Суперконденсаторы (ионисторы, электрохимические конденсаторы) - устройства, обладающие гигантской ёмкостью, в сотни и тысячи раз превосходящей ёмкость обычных конденсаторов. Заряд в них накапливается за счет процессов адсорбции-десорбции ионов на границе раздела электрод/электролит. То есть природа накопления энергии электростатическая, как в конденсаторах, но происходит она по-другому.
В общих чертах можно сказать, что суперконденсаторы занимают промежуточную нишу между электролитическими конденсаторами и аккумуляторами. По сравнению с конденсаторами, они обладают гигантской емкостью и энергоемкостью (способностью запасать заряд). Но не такой большой, как у аккумуляторов и батарей. Зато по мощности и быстродействию суперконденсаторы превосходят аккумуляторы, и позволяют очень быстро отдавать или принимать большие токи.
Суперконденсатор состоит из двух электродов, сепаратора, электролита и корпуса. Электроды выполняются из пористого углеродного материала - углеродной бумаги, ткани, аэрогеля, карбида, графена и других форм углерода с развитой внутренней структурой.
При подаче напряжения происходит адсорбция ионов из электролита на поверхности пор электродов. Отрицательно заряженные ионы движутся к положительному электроду и наоборот. В результате на электродах накапливается гигантское количество заряда, обеспечивающее колоссальную ёмкость.
При разряде ионы десорбируются и устремляются в противоположном направлении. Этот обратимый процесс может повторяться десятки тысяч раз без потери ёмкости.
Важную роль в работе суперконденсатора играет электролит. Он должен иметь максимальную электропроводность, стабильность параметров и совместимость с материалом электродов. Чаще всего используют водные растворы солей, кислот и щелочей.
В ассортименте суперконденсаторов на сайте elecond.ru/production/super можно выбрать изделия для решения широкого круга задач.
Емкость является ключевым параметром суперконденсаторов. Она может достигать от единиц до тысяч фарад - на несколько порядков выше, чем у классических конденсаторов.
Максимальное напряжение обычно составляет около 2-3 вольт. При попытке зарядить суперконденсатор выше максимального напряжения возможен выход его из строя.
Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) отражает величину активных потерь в суперконденсаторе. Чем ниже ESR, тем выше КПД и меньше саморазогрев в процессе заряда-разряда.
Токи заряда-разряда могут достигать от десятков до сотен и даже тысяч ампер, что недоступно для большинства аккумуляторов. Это обеспечивает сверхвысокую импульсную и пиковую мощность.
Энергоемкость (запасаемая энергия на единицу массы или объема) у суперконденсаторов составляет от единиц до десятков ватт-часов на килограмм или см3. Это меньше, чем у литий-ионных АКБ, зато скорость заряда-разряда на порядки выше.
Ключевыми характеристиками суперконденсаторов являются сверхвысокая удельная мощность - до десятков киловатт на килограмм веса. Скорость заряда или разряда за доли и единицы секунд. Длительный срок службы - до 1 миллиона циклов и более. Широкий диапазон рабочих температур - от -40 до +70 градусов Цельсия.
Всё это позволяет суперконденсаторам во многих случаях превосходить литий-ионные аккумуляторы по соотношению "цена-качество".
Благодаря уникальному набору характеристик суперконденсаторы находят все более широкое применение.
Наиболее массовые области использования:
В последнее время наметилась тенденция вытеснения литий-ионных АКБ суперконденсаторами во многих областях. Это связано с их преимуществами, а также с прогрессом в повышении энергоемкости суперконденсаторов. Мировой рынок суперконденсаторов демонстрирует двузначные темпы ежегодного роста.
Можно выделить следующие ключевые преимущества суперконденсаторов:
Все эти показатели превосходят характеристики литий-ионных АКБ. Это определяет тенденцию к расширению применения суперконденсаторов в самых разных областях - от электротранспорта до возобновляемой энергетики и электроники. Их популярность будет только расти.
www.volzsky.ru
Вторник, 05 декабря 2023 12:07:44
Лучший комментарий дня:
+18 Автор: Московский.
63 тыс человек - это на улицах должны быть колонны ...
Худший комментарий дня:
-5 Автор: Павел 007.
Нашёл чем хвастаться. Страна под тяжелейшими санкц ...
$ 89.82
€ 99.72