Каков процесс производства суперконденсаторов?

Суперконденсатор - это новый тип накопителя энергии между обычным конденсатором и аккумуляторной батареей. Он обладает как характеристиками быстрой зарядки и разрядки конденсаторов, так и характеристиками аккумуляторов энергии.

Суперконденсаторы - это новые типы компонентов, которые накапливают энергию через интерфейсный слой, образованный между электродами и электролитами. Когда электрод находится в контакте с электролитом, из-за кулоновской силы, межмолекулярной силы и межатомной силы граница раздела твердое и жидкое тело имеет стабильный двойной заряд с противоположными символами, который называется двойным слоем интерфейса. Рассмотрим двухслойный суперконденсатор как две неактивные пористые пластины, подвешенные в электролите, и напряжение приложено к двум пластинам. Потенциал, добавленный к положительной пластине, притягивает отрицательные ионы в электролите, а отрицательная пластина притягивает положительные ионы, таким образом образуя конденсатор с двойным слоем на поверхности двух электродов. В зависимости от материала электродов конденсаторы с двойным слоем можно разделить на суперконденсаторы с двойным слоем углеродного электрода, суперконденсаторы с металлооксидным электродом и суперконденсаторы с органическим полимерным электродом. [1]

По сравнению с батареями и традиционными физическими конденсаторами, характеристики суперконденсаторов в основном отражаются в:

(1) Высокая удельная мощность. От 102 до 104 Вт / кг, что намного выше уровня удельной мощности аккумулятора.

(2) Длительный срок службы. После нескольких секунд высокоскоростных циклов глубокой зарядки и разрядки от 500 000 до 1 миллиона раз характеристики суперконденсаторов меняются очень мало, а емкость и внутреннее сопротивление уменьшаются только на 10–20%.

(3) Широкий предел рабочей температуры. Поскольку скорость адсорбции и десорбции ионов в суперконденсаторах при низких температурах не сильно меняется, их емкость изменяется намного меньше, чем у батарей. Рабочая температура коммерческих суперконденсаторов может достигать -40 ° C ~ +80 ° C.

(4) Освобождение от алиментов. Суперконденсаторы обладают высокой эффективностью зарядки и разрядки, обладают определенной способностью к перезарядке и чрезмерной разрядке, а также могут постоянно заряжаться и разряжаться. Теоретически в обслуживании нет необходимости.

(5) Зеленый. В суперконденсаторах не используются тяжелые металлы и другие вредные химические вещества в производственном процессе, и они имеют долгий срок службы, поэтому они являются новым типом экологически чистых источников энергии для защиты окружающей среды. [1]

Для суперконденсаторов могут использоваться разные методы классификации в зависимости от содержания.

Во-первых, в соответствии с различными механизмами накопления энергии суперконденсаторы можно разделить на две категории: конденсаторы с двойным слоем и квазиконденсаторы Фарадея. Среди них конденсатор с двойным слоем в основном генерирует накопительную энергию за счет адсорбции чистого электростатического заряда на поверхности электрода. Квазиконденсаторы Фарадея в основном производят квазиконденсаторы Фарадея посредством обратимых окислительно-восстановительных реакций на поверхности и вблизи поверхности квазиемкостных активных электродных материалов Фарадея (таких как оксиды переходных металлов и полимерные полимеры) для накопления и преобразования энергии.

Во-вторых, по типам электролитов их можно разделить на две категории: водяные суперконденсаторы и органические суперконденсаторы.

Кроме того, симметричные суперконденсаторы и асимметричные суперконденсаторы можно разделить на один и тот же тип активного материала.

Наконец, в зависимости от состояния электролита суперконденсаторы можно разделить на две категории: суперконденсаторы с твердым электролитом и суперконденсаторы с жидким электролитом. [2]

1) Срок службы: если внутреннее сопротивление суперконденсатора увеличивается, емкость уменьшается в пределах указанных параметров, и его эффективное время использования может быть увеличено, как правило, в зависимости от его характеристик, как указано в статье 4. На срок службы влияет следующее: прекращение активности и повышение внутреннего сопротивления. Снижение емкости накопителя до 63,2% называется окончанием срока службы.

