Ο πυκνωτής είναι ένα εξάρτημα που αποθηκεύει ηλεκτρικό φορτίο.Η αρχή αποθήκευσης ενέργειας του γενικού πυκνωτή και του υπερπυκνωτή (EDLC) είναι η ίδια, και οι δύο αποθηκεύουν φορτίο με τη μορφή ηλεκτροστατικού πεδίου, αλλά ο υπερπυκνωτής είναι πιο κατάλληλος για γρήγορη απελευθέρωση και αποθήκευση ενέργειας, ειδικά για τον έλεγχο ενέργειας ακριβείας και τις συσκευές στιγμιαίου φορτίου .
Ας συζητήσουμε τις κύριες διαφορές μεταξύ των συμβατικών πυκνωτών και των υπερπυκνωτών παρακάτω.
| Στοιχεία σύγκρισης | Συμβατικός πυκνωτής | Υπερπυκνωτής |
| ΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΙΚΟΝΑ | Ο συμβατικός πυκνωτής είναι ένα διηλεκτρικό στατικό φορτίο αποθήκευσης, το οποίο μπορεί να έχει μόνιμο φορτίο και χρησιμοποιείται ευρέως.Είναι ένα απαραίτητο ηλεκτρονικό εξάρτημα στον τομέα της ηλεκτρονικής ισχύος. | Ο υπερπυκνωτής, επίσης γνωστός ως ηλεκτροχημικός πυκνωτής, πυκνωτής διπλής στρώσης, πυκνωτής χρυσού, πυκνωτής Faraday, είναι ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο που αναπτύχθηκε από τις δεκαετίες του 1970 και του 1980 για την αποθήκευση ενέργειας με πόλωση του ηλεκτρολύτη. |
| Κατασκευή | Ένας συμβατικός πυκνωτής αποτελείται από δύο μεταλλικούς αγωγούς (ηλεκτρόδια) που είναι κοντά μεταξύ τους παράλληλα αλλά όχι σε επαφή, με ένα μονωτικό διηλεκτρικό ενδιάμεσα. | Ένας υπερπυκνωτής αποτελείται από ένα ηλεκτρόδιο, έναν ηλεκτρολύτη (που περιέχει άλας ηλεκτρολύτη) και έναν διαχωριστή (που εμποδίζει την επαφή μεταξύ του θετικού και του αρνητικού ηλεκτροδίου). Τα ηλεκτρόδια είναι επικαλυμμένα με ενεργό άνθρακα, ο οποίος έχει μικροσκοπικούς πόρους στην επιφάνειά του για να επεκτείνει την επιφάνεια των ηλεκτροδίων και να εξοικονομήσει περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια. |
| Διηλεκτρικά υλικά | Το οξείδιο του αλουμινίου, οι πολυμερείς μεμβράνες ή τα κεραμικά χρησιμοποιούνται ως διηλεκτρικά μεταξύ των ηλεκτροδίων στους πυκνωτές. | Ένας υπερπυκνωτής δεν έχει διηλεκτρικό.Αντίθετα, χρησιμοποιεί ένα ηλεκτρικό διπλό στρώμα που σχηματίζεται από ένα στερεό (ηλεκτρόδιο) και ένα υγρό (ηλεκτρολύτη) στη διεπιφάνεια αντί για ένα διηλεκτρικό. |
| Αρχή λειτουργίας | Η αρχή λειτουργίας του πυκνωτή είναι ότι το φορτίο θα μετακινηθεί από τη δύναμη στο ηλεκτρικό πεδίο, όταν υπάρχει διηλεκτρικό μεταξύ των αγωγών, εμποδίζει την κίνηση του φορτίου και κάνει το φορτίο να συσσωρεύεται στον αγωγό, με αποτέλεσμα τη συσσώρευση αποθήκευσης φορτίου . | Οι υπερπυκνωτές, από την άλλη πλευρά, επιτυγχάνουν αποθήκευση ενέργειας φόρτισης διπλής στρώσης με πόλωση του ηλεκτρολύτη καθώς και με οξειδοαναγωγικά ψευδο-χωρητικά φορτία. Η διαδικασία αποθήκευσης ενέργειας των υπερπυκνωτών είναι αναστρέψιμη χωρίς χημικές αντιδράσεις, και έτσι μπορεί να φορτιστεί και να εκφορτιστεί επανειλημμένα εκατοντάδες χιλιάδες φορές. |
