Bevezetés, előzmények típusú szuperkondenzátort, szuperkondenzátornak eszköz - jellemzők és szuperkondenzátort

Ionistor (szuperkapacitás, ultracapacitor, elektrokémiai kétrétegű kondenzátor) - elektrokémiai eszköz, egy kondenzátor egy szerves vagy szervetlen elektrolit „lemezek”, amely arra szolgál, mint egy elektromos kettős réteg az elektród és az elektrolit.

Egy első kondenzátor egy dupla réteg porózus szén elektródok szabadalmaztatta 1957-ben a General Electric.

Mivel a pontos mechanizmus, az idő az idő nem volt egyértelmű, azt feltételezzük, hogy energia tárolódik a pórusokat, az elektródák, ami a kialakulását a „nagyon magas töltés tárolókapacitás.”

Később, 1966-ban határozott Standard Oil of Ohio, Cleveland (SOHIO), USA szabadalmaztatott elem, amely energiát tárol a kétrétegű.

Szembesülnek azzal a ténnyel, a kis értékesítési volumen 1971-ben SOHIO telt el a NEC engedélyezett cég, amely sikerült támogatni lehessen a termék a piacon néven «szuperkondenzátort» (szuperkondenzátornak). Panasonic cég megjelent 1978-ban a piacon «Arany kondenzátor» ( «Gold Cap») «Arany kondenzátor”, hogy működik az elvet.

Ezeket a kondenzátorokat viszonylag nagy belső ellenállása, ami limitálja az ütközési energiát, így ezek a kondenzátorok csak használni, mint egy akkumulátor az SRAM.

Az első elektromos kétrétegű kondenzátorok alacsony belső ellenállás által használt PRI fejlesztették nagy-áramkörök 1982. A piacon, ezek szuperkondenzátort megjelent néven «PRI Ultracapacitor».

1) Ideális esetben polarizálható szuperkapacitás szén elektródák ( „ideális” ionistor, ion kondenzátor). Ne használja az elektrokémiai reakciók működnek ionos közlekedés az elektródák között. Bizonyos kiviteli az elektrolit: 30% kálium-hidroxid vizes oldat; 38% H2-SO4 vizes oldat; szerves elektrolitokat [3].

2) elektromos kétrétegű kondenzátorok polarizálható szén elektród ideálisan nonpolarizable és gyengén polarizálható vagy katód vagy anód ( „hibrid” elektromos kétrétegű kondenzátorok). Egy elektrokémiai reakció lép fel. Options: Ag (-), és a szilárd anyagú elektrolit RbAg4 I5; 30% -os vizes kálium-hidroxid-oldat és NiOOH (+) [3]

3) Psevdokondensatory - ionistory felhasználásával reverzibilis elektrokémiai folyamatok az elektród felületén. Van egy nagy fajlagos kapacitás. Elektrokémiai rendszer: (-) Ni (H) / 30% -os vizes kálium-hidroxid / NiOOH (+); (-) C (N) / 38% -os vizes H 2SO 4 / PbSO4 (RbO2) (+) [3].

ionistory eltérően kondenzátor abban a tényben rejlik, hogy közötti elektródák különleges dielektromos réteg. Ehelyett elektródákat szuperkondenzátorok készült anyagok, amelyek ellentétei típusú töltéshordozók.

Mint ismeretes, a kondenzátor kapacitása függ a terület elektródák: minél nagyobb ez, annál nagyobb kapacitás. Ezért, szuperkapacitás elektródák gyakran habosított szén vagy aktív szén. Ennek köszönhetően a vétel lehetséges egy nagy terület az eredeti „lemezek”. Az elektródák vannak elválasztva egy elválasztó, és az összes, amelyek az elektrolit. Az elválasztó szükséges kizárólag a védelem az elektródák a rövidzárlatot. Elektrolit alapján hajtjuk végre a megoldások a savak és lúgok, valamint kristályos és szilárd.

Például, egy kristályos szilárd elektrolitot alapuló rubídium, ezüst és jódot (RbAg4 I5) létrehozhat szuperkondenzátorok alacsony önkisülés, nagy kapacitású és ellenáll az alacsony hőmérsékletnek. Az is lehetséges, hogy a gyártás szuperkapacitás alapú elektrolit oldatok savak, mint például a H2 SO4. Az ilyen elektromos kétrétegű kondenzátorok alacsony belső ellenállás, hanem alacsony üzemi feszültsége körülbelül 1 V. A közelmúltban az elektromos kétrétegű kondenzátorok elektrolitok alapuló lúgok és savak szinte nem termel, mint az ilyen ionistory tartalmaznak mérgező anyagokat.

