Kondensaator on komponent, mis salvestab elektrilaengut. Üldkondensaatori ja ülikondensaatori (EDLC) energia salvestamise põhimõte on sama – mõlemad salvestavad laengut elektrostaatilise välja kujul, kuid ülikondensaator sobib paremini energia kiireks vabastamiseks ja salvestamiseks, eriti täppisenergia juhtimise ja hetkelise koormusega seadmete jaoks.
Arutagem allpool peamisi tavapäraseid superkondensaatoreid.
| Võrdlusüksused | Tavaline kondensaator | Superkondensaator |
| Ülevaade | Tavaline kondensaator on staatilist laengut salvestav dielektrik, millel võib olla püsiv laeng ja mida kasutatakse laialdaselt. See on asendamatu elektroonikakomponent elektroonilise võimsuse valdkonnas. | Superkondensaator, tuntud ka kui elektrokeemiline kondensaator, kahekihiline kondensaator, kuldkondensaator, Faraday kondensaator, on elektrokeemiline element, mis töötati välja 1970. ja 1980. aastatel energia salvestamiseks elektrolüüdi polariseerimise teel. |
| Ehitus | Tavaline kondensaator koosneb kahest paralleelselt, kuid mitte kokkupuutuvast, lähestikku paiknevast metalljuhtist (elektroodist), mille vahel on isoleeriv dielektrik. | Superkondensaator koosneb elektroodist, elektrolüüdist (mis sisaldab elektrolüüdisoola) ja separaatorist (mis takistab positiivse ja negatiivse elektroodi vahelist kontakti). Elektroodid on kaetud aktiivsöega, mille pinnal on pisikesed poorid, mis laiendavad elektroodide pinda ja säästavad rohkem elektrit. |
| Dielektrilised materjalid | Kondensaatorite elektroodide vaheliste dielektrikutena kasutatakse alumiiniumoksiidi, polümeerkilesid või keraamikat. | Superkondensaatoril puudub dielektrik. Selle asemel kasutab see elektrilist topeltkihti, mis moodustub liidesel tahkest ainest (elektroodist) ja vedelikust (elektrolüüdist) dielektriku asemel. |
| Toimimispõhimõte | Kondensaatori tööpõhimõte on see, et elektriväljas olev jõud liigutab laengut. Kui juhtide vahel on dielektrik, takistab see laengu liikumist ja põhjustab laengu akumuleerumist juhile, mille tulemuseks on laengu salvestamine. | Superkondensaatorid seevastu saavutavad kahekihilise laenguenergia salvestamise nii elektrolüüdi polariseerimise kui ka redoks-pseudomahtuvuslike laengute abil. Superkondensaatorite energia salvestamise protsess on pöörduv ilma keemiliste reaktsioonideta ning seega saab neid korduvalt laadida ja tühjendada sadu tuhandeid kordi. |
| Mahtuvus | Väiksem mahutavus. Üldine mahtuvus jääb vahemikku mõnest pF kuni mitu tuhat μF. | Suurem mahutavus. Superkondensaatori mahtuvus on nii suur, et seda saab kasutada akuna. Superkondensaatori mahtuvus sõltub elektroodide vahelisest kaugusest ja elektroodide pindalast. Seetõttu kaetakse elektroodid pinna suurendamiseks ja suure mahtuvuse saavutamiseks aktiivsöega. |
| Energiatihedus | Madal | Kõrge |
| Erienergia | <0,1 Wh/kg | 1–10 Wh/kg |
| Spetsiifiline võimsus | 100 000+ Wh/kg | 10 000+ Wh/kg |
| Laadimis-/tühjendusaeg | Tavaliste kondensaatorite laadimis- ja tühjenemisaeg on tavaliselt 103–106 sekundit. | Superkondensaatorid suudavad laadida kiiremini kui akud, koguni 10 sekundiga, ja salvestada mahuühiku kohta rohkem laengut kui tavalised kondensaatorid. Seetõttu peetakse neid akude ja elektrolüütkondensaatorite vahele jäävaks. |
| Laadimis-/tühjendustsükli eluiga | Lühem | Pikem (üldiselt 100 000+, kuni 1 miljon tsüklit, üle 10 aasta rakendust) |
| Laadimise/tühjendamise efektiivsus | >95% | 85–98% |
| Töötemperatuur | -20 kuni 70 ℃ | -40 kuni 70 ℃ (Paremad ülimadala temperatuuri omadused ja laiem temperatuurivahemik) |
| Nimipinge | Kõrgem | Alumine (tavaliselt 2,5 V) |
| Maksumus | Alumine | Kõrgem |
| Eelis | Vähem kaotust Kõrge integratsioonitihedus Aktiiv- ja reaktiivvõimsuse juhtimine | Pikk eluiga Ülikõrge mahutavus Kiire laadimis- ja tühjenemisaeg Suur koormusvool Laiem töötemperatuuri vahemik |
| Taotlus | ▶ Väljund sujuv toiteallikas; ▶Võimsusteguri korrektsioon (PFC); ▶Sagedusfiltrid, kõrgpääsfiltrid, madalpääsfiltrid; ▶Signaali sidestamine ja lahtisidestamine; ▶Mootorikäivitid; ▶Puhverplaadid (ülepingekaitsmed ja mürafiltrid); ▶Ostsillaatorid. | ▶Uued energiasõidukid, raudteed ja muud transpordirakendused; ▶ Katkematu toiteallikas (UPS), mis asendab elektrolüütkondensaatorite akusid; ▶Toiteallikas mobiiltelefonidele, sülearvutitele, pihuarvutitele jne; ▶ Laetavad elektrilised kruvikeerajad, mida saab minutitega täielikult laadida; ▶Avariivalgustussüsteemid ja suure võimsusega elektriimpulssseadmed; ▶Kiirlülitused, muutmälud, CMOS-id, kellad ja mikroarvutid jne. |
Kui teil on midagi lisada või muid tähelepanekuid, siis arutage neid julgelt meiega.
Postituse aeg: 22. detsember 2021