En kondensator er en komponent som lagrer elektrisk ladning. Prinsippet for energilagring for generelle kondensatorer og ultrakondensatorer (EDLC) er det samme. Begge lagrer ladning i form av et elektrostatisk felt, men en superkondensator er mer egnet for rask frigjøring og lagring av energi, spesielt for presisjonsenergikontroll og enheter med øyeblikkelig belastning.
La oss diskutere de viktigste konvensjonelle kondensatorene og superkondensatorene nedenfor.
| Sammenligningselementer | Konvensjonell kondensator | Superkondensator |
| Oversikt | En konvensjonell kondensator er et dielektrikum som lagrer statisk ladning, og som kan ha en permanent ladning, og som er mye brukt. Det er en uunnværlig elektronisk komponent innen elektronisk kraft. | Superkondensator, også kjent som elektrokjemisk kondensator, dobbeltlagskondensator, gullkondensator, Faraday-kondensator, er et elektrokjemisk element utviklet fra 1970- og 1980-tallet for å lagre energi ved å polarisere elektrolytten. |
| Konstruksjon | En konvensjonell kondensator består av to metallledere (elektroder) som er tett sammen parallelt, men ikke i kontakt, med et isolerende dielektrikum mellom. | En superkondensator består av en elektrode, en elektrolytt (som inneholder elektrolyttsalt) og en separator (som forhindrer kontakt mellom de positive og negative elektrodene). Elektrodene er belagt med aktivt karbon, som har små porer på overflaten for å utvide elektrodenes overflateareal og spare mer strøm. |
| Dielektriske materialer | Aluminiumoksid, polymerfilmer eller keramikk brukes som dielektriske materialer mellom elektroder i kondensatorer. | En superkondensator har ikke et dielektrikum. I stedet bruker den et elektrisk dobbeltlag dannet av et fast stoff (elektrode) og en væske (elektrolytt) ved grensesnittet i stedet for et dielektrikum. |
| Prinsipp for drift | Prinsippet for en kondensator er at ladningen beveger seg av kraften i det elektriske feltet. Når det er et dielektrikum mellom lederne, hindrer det ladningens bevegelse og får ladningen til å akkumuleres på lederen, noe som resulterer i akkumulering av ladning. | Superkondensatorer oppnår derimot dobbeltlags ladningsenergilagring ved å polarisere elektrolytten så vel som ved redoks pseudokapasitive ladninger. Energilagringsprosessen til superkondensatorer er reversibel uten kjemiske reaksjoner, og kan dermed lades og utlades gjentatte ganger hundretusenvis av ganger. |
| Kapasitans | Mindre kapasitet. Den generelle kapasitanskapasiteten varierer fra noen få pF til flere tusen μF. | Større kapasitet. Superkondensatorens kapasitet er så stor at den kan brukes som batteri. Superkondensatorens kapasitet avhenger av avstanden mellom elektrodene og overflatearealet til elektrodene. Derfor er elektrodene belagt med aktivt karbon for å øke overflatearealet og oppnå høy kapasitet. |
| Energitetthet | Lav | Høy |
| Spesifikk energi | <0,1 Wh/kg | 1–10 Wh/kg |
| Spesifikk effekt | 100 000+ Wh/kg | 10 000+ Wh/kg |
| Lade-/utladningstid | Lade- og utladningstiden for konvensjonelle kondensatorer er vanligvis 10³–10³ sekunder. | Ultrakondensatorer kan levere lading raskere enn batterier, så raskt som 10 sekunder, og lagre mer ladning per volumenhet enn konvensjonelle kondensatorer. Det er derfor det anses som en del av batterier og elektrolyttiske kondensatorer. |
| Lade-/utladningssyklusens levetid | Kortere | Lengre (vanligvis 100 000+, opptil 1 million sykluser, mer enn 10 års bruk) |
| Lade-/utladningseffektivitet | >95 % | 85 %–98 % |
| Driftstemperatur | -20 til 70 ℃ | -40 til 70 ℃ (Bedre egenskaper ved ultralave temperaturer og bredere temperaturområde) |
| Nominell spenning | Høyere | Senke (vanligvis 2,5 V) |
| Koste | Senke | Høyere |
| Fordel | Mindre tap Høy integrasjonstetthet Aktiv og reaktiv effektkontroll | Lang levetid Ultrahøy kapasitet Rask lade- og utladningstid Høy laststrøm Bredere driftstemperaturområde |
| Søknad | ▶Jevn strømforsyning; ▶Effektfaktorkorrigering (PFC); ▶Frekvensfiltre, høypass-, lavpassfiltre; ▶Signalkobling og -avkobling; ▶Motorstartere; ▶Buffere (overspenningsvern og støyfiltre); ▶Oscillatorer. | ▶Nye energikjøretøyer, jernbaner og andre transportapplikasjoner; ▶Avbruddsfri strømforsyning (UPS), utskifting av elektrolytiske kondensatorbanker; ▶Strømforsyning for mobiltelefoner, bærbare datamaskiner, håndholdte enheter osv.; ▶Oppladbare elektriske skrutrekkere som kan lades helt opp på få minutter; ▶Nødbelysningssystemer og elektriske pulsenheter med høy effekt; ▶IC-er, RAM, CMOS, klokker og mikrodatamaskiner, osv. |
Hvis du har noe å legge til eller andre innsikter, er det bare å diskutere det med oss.
Publisert: 22. desember 2021