Ennek eredményeként a elektrokémiai reakciók, egy kis mennyiségű elektront elválasztjuk az elektródák. Amikor az elektródok pozitív töltésű. A negatív ionok, amelyek székhelye az elektrolit vonzódnak az elektródák, amelyek pozitív töltésű. Ennek eredményeként ezt a folyamatot, és a formált villamos réteget.

A töltés tároljuk az elektromos kétrétegű kondenzátorok határán a szén és az elektrolit elektród zónában. Vastagság elektromos rétegű ami úgy alakul ki az anionok és a kationok néha nagyon kis érték egyenlő 1 ... 5 nanométer (nm). Mint ismeretes, csökkenő a tányérok közötti távolság növeli a kapacitást.

A legfontosabb pozitív tulajdonságait szuperkondenzátort lehetnek:

· A kis feltöltési és kisütési idő. Ezzel ionistor gyorsan feltölthető és a használat, akkor mennyi időt töltött a felelős elemek;

· A ciklusok számát a töltési / kisütési - több mint 100.000;

• Ne igényel karbantartást;

· Kis súlya és méretei;

· Az összetett díj nincs rá szükség töltők;

· Működik egy széles hőmérséklet-tartományban (-40 ... + 70 0 C-on). A hőmérséklet 70 0 C feletti ionistor általában elpusztult;

· Hosszú élettartamú.

· A fajlagos energia kevesebb, mint a hagyományos források (5-12 Wh / kg 200 Wh / kg lítium-ion akkumulátor).

· A feszültség függ a töltöttségi állapot.

· Lehetőség éget belső kapcsolatok során egy rövidzárlat.

· A nagy belső ellenállás, mint a hagyományos kondenzátorok (100 10 ohm ionistory 1 F W 5,5 V).

· Jelentősen magasabb, mint az elemek, az önkisülés: körülbelül 1 mA elektromos kétrétegű kondenzátorok 2 F H 2,5 [3].

Hogy növelje az üzemi feszültség az elektromos kettős réteg kondenzátorok sorba kapcsolt, valamint akkor, amikor az akkumulátor csatlakoztatása. Mindazonáltal a megbízható működés az összetett elektromos kétrétegű kondenzátor van szüksége minden egyes ionistor söntellenálláson. Ezt annak érdekében, hogy kiegyenlítsék a feszültség minden egyes rok. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a paraméterek az egyes rok más. A átfolyó áram ellenálláson szintező kell többször nagyobb, mint a szivárgási áram (self-mentesítés) az elektromos kétrétegű kondenzátorok. Az érték önkisülés jelenlegi alacsony teljesítménye tíz mikroamperes rok.

Azt is érdemes megjegyezni, hogy ionistor - poláros komponens. Ezért, ha az csatlakoztatva van az áramkör van szüksége a helyes polaritásra.

Ezen felül, akkor ne egy rövidzárlat elektromos kétrétegű kondenzátorok terminálok. Bár ionistory meglehetősen rezisztens rövidzárlat, ez vezethet a túlzott növekedése a hőmérséklet túl a maximális miatt a Joule-hatás, és ez vezet a kárt elektromos kétrétegű kondenzátorok.

Ionistory jól működik a DC és áram- áramkörök. Mindazonáltal, abban az esetben, átfolyó ionistor nagyfrekvenciás lüktető áram vagy felmelegíthetjük a magas belső ellenállás magas frekvenciákon. Mint már említettük, a növekedés elektróda hőmérséklete fölött a maximális megengedett ionistory vezet annak romlását.

A dokumentáció ionistor általában azt jelzi, az érték a belső ellenállása 1 kHz. Például, a DB-5R5D105T szuperkapacitás kapacitása 1 Farad belső ellenállás 1 kHz sostavlet 30SCH. Emellett vannak olyan elektromos kétrétegű kondenzátorok még alacsonyabb belső ellenállása. Ezek jelzik, hogy a Low ellenállás vagy Low ESR. Az ilyen elektromos kétrétegű kondenzátorok feltöltődnek gyorsabb.

A DC belső ellenállása a villamos kettős réteg kondenzátorok kicsi, és az egység milliohm - tíz ohm.

Rendeltetése reakcióvázlat ionistory

ionister kondenzátor elektróda energia

A diagramok ionistor is nevezik elektrolit kondenzátor.

Határozza meg, hogy a reakciósémán ábrázolt ionistor jelentőségteljes névleges paramétereket. Ha közel a szimbólum jelzi, például, 1F * 5,5 V, ez ionistor. Mint ismeretes, az elektrolit kondenzátorok kapacitása 1 Farad nem létezik, és ha van, akkor a méret a sorsán. Szintén elkapja a szemét egy névleges feszültsége 5,5 V Mint már említettük, az elektromos kétrétegű kondenzátorok nem tervezett nagy üzemi feszültség elvileg.