Diverse

Ce este un Super condensator, Supercap sau Ultracapacitor

Ce este un Super condensator, Supercap sau Ultracapacitor


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Supercondensatorul este o formă specializată de condensator care oferă niveluri extrem de ridicate de capacitate - uneori până la multe farade.

Supercondensatorii pot fi, de asemenea, cunoscuți sub numele de supercapacități, ultracondensatori și unele tipuri sunt cunoscute sub numele de condensatori cu strat dublu datorită structurii lor.

Bazele tehnologiei supercondensatorului

Tehnologia din spatele supercondensatorilor este diferită de cea a unui condensator obișnuit. Trebuie să adopte o abordare diferită pentru a permite atingerea valorilor ultra-ridicate ale capacității.

Există mai multe tipuri de tehnologie supercap sau ultracapacitor care pot fi utilizate, dar cea mai larg adoptată este cunoscută sub numele de condensator cu strat dublu, DLC.

Supercondensatorul DLC utilizează o tehnologie pe bază de carbon care folosește un electrolit organic. Această tehnologie este mai ușor de fabricat decât celelalte tipuri și, prin urmare, a câștigat o acceptare mai largă.

La fel ca condensatoarele tradiționale, supercondensatoarele au două plăci metalice. Aceste plăci sunt acoperite cu cărbune activ care este un material poros tip burete. Aceste plăci sunt scufundate într-un electrolit care conține ioni pozitivi și negativi. O placă acoperită cu carbon sau un electrod este pozitivă, iar cealaltă este negativă. În timpul încărcării, ionii din electrolit se acumulează pe suprafața fiecărei plăci acoperite cu carbon.

Pe măsură ce are loc încărcarea, electrozii de carbon au două straturi de încărcare care acoperă suprafețele lor și acest lucru dă naștere numelui condensatori cu strat dublu. Distanța dintre cele două straturi de încărcare la electrod este extrem de mică și acest lucru înseamnă că sunt realizabile niveluri foarte mari de capacitate. De asemenea, deoarece există straturi de încărcare la fiecare electrod, de fapt un supercondensator este de fapt doi condensatori în serie, unul la fiecare electrod

Există două tipuri de condensatori cu strat dublu care rezultă din mecanisme diferite de stocare a încărcăturii:

  • Condensator electric cu strat dublu: Un EDLC stochează energie în dublu strat la interfața electrod / electrolit. În acest tip de condensator, materialul electrodului utilizat pentru construirea celulei pentru primul este în principal material carbon.
  • Condensator electrochimic cu strat dublu sau super / pseudo-condensator: supercapacitorul susține o reacție Faradic între electrod și electrolit într-o fereastră potențială adecvată. În acest tip de supercondensator, materialul electrodului constă fie din oxizi metalici de tranziție, fie din amestecuri de carbon și oxizi metalici / polimeri.

Pentru ambele tipuri de condensatori, electroliții pot fi fie apoși, fie neapoși, în funcție de modul de construcție a celulei condensatorului.

Din acest motiv, supercondensatoarele și condensatoarele cu strat dublu pot fi comercializate separat folosind nume diferite. Adesea condensatorii cu strat dublu nu au un nivel de capacitate la fel de ridicat.

Aplicații super condensatoare

Capacitatea foarte mare a supercondensatoarelor le face ideale pentru o varietate de aplicații diferite - cele mai multe fiind asociate cu sursele de alimentare.

Una dintre utilizările majore se află în consumabilele de stocare pentru memorii, în care acestea permit memoriilor care pot depinde de consumabilele lor să păstreze datele, chiar dacă curentul este eliminat.

Ele sunt, de asemenea, utilizate în surse de alimentare neîntreruptibile, UPS, unde sunt capabili să furnizeze niveluri ridicate de energie pentru un interval scurt - suficient pentru a menține echipamentul în funcțiune până când revine pwoer-ul sau începe o sursă de rezervă.

Supercondensatorii încep, de asemenea, să fie utilizați în vehicule pentru a oferi capacitatea de creștere a sarcinii de vârf pentru sursa de alimentare. Ele sunt, de asemenea, utilizate în sistemele de frânare regenerativă, unde stochează energia recuperată în timpul frânării pentru o utilizare ulterioară.

