแกลลอนเป็นรูปแบบเดียวกันเมื่อเปรียบเทียบกับเมื่อใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ Ni-MH

การใช้งานพลังงานอยู่กับที่
การทดสอบประสิทธิภาพ
การทดสอบประสิทธิภาพเป็น Wh (วัตต์-ชั่วโมง) ของแบตเตอรี่ยิ่งยวดในแอพลิเคชันที่อยู่กับที่สำหรับสมาร์ทกริดไฟฟ้าแสดงให้เห็นว่ากว่า 30 รอบของการชาร์จ-ดีสชาร์จที่อัตรา 0.1 C10A, ประสิทธิภาพ Wh มีตั้งแต่ 91% ถึง 94.5%, ขึ้นอยู่กับ SoC ของแบตเตอรี่ [หมายเหตุ] นี้เมื่อเทียบกับการศึกษาของห้องปฏิบัติการแห่งชาติซานเดียในเรื่องประสิทธิภาพแบตเตอรี่ตะกั่วกรดซึ่งพบว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบดั้งเดิมที่ทำงานระหว่าง SoC ที่ 79% และ 84% (โหมดการชาร์จ "สูงสุด" ที่แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบดั้งเดิมจะถูกจำกัดโดยทั่วไปเพื่อยืดอายุของพวกมัน) จะประสบความสำเร็จเพียง 55% ของประสิทธิภาพการชาร์จแบบเพิ่มทีละขั้น

วงจรชีวิตและการทดสอบการกู้คืน
แบตเตอรี่ต้องผ่านการทดสอบการชาร์จและการดีสชาร์จที่ SoC 60% เป็นเวลา 3 ชั่วโมง, ที่มีการชาร์จแบบกู้คืน  20 ชั่วโมงทดสอบทุก ๆ 90 รอบ การทดสอบความจุแสดงให้เห็นว่าหลังจาก 270 รอบ, อัตราส่วนความจุของแบตเตอรี่ยิ่งยวดจะเท่ากับหรือมากกว่า 103%, เมื่อเทียบกับ 93% สำหรับแบตเตอรี่ตะกั่วธรรมดา การทดสอบแสดงให้เห็นว่า แบตเตอรี่ยิ่งยวดมีวงจรชีวิตยาวกว่าและลักษณะการชาร์จแบบกู้คืนดีกว่าแบตเตอรี่ทั่วไปเมื่อทำงานใน SoC บางส่วน

การให้บริการสาธารณูปโภคและการทำให้เรียบของฟาร์มพลังงานลม
การทดสอบแบบ SoC บางส่วนอัตราสูงได้ดำเนินการเพื่อวัดความสามารถของแบตเตอรี่ยิ่งยวดสำหรับการใช้งานบริการเสริมของสาธารณูปโภคสำหรับการจัดเก็บพลังงานและการทำให้เรียบของฟาร์มพลังงานลม การใช้รายละเอียดวงรอบของ SoC บางส่วนอัตราสูงที่อัตรา 1C1 ถึง 4C1, แบตเตอรี่ยิ่งยวดมีความสามารถมากกว่า 15,000 รอบด้วยการสูญเสียความสามารถน้อยกว่า 20%, และสามารถหมุนรอบในอัตรา 4C1 แบตเตอรี่ VRLA แบบ absorbed glass matt (AGM) ที่ทดสอบภายใต้เงื่อนไขเดียวกันสามารถหมุนรอบในอัตรา 1C1 เท่านั้น, ต้องการ recovery charge หลังจากประมาณ 100 รอบ, และหลังจาก 1100 รอบกำลังการผลิตหายไปกว่า 20% แบตเตอรี่ยิ่งยวดยังสามารถหมุนรอบมากกว่าสิบเท่าของจำนวนรอบระหว่าง recovery charge มากกว่าแบตเตอรี่ VRLA แบบ AGM (1000 เทียบกับ 100)