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Cómo funcionan las baterías Super Capacitor
- Aug 06, 2018 -

En nuestra vida real, a menudo vemos la sombra del condensador, pero la batería del supercondensador no es tan conocida. La batería del supercondensador es un tipo de batería desarrollada sobre la base del supercondensador. Esta batería es muy importante. La característica es que es un tipo de batería que es más potente que la batería tradicional. La ventaja es mucho. Se usa en muchos aspectos. Por ejemplo, en el coche de la nueva energía, el tranvía, etc., puede ver la sombra de la batería del supercondensador. Se dice que la aparición y el desarrollo de baterías de supercondensadores seguramente provocarán otra revolución industrial y mejorarán en gran medida las capacidades operativas de ciertos aspectos.

Concepto de batería de supercondensador

La batería de Supercapacitor (Condensador de doble capa eléctrica) es un nuevo tipo de dispositivo de almacenamiento de energía, que tiene las características de corto tiempo de carga, larga vida útil, buenas características de temperatura, ahorro de energía y protección del medio ambiente. Los supercondensadores son ampliamente utilizados. Se utiliza como una fuente de alimentación de equilibrio de potencia para equipos de elevación para proporcionar potencia de súper corriente. Se usa como una fuente de energía de arranque para vehículos. Tiene mayor eficiencia de arranque y confiabilidad que las baterías convencionales. Puede reemplazar las baterías tradicionales en todo o en parte. Se usa como energía de tracción para vehículos. Puede producir vehículos eléctricos, reemplazar motores de combustión interna tradicionales y transformar los trolebuses existentes; se puede usar en operaciones militares para asegurar el arranque suave de tanques, vehículos blindados y otros vehículos (especialmente en el frío invierno), como fuente de energía de pulso para armas láser. También se puede utilizar para la energía de almacenamiento de energía de otros equipos electromecánicos.

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La batería del Supercondensador funciona

La capacidad de un supercondensador es mucho mayor que la de un condensador típico. Debido a su gran capacidad y el mismo rendimiento externo que la batería, también se lo denomina "batería capacitiva" o "batería dorada". Las baterías de Supercapacitor también son condensadores eléctricos de doble capa. Son la capacidad más grande entre los condensadores eléctricos de doble capa que se han puesto en producción en masa en el mundo. El principio básico es el mismo que otros tipos de condensadores eléctricos de doble capa. La estructura eléctrica de doble capa compuesta del electrolito obtiene una capacidad extremadamente grande.

La energía eléctrica almacenada en el condensador físico tradicional se deriva de la separación de la carga en las dos placas. El vacío entre las dos placas (constante dieléctrica relativa es 1) o un material dieléctrico (constante dieléctrica relativa ε ) Para el aislamiento, el valor de capacitancia es: C = ε · A / 3.6 π d · 10-6 ( μ F) donde A es el área de la placa y d es el espesor dieléctrico.

La energía almacenada es: E = C ( Δ V) 2/2, donde C es el valor de capacitancia