Kondenzator je komponenta, ki shranjuje električni naboj. Načelo shranjevanja energije pri splošnem kondenzatorju in ultrakondenzatorju (EDLC) je enako, oba shranjujeta naboj v obliki elektrostatičnega polja, vendar je superkondenzator bolj primeren za hitro sproščanje in shranjevanje energije, zlasti za natančen nadzor energije in naprave s takojšnjo obremenitvijo.
Spodaj si bomo ogledali glavne konvencionalne kondenzatorje in superkondenzatorje.
| Primerjalni elementi | Konvencionalni kondenzator | Superkondenzator |
| Pregled | Konvencionalni kondenzator je dielektrik za shranjevanje statičnega naboja, ki ima lahko trajen naboj in se pogosto uporablja. Je nepogrešljiva elektronska komponenta na področju elektronske energije. | Superkondenzator, znan tudi kot elektrokemični kondenzator, dvoslojni kondenzator, zlati kondenzator, Faradayev kondenzator, je elektrokemični element, razvit v sedemdesetih in osemdesetih letih prejšnjega stoletja za shranjevanje energije s polarizacijo elektrolita. |
| Gradbeništvo | Običajni kondenzator je sestavljen iz dveh kovinskih prevodnikov (elektrod), ki sta vzporedno povezana, vendar se ne dotikata, vmes pa je izolacijski dielektrik. | Superkondenzator je sestavljen iz elektrode, elektrolita (ki vsebuje elektrolitno sol) in separatorja (ki preprečuje stik med pozitivno in negativno elektrodo). Elektrode so prevlečene z aktivnim ogljem, ki ima na svoji površini drobne pore, da razširi površino elektrod in prihrani več električne energije. |
| Dielektrični materiali | Kot dielektriki med elektrodami v kondenzatorjih se uporabljajo aluminijev oksid, polimerni filmi ali keramika. | Superkondenzator nima dielektrika. Namesto dielektrika uporablja dvojno električno plast, ki jo na vmesniku tvorita trdna snov (elektroda) in tekočina (elektrolit). |
| Načelo delovanja | Načelo delovanja kondenzatorja je, da se naboj premika zaradi sile v električnem polju. Ko je med vodniki dielektrik, ta ovira gibanje naboja in povzroči kopičenje naboja na prevodniku, kar povzroči kopičenje naboja. | Superkondenzatorji pa dosegajo dvoslojno shranjevanje energije naboja s polarizacijo elektrolita in z redoks psevdokapacitivnimi naboji. Proces shranjevanja energije v superkondenzatorjih je reverzibilen brez kemičnih reakcij, zato jih je mogoče večkrat napolniti in izprazniti več sto tisočkrat. |
| Kapaciteta | Manjša zmogljivost. Splošna kapacitivnost se giblje od nekaj pF do nekaj tisoč μF. | Večja zmogljivost. Kapaciteta superkondenzatorja je tako velika, da ga je mogoče uporabiti kot baterijo. Kapaciteta superkondenzatorja je odvisna od razdalje med elektrodami in površine elektrod. Zato so elektrode prevlečene z aktivnim ogljem, da se poveča površina in doseže visoka kapaciteta. |
| Gostota energije | Nizko | Visoka |
| Specifična energija | <0,1 Wh/kg | 1–10 Wh/kg |
| Specifična moč | 100.000+ Wh/kg | 10.000+ Wh/kg |
| Čas polnjenja/praznjenja | Časi polnjenja in praznjenja običajnih kondenzatorjev so običajno 103-106 sekund. | Ultrakondenzatorji lahko napolnijo hitreje kot baterije, že v 10 sekundah, in shranijo več naboja na enoto prostornine kot običajni kondenzatorji. Zato jih uvrščamo med baterije in elektrolitske kondenzatorje. |
| Življenjska doba cikla polnjenja/praznjenja | Krajši | Daljše (običajno 100.000+, do 1 milijon ciklov, več kot 10 let uporabe) |
| Učinkovitost polnjenja/praznjenja | >95 % | 85 %–98 % |
| Delovna temperatura | -20 do 70 ℃ | -40 do 70 ℃ (Boljše lastnosti pri ultra nizkih temperaturah in širši temperaturni razpon) |
| Nazivna napetost | Višje | Spodnje (običajno 2,5 V) |
| Stroški | Spodnje | Višje |
| Prednost | Manj izgub Visoka gostota integracije Regulacija aktivne in jalove moči | Dolga življenjska doba Ultra visoka zmogljivost Hitro polnjenje in praznjenje Visok obremenitveni tok Širše območje delovne temperature |
| Uporaba | ▶Gladek izhodni vir napajanja; ▶Korekcija faktorja moči (PFC); ▶Frekvenčni filtri, visokoprepustni, nizkoprepustni filtri; ▶Spajanje in odklapljanje signalov; ▶Zaganjalniki motorjev; ▶Vmesni filtri (prenapetostne zaščite in filtri za motnje); ▶Osilatorji. | ▶Vozila z novo energijo, železnice in druge transportne aplikacije; ▶Neprekinjeno napajanje (UPS), ki nadomešča elektrolitske kondenzatorske baterije; ▶Napajalnik za mobilne telefone, prenosnike, ročne naprave itd.; ▶Akumulatorski električni izvijači, ki jih je mogoče popolnoma napolniti v nekaj minutah; ▶Sistemi za zasilno razsvetljavo in visokoenergijske električne impulzne naprave; ▶Integrirana vezja, RAM, CMOS, ure in mikroračunalniki itd. |
Če imate kaj dodati ali druge vpoglede, se z nami pogovorite.
Čas objave: 22. dec. 2021