2) Напряжение: Суперконденсаторы имеют рекомендованное и оптимальное рабочее напряжение. Если напряжение выше рекомендуемого, срок службы конденсатора сократится. Однако конденсатор может работать под избыточным давлением в течение длительного периода времени. Активированный уголь внутри конденсатора разложится на газ. Полезно хранить электрическую энергию, но она не может превышать рекомендуемое напряжение в 1,3 раза, в противном случае это приведет к повреждению суперконденсатора из-за высокого напряжения.

3) Температура: нормальная рабочая температура суперконденсатора составляет -40 ~ 70 ° C. Температура и напряжение являются важными факторами, влияющими на срок службы суперконденсаторов. При каждом повышении температуры на 5 ° C срок службы конденсатора уменьшается на 10%. При низкой температуре рабочее напряжение конденсатора увеличивается, а внутреннее сопротивление конденсатора не увеличивается, что может повысить эффективность конденсатора.

4) Разряд: в технологии импульсной зарядки важным фактором является сопротивление емкости; При разряде малым током емкость также является важным фактором.

5) Зарядка: существует множество способов зарядки емкости, таких как зарядка постоянным током, зарядка постоянным давлением, импульсная зарядка и т. Д. В процессе зарядки подключение резистора к контуру конденсатора снизит зарядный ток и увеличит срок службы. батареи.

Меры предосторожности при использовании суперконденсаторов включают:

1) Суперконденсаторы имеют фиксированную полярность. Перед использованием следует подтвердить полярность.

2) Суперконденсаторы должны использоваться при номинальном напряжении. Когда напряжение конденсатора превышает номинальное напряжение, это приведет к разложению электролита. В то же время конденсатор нагреется, емкость упадет, внутреннее сопротивление увеличится, а срок службы сократится.

3) Суперконденсаторы нельзя использовать в цепях высокочастотной зарядки и разрядки. Высокочастотная быстрая зарядка и разрядка приведет к внутреннему нагреву контейнера, уменьшению емкости и увеличению внутреннего сопротивления.

4) Внешняя температура окружающей среды оказывает большое влияние на срок службы суперконденсаторов. Поэтому суперконденсаторы следует хранить как можно дальше от источников тепла.

5) Когда суперконденсатор используется в качестве резервного источника питания, в момент разряда происходит падение напряжения из-за того, что суперконденсатор имеет большое внутреннее сопротивление.

6) Суперконденсаторы не должны находиться в среде с относительной влажностью выше 85% или содержащей токсичные газы, которые могут вызвать коррозию выводных проводов и корпуса конденсатора и вызвать разрыв цепи.

7) Суперконденсаторы нельзя размещать в среде с высокой температурой и высокой влажностью. Их следует хранить при температуре от -30 до 50 ° C и относительной влажности менее 60%, а также следует избегать резких и резких перепадов температуры, поскольку это приведет к повреждению продукта.

8) Когда суперконденсатор используется на двусторонней печатной плате, необходимо обращать внимание на то место, где конденсатор не может достичь соединения. Установка суперконденсатора может привести к короткому замыканию.

9) Когда конденсатор приваривается к печатной плате, нельзя прикасаться корпусом конденсатора к печатной плате. В противном случае сварочный материал попадет в отверстие для проволоки конденсатора, что повлияет на его характеристики.

10) После установки суперконденсатора не наклоняйте и не перекручивайте конденсатор с усилием, так как это приведет к ослаблению выводного провода конденсатора и ухудшению рабочих характеристик.

11) Следует избегать чрезмерного нагрева конденсатора во время сварки. Если конденсатор перегреется во время сварки, срок службы конденсатора сократится.

12) После сварки конденсатора необходимо очистить печатную плату и конденсатор, поскольку некоторые загрязнения могут вызвать короткое замыкание конденсатора.

13) Когда суперконденсаторы используются последовательно, возникает проблема равновесия напряжений между мономерами. Простое соединение может вызвать избыточное давление в одном или нескольких мономерных конденсаторах, что приведет к повреждению этих конденсаторов и ухудшению их общих характеристик. Поэтому при последовательном использовании конденсаторов требуется техническая поддержка производителей.

14) При других проблемах применения суперконденсаторов следует проконсультироваться с производителем или обратиться к соответствующей технической информации в инструкциях по использованию суперконденсаторов.

Страница содержит содержимое машинного перевода.