Comparație supercondensator vs baterie

Supercondensatorul și unele tehnologii ale bateriei concurează pentru unele aplicații. Merită să aruncăm o privire asupra comparației dintre un supercondensator tipic și o tehnologie de baterie de mare capacitate cu litiu-ion folosită astăzi. Tehnologia litiu-ion a fost luată pentru comparație, deoarece este cea mai mare tehnologie a bateriei cu densitate mare, utilizată astăzi.

Comparațiile făcute sunt doar pentru evaluare aproximativă și orice decizie ar trebui să se bazeze pe cifra exactă obținută de la producători pentru dispozitivele luate în considerare, deoarece tehnologia din ambele domenii avansează rapid.

Comparație între supercondensator și baterie litiu-ion
ParametruSupercondensatorLitiu-ion
Tensiunea celulei2,3 - 2,7V3,6V
Timp de incarcare1 - 10 secunde10 - 60 minute
Durata de viață (cicluri de încărcare / descărcare)~ 1 milion500 - 3000
Energie specifică (Wh / kg)~5100 - 200
Putere specifică (W / kg)până la 10 0001000 - 3000
Întreținerea tensiunii de ieșireSaracBun
SiguranțăRelativ sigur când este abuzatMai puțin sigure și se știe că explodează în rare ocazii
Cost pe Wh~ 20 de unități~ 1 unitate
Durata de viață~ 10 ani~ 5 ani
Gama de temperatură de funcționare~ -40 până la + 65 ° C~ 0 până la + 40 ° C

Limitări supercaps

Supercondensatorul sau ultracondensatorul este utilizat pe scară largă pentru multe aplicații, iar componentele sunt disponibile de la mulți furnizori și distribuitori. Cu toate acestea, există câteva puncte care trebuie remarcate atunci când se ia în considerare includerea unuia într-un nou design:

  • Tensiunea maximă: Există o tensiune maximă pentru ultracondensatoare. Alte tipuri de condensatori pot fi fabricate pentru a funcționa la tensiuni ridicate, dar supercondensatorii sunt în general limitați la tensiuni de funcționare în regiunea de 2,5 - 2,7V. Este posibil să le fabricați pentru funcționare peste 2.8V, dar se constată că durata de viață operațională este redusă.
  • Operare în serie: Pentru a obține tensiuni de funcționare mai mari pentru supercondensatoare, acestea pot fi plasate în serie. Acest lucru reduce capacitatea totală, așa cum este cazul oricărui condensator plasat în serie. De asemenea, dacă mai mult de trei condensatoare trebuie plasate în serie, atunci este necesar să se implementeze tehnici de echilibrare a tensiunii. Deoarece curenții de scurgere prin condensatori sunt probabil să fie diferiți, tensiunea împărțită între condensatori nu va fi egală și unul sau mai mulți pot intra și poziția de supratensiune.
  • Auto-descărcare: Descărcarea automată a supercondensatorilor poate fi o problemă în anumite circumstanțe. Rezultă din electrolitul utilizat și înseamnă că energia stocată poate scădea cu 50% sau mai mult în aproximativ o lună sau cam așa ceva. Prin comparație, o baterie pe bază de nichel (NiCd sau NiMH) se descarcă cu aproximativ 10% sau mai mult pe lună și o baterie Li-ion cu aproximativ 5% pe lună.

În general, limitările pentru supercaps nu sunt o problemă majoră. Ele pot fi depășite în mod normal în acele domenii în care sunt o problemă, iar în unele pot să nu provoace nicio problemă.

Rezumat super condensator condensator

Tabelul de mai jos prezintă unele dintre caracteristicile principale despre unele dintre condensatoarele cu folie metalică mai utilizate pe scară largă, care pot fi luate în considerare la proiectarea circuitelor sau înlocuirea componentelor vechi.

Super condensator, rezumat Supercap
ParametruDetalii
Interval de valori~ 0,1 Farad în sus
Tensiune de lucruDe obicei 2,5 - 2,8 V


Priveste filmarea: 12V, 100A using Super capacitors, Amazing idea (Mai 2022).