Aug 10, 2019 ページビュー:347
ファラッドコンデンサはスーパーキャパシタです。単一のコンデンサの電圧抵抗は非常に低く、通常2.7Vです。電圧を上げるために直列に使用されます。通常、各コンデンサを均一に充電するために直列に使用され、各コンデンサにはイコライゼーションプレートが付いています。各コンデンサは再充電する前に放電され、公式に使用する前に低電圧でプリチャージ(アクティブ化)して、後続の充電中に各コンデンサが均一に充電されるようにする必要があります。
また、スーパーキャパシター(内部炭素繊維と蒸留水)の製造工程により、作動前の漏れや内部抵抗が比較的大きく、容量が公称値ではなく、充電されている限り作動します。数回。これは、電解コンデンサを使用するのと同じです。
ファラッドコンデンサはスーパーキャパシタであり、単一のコンデンサの圧力は非常に低く、通常は2.7Vです。直列の使用は電圧を上げることです。通常、各コンデンサを均一に充電するために直列に使用され、各コンデンサには平衡プレートが装備されています。再充電する前に、各コンデンサは放電されます。正式に使用する前に、低電圧のプリチャージ(アクティブ化)を使用して、後続の充電中に各コンデンサが均等に充電されるようにする必要があります。
また、スーパーキャパシター(内部炭素繊維と蒸留水)の製造工程により、作動前の漏れや内部抵抗が比較的大きく、容量が公称値ではなく、作動している限り作動します。数回充電されました。これは、電解コンデンサを使用するのと同じです。
電気化学コンデンサ、二重層コンデンサ、金コンデンサ、ファラコンデンサとしても知られるスーパーキャパシタは、分極電解質を介してエネルギーを蓄積するために1970年代と1980年代に開発されました。
従来の化学電源とは異なり、従来のコンデンサと電池の間に特殊な特性を持つ電源です。それは主に電気エネルギーを蓄えるために二重層とレドックスエンタルピー電荷に依存しています。ただし、そのエネルギー貯蔵プロセスには化学反応はありません。このエネルギー貯蔵プロセスは可逆的であり、このスーパーキャパシタが数十万回の繰り返し充電と放電を行うことができるためでもあります。
スーパーキャパシタの構造の具体的な詳細は、スーパーキャパシタの用途と用途によって異なります。これらの材料は、メーカーまたは特定のアプリケーション要件によってわずかに異なる場合があります。すべてのスーパーキャパシタに共通する特徴は、これら2つの電極の間に正極、負極、およびダイアフラムが含まれていることです。電解液は、2つの電極とダイヤフラムによって分離された2つの電極の細孔を満たします。
スーパーキャパシタの構造は、多孔質電極材料、収集流体、多孔質電池ダイアフラム、および比表面積の大きい電解質で構成されています。接触抵抗を減らすために、電極材料とコレクター液を密接に接続する必要があります。ダイヤフラムは、可能な限り高いイオン伝導率と可能な限り低い電子伝導率の条件を満たす必要があり、一般に、ポリプロピレンフィルムなどの繊維構造を備えた電子絶縁材料です。電解質の種類は、電極材料の特性に応じて選択されます。
スーパーキャパシタのコンポーネントは、製品ごとに異なります。これは、スーパーキャパシタのパッケージの形状によって決まります。プリズマティックまたは正方形のカプセル化された製品コンポーネントの配置の場合、内部構造は内部コンポーネントの設定に基づいています。つまり、内部コレクターは各電極のスタックから押し出されます。これらのコレクタはんだは端子に溶接され、それによってコンデンサの外側の電流経路を延長します。
円形または円筒形のカプセル化製品の場合、電極はスクロールにカットされます。最後に、電極箔を端子に溶接して、静電容量電流経路を外側に延長します。
その基本原理は、他のタイプの二重層コンデンサと同様に、活性炭多孔質電極と電解質で構成される二重層構造を使用して、特大の容量を得ることです。
優れた利点は、高い電力密度、短い充電および放電時間、長いサイクル寿命、および広い動作温度範囲です。これは、世界で大量生産されている最大のタイプの二重層コンデンサです。
エネルギー貯蔵のさまざまなメカニズムに応じて、次の2つのカテゴリに分類できます。
1、二重層静電容量:電子またはイオンの配向によって電極/溶液界面で生成され、電荷の対立を引き起こします。電極/溶液システムの場合、電子伝導性電極とイオン伝導性電解質溶液の界面に二重層が形成されます。電界が2つの電極に印加されると、溶液中の陰極と陽イオンがそれぞれ正極と負極に移動し、電極表面に二重層を形成します。電界が引き抜かれた後、電極上の正電荷と負電荷が溶液中の反対の電荷イオンに引き付けられて、二重層が安定し、正極と負極の間に比較的安定した電位差が生じます。このとき、電極の場合、電極の電荷に相当する等方性イオン電荷が一定の距離(分散層)内に発生するため、電気的に中性のままです。 2つの極が外部回路に接続されると、電極の電荷が移動し、外部回路に電流が生成されます。溶液中のイオンは溶液に移動し、電気的に中性です。これが二重層コンデンサの充電と放電の原理です。
2、ファラデー準静電容量:その理論モデルは最初にコンウェイによって提案されました。これは、電極の表面上で、表面または体相の近くにある2次元または準2次元の空間です。電極活物質は電位不足の堆積を受け、その結果、非常に可逆的な化学脱離が起こります。酸化還元反応を伴い、電極の充電電位に関連する静電容量を生成します。ファラデー準コンデンサの場合、電荷を蓄積するプロセスには、二重層への蓄積だけでなく、電解液イオンと電極活性物質との間の酸化還元反応も含まれます。電解質中のイオン(H +、OH-、K +、Li +など)が、印加された電界の作用下で溶液から電極/溶液界面に拡散すると、活性酸化物の体相に入ります。界面でのレドックス反応による電極の表面で、大量の電荷を電極に蓄積することができます。放電すると、酸化物に入ったこれらのイオンは、上記のレドックス反応の逆反応によって電解質に戻され、蓄積された電荷は外部回路を介して放出されます。これがファラデーの準容量の充放電メカニズムです。
(1)充電速度が速く、充電容量が10〜10分で定格容量の95%以上に達することがあります。
(2)長いリサイクル寿命、最大1〜500,000回の深い充電および放電サイクルの使用、「メモリー効果」なし。
(3)超電流放電能力、高エネルギー変換効率、小さなプロセス損失、高電流エネルギーサイクル効率≥90 %。
(4)最大300W / KG〜5000W / KGの高電力密度、バッテリーの5〜10倍に相当。
(5)製品の原材料の組成、製造、使用、保管、解体に汚染がなく、理想的なグリーンで環境に優しい電源です。
(6)充放電ラインがシンプルで、二次電池のような充電回路が不要です。安全率が高く、長期間の使用が維持可能です。
(7)超低温特性が良好で、温度範囲は-40°C〜 + 70°Cです。
(8)便利な検出、残りの電力を直接読み取ることができます。
(9)容量範囲は通常0.1F-1000Fです。
利点
非常に少量でファラレベルに到達する能力。
特別な充電回路や制御放電回路は必要ありません。
バッテリーと比較して、過充電と過放電はそれらの寿命に悪影響を及ぼしません。
環境の観点から、それはグリーンエネルギー源です。
スーパーキャパシターは溶接できるので、バッテリーの接触が弱いなどの問題はありません。
不利益
不適切に使用すると、電解液の漏れやその他の現象が発生します。
アルミ電解コンデンサに比べて内部抵抗が大きく、交流回路には使用できません。
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