Kondensator to element przechowujący ładunek elektryczny.Zasada magazynowania energii w przypadku kondensatora ogólnego i ultrakondensatora (EDLC) jest taka sama, oba magazynują ładunek w postaci pola elektrostatycznego, ale superkondensator jest bardziej odpowiedni do szybkiego uwalniania i magazynowania energii, szczególnie w przypadku precyzyjnej kontroli energii i urządzeń do chwilowego obciążenia .
Omówmy poniżej główne różnice między konwencjonalnymi kondensatorami a superkondensatorami.
| Elementy porównania | Konwencjonalny kondensator | Superkondensator |
| Przegląd | Konwencjonalny kondensator jest dielektrykiem magazynującym ładunek statyczny, który może mieć stały ładunek i jest szeroko stosowany.Jest niezbędnym elementem elektronicznym w dziedzinie zasilania elektronicznego. | Superkondensator, znany również jako kondensator elektrochemiczny, kondensator dwuwarstwowy, kondensator złoty, kondensator Faradaya, to element elektrochemiczny opracowany w latach 70. i 80. XX wieku w celu magazynowania energii poprzez polaryzację elektrolitu. |
| Budowa | Konwencjonalny kondensator składa się z dwóch metalowych przewodników (elektrod), które są blisko siebie, równolegle, ale nie stykają się, a pomiędzy nimi znajduje się izolujący dielektryk. | Superkondensator składa się z elektrody, elektrolitu (zawierającego sól elektrolitu) i separatora (zapobiegającego kontaktowi elektrod dodatnich i ujemnych). Elektrody są pokryte węglem aktywnym, który ma maleńkie pory na swojej powierzchni, aby zwiększyć powierzchnię elektrod i zaoszczędzić więcej energii elektrycznej. |
| Materiały dielektryczne | Jako dielektryki pomiędzy elektrodami w kondensatorach stosuje się tlenek glinu, folie polimerowe lub ceramikę. | Superkondensator nie ma dielektryka.Zamiast tego wykorzystuje podwójną warstwę elektryczną utworzoną przez ciało stałe (elektrodę) i ciecz (elektrolit) na granicy faz zamiast dielektryka. |
| Zasada działania | Zasada działania kondensatora polega na tym, że ładunek będzie przemieszczany pod wpływem siły pola elektrycznego, gdy między przewodnikami znajduje się dielektryk, utrudnia to ruch ładunku i powoduje gromadzenie się ładunku na przewodniku, co powoduje gromadzenie się ładunku . | Z drugiej strony superkondensatory umożliwiają dwuwarstwowe magazynowanie energii ładunku poprzez polaryzację elektrolitu, a także ładunki pseudopojemnościowe redoks. Proces magazynowania energii w superkondensatorach jest odwracalny i nie wymaga reakcji chemicznych, dzięki czemu można go wielokrotnie ładować i rozładowywać setki tysięcy razy. |
| Pojemność | Mniejsza pojemność. Ogólna pojemność pojemnościowa waha się od kilku pF do kilku tysięcy μF. | Większa pojemność. Pojemność superkondensatora jest tak duża, że można go używać jako akumulatora.Pojemność superkondensatora zależy od odległości między elektrodami i powierzchni elektrod.Dlatego elektrody są pokryte węglem aktywnym, aby zwiększyć powierzchnię i osiągnąć wysoką wydajność. |
| Gęstość energii | Niski | Wysoki |
| Specyficzna energia | <0,1 Wh/kg | 1-10 Wh/kg |
| Konkretna moc | 100 000+ Wh/kg | 10 000+ Wh/kg |
| Czas ładowania/rozładowania | Czasy ładowania i rozładowywania konwencjonalnych kondensatorów wynoszą zazwyczaj 103–106 sekund. | Ultrakondensatory mogą dostarczać ładunek szybciej niż akumulatory, nawet w 10 sekund i przechowywać więcej ładunku na jednostkę objętości niż konwencjonalne kondensatory.Dlatego rozważa się go pomiędzy akumulatorami a kondensatorami elektrolitycznymi. |
| Żywotność cyklu ładowania/rozładowania | Krótszy | Dłużej (zwykle 100 000 +, do 1 miliona cykli, ponad 10 lat stosowania) |
| Wydajność ładowania/rozładowywania | >95% | 85%-98% |
| Temperatura robocza | -20 do 70 ℃ | -40 do 70 ℃ (Lepsza charakterystyka w bardzo niskich temperaturach i szerszy zakres temperatur) |
| Napięcie znamionowe | Wyższy | Niżej (zwykle 2,5 V) |
| Koszt | Niżej | Wyższy |
| Korzyść | Mniej strat Wysoka gęstość integracji Sterowanie mocą czynną i bierną | Długa żywotność Bardzo duża pojemność Szybki czas ładowania i rozładowania Wysoki prąd obciążenia Szerszy zakres temperatur pracy |
| Aplikacja | ▶Wyjściowy płynny zasilacz; ▶Korekcja współczynnika mocy (PFC); ▶Filtry częstotliwości, filtry górnoprzepustowe, dolnoprzepustowe; ▶Sprzęganie i odsprzęganie sygnału; ▶Rozruszniki silnikowe; ▶Bufory (ochronniki przeciwprzepięciowe i filtry przeciwzakłóceniowe); ▶Oscylatory. | ▶Nowe pojazdy energetyczne, koleje i inne zastosowania transportowe; ▶Zasilacz bezprzerwowy (UPS), zastępujący baterie kondensatorów elektrolitycznych; ▶Zasilanie telefonów komórkowych, laptopów, urządzeń przenośnych itp.; ▶Wkrętarki elektryczne z akumulatorem, które można w pełni naładować w ciągu kilku minut; ▶Systemy oświetlenia awaryjnego i urządzenia impulsowe dużej mocy; ▶Układy scalone, pamięć RAM, CMOS, zegary i mikrokomputery itp. |
Jeśli masz coś do dodania lub inne spostrzeżenia, nie wahaj się z nami porozmawiać.
Czas publikacji: 22 grudnia 2021 r