| Χωρητικότητα | Μικρότερη χωρητικότητα. Η γενική χωρητικότητα κυμαίνεται από μερικά pF έως αρκετές χιλιάδες μF. | Μεγαλύτερη χωρητικότητα. Η χωρητικότητα του υπερπυκνωτή είναι τόσο μεγάλη που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μπαταρία.Η χωρητικότητα του υπερπυκνωτή εξαρτάται από την απόσταση μεταξύ των ηλεκτροδίων και την επιφάνεια των ηλεκτροδίων.Επομένως, τα ηλεκτρόδια επικαλύπτονται με ενεργό άνθρακα για να αυξηθεί η επιφάνεια για να επιτευχθεί υψηλή χωρητικότητα. |
| Ενεργειακή πυκνότητα | Χαμηλός | Υψηλός |
| Συγκεκριμένη ενέργεια | <0,1 Wh/kg | 1-10 Wh/kg |
| Συγκεκριμένη ισχύς | 100.000+ Wh/kg | 10.000+ Wh/kg |
| Χρόνος φόρτισης/εκφόρτισης | Οι χρόνοι φόρτισης και εκφόρτισης των συμβατικών πυκνωτών είναι συνήθως 103-106 δευτερόλεπτα. | Οι υπερπυκνωτές μπορούν να φορτίσουν γρηγορότερα από τις μπαταρίες, έως και 10 δευτερόλεπτα, και να αποθηκεύσουν περισσότερη φόρτιση ανά μονάδα όγκου από τους συμβατικούς πυκνωτές.Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο θεωρείται μεταξύ μπαταριών και ηλεκτρολυτικών πυκνωτών. |
| Διάρκεια ζωής κύκλου φόρτισης/εκφόρτισης | Κοντύτερος | Μακρύτερα (γενικά 100.000 +, έως 1 εκατομμύριο κύκλοι, περισσότερα από 10 χρόνια εφαρμογής) |
| Αποδοτικότητα φόρτισης/εκφόρτισης | >95% | 85%-98% |
| Θερμοκρασία λειτουργίας | -20 έως 70℃ | -40 έως 70 ℃ (Καλύτερα χαρακτηριστικά εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας και ευρύτερο εύρος θερμοκρασίας) |
| Μετρημένη ηλεκτρική τάση | Πιο ψηλά | Πιο χαμηλα (συνήθως 2,5 V) |
| Κόστος | Πιο χαμηλα | Πιο ψηλά |
| Πλεονέκτημα | Λιγότερη απώλεια Υψηλή πυκνότητα ολοκλήρωσης Έλεγχος ενεργού και άεργου ισχύος | Μεγάλη διάρκεια ζωής Εξαιρετικά υψηλή χωρητικότητα Γρήγορος χρόνος φόρτισης και εκφόρτισης Ρεύμα υψηλού φορτίου Ευρύτερο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας |
| Εφαρμογή | ▶Ομαλή τροφοδοσία εξόδου. ▶Διόρθωση συντελεστή ισχύος (PFC). ▶Φίλτρα συχνότητας, φίλτρα υψηλής διέλευσης, χαμηλής διέλευσης. ▶Σύζευξη και αποσύνδεση σήματος. ▶Μίζες κινητήρα. ▶Απομονωτές (προστασίες υπέρτασης και φίλτρα θορύβου). ▶Ταλαντωτές. | ▶Οχήματα νέας ενέργειας, σιδηρόδρομοι και άλλες εφαρμογές μεταφορών. ▶Τροφοδοσία αδιάλειπτης ισχύος (UPS), αντικατάσταση συστοιχιών ηλεκτρολυτικών πυκνωτών. ▶Τροφοδοσία για κινητά τηλέφωνα, φορητούς υπολογιστές, φορητές συσκευές κ.λπ. ▶Επαναφορτιζόμενα ηλεκτρικά κατσαβίδια που μπορούν να φορτιστούν πλήρως μέσα σε λίγα λεπτά. ▶Συστήματα φωτισμού έκτακτης ανάγκης και ηλεκτρικές παλμικές συσκευές υψηλής ισχύος. ▶IC, RAM, CMOS, ρολόγια και μικροϋπολογιστές κ.λπ. |
Εάν έχετε κάτι να προσθέσετε ή άλλες πληροφορίες, μη διστάσετε να συζητήσετε μαζί μας.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-22-2021