En kondensator är en komponent som lagrar elektrisk laddning. Principen för energilagring för generell kondensator och ultrakondensator (EDLC) är densamma, båda lagrar laddning i form av ett elektrostatiskt fält, men superkondensatorn är mer lämpad för snabb frigöring och lagring av energi, särskilt för precisionsenergikontroll och momentana belastningsenheter.
Låt oss diskutera de viktigaste konventionella kondensatorerna och superkondensatorerna nedan.
| Jämförelseobjekt | Konventionell kondensator | Superkondensator |
| Översikt | En konventionell kondensator är ett dielektrikum som lagrar statisk laddning, vilket kan ha en permanent laddning och används flitigt. Det är en oumbärlig elektronisk komponent inom området elektronisk kraft. | Superkondensator, även känd som elektrokemisk kondensator, dubbelskiktskondensator, guldkondensator, Faraday-kondensator, är ett elektrokemiskt element som utvecklades från 1970- och 1980-talen för att lagra energi genom att polarisera elektrolyten. |
| Konstruktion | En konventionell kondensator består av två metallledare (elektroder) som är parallellt placerade nära varandra men inte i kontakt med varandra, med ett isolerande dielektrikum emellan. | En superkondensator består av en elektrod, en elektrolyt (innehållande elektrolytsalt) och en separator (som förhindrar kontakt mellan de positiva och negativa elektroderna). Elektroderna är belagda med aktivt kol, som har små porer på ytan för att utöka elektrodernas yta och spara mer el. |
| Dielektriska material | Aluminiumoxid, polymerfilmer eller keramik används som dielektriska material mellan elektroder i kondensatorer. | En superkondensator har inget dielektrikum. Istället använder den ett elektriskt dubbelskikt som bildas av ett fast ämne (elektrod) och en vätska (elektrolyt) vid gränssnittet istället för ett dielektrikum. |
| Funktionsprincip | Principen för en kondensator är att laddningen förflyttas av kraften i det elektriska fältet. När det finns ett dielektrikum mellan ledarna hindrar det laddningens rörelse och gör att laddningen ackumuleras på ledaren, vilket resulterar i ackumulering av laddningslagring. | Superkondensatorer, å andra sidan, uppnår dubbelskiktad laddningsenergilagring genom att polarisera elektrolyten såväl som genom redox-pseudokapacitiva laddningar. Energilagringsprocessen hos superkondensatorer är reversibel utan kemiska reaktioner och kan således laddas och urladdas upprepade gånger hundratusentals gånger. |
| Kapacitans | Mindre kapacitet. Den allmänna kapacitanskapaciteten varierar från några få pF till flera tusen μF. | Större kapacitet. Superkondensatorns kapacitet är så stor att den kan användas som batteri. Superkondensatorns kapacitet beror på avståndet mellan elektroderna och elektrodernas yta. Därför är elektroderna belagda med aktivt kol för att öka ytan och uppnå hög kapacitet. |
| Energitäthet | Låg | Hög |
| Specifik energi | <0,1 Wh/kg | 1–10 Wh/kg |
| Specifik effekt | 100 000+ Wh/kg | 10 000+ Wh/kg |
| Laddnings-/urladdningstid | Laddnings- och urladdningstiderna för konventionella kondensatorer är vanligtvis 10³–10³ sekunder. | Ultrakondensatorer kan ladda snabbare än batterier, så snabbt som 10 sekunder, och lagra mer laddning per volymenhet än konventionella kondensatorer. Det är därför de anses vara en del av batterier och elektrolytkondensatorer. |
| Laddnings-/urladdningscykelns livslängd | Kortare | Längre (vanligtvis 100 000+, upp till 1 miljon cykler, mer än 10 års användning) |
| Laddnings-/urladdningseffektivitet | >95% | 85 %–98 % |
| Driftstemperatur | -20 till 70 ℃ | -40 till 70 ℃ (Bättre egenskaper vid ultralåga temperaturer och bredare temperaturområde) |
| Märkspänning | Högre | Lägre (vanligtvis 2,5V) |
| Kosta | Lägre | Högre |
| Fördel | Mindre förlust Hög integrationstäthet Aktiv och reaktiv effektreglering | Lång livslängd Ultrahög kapacitet Snabb laddnings- och urladdningstid Hög lastström Bredare driftstemperaturområde |
| Ansökan | ▶ Jämn strömförsörjning; ▶Effektfaktorkorrigering (PFC); ▶Frekvensfilter, högpass-, lågpassfilter; ▶Signalkoppling och -frikoppling; ▶Motorstartare; ▶Buffrar (överspänningsskydd och brusfilter); ▶Oscillatorer. | ▶Nya energifordon, järnvägar och andra transporttillämpningar; ▶Avbrottsfri strömförsörjning (UPS), utbyte av elektrolytkondensatorbatterier; ▶Strömförsörjning för mobiltelefoner, bärbara datorer, handhållna enheter etc.; ▶Uppladdningsbara elektriska skruvdragare som kan laddas helt på några minuter; ▶Nödbelysningssystem och elektriska pulsenheter med hög effekt; ▶IC, RAM, CMOS, klockor och mikrodatorer etc. |
Om du har något att tillägga eller andra insikter, tveka inte att diskutera det med oss.
Publiceringstid: 22 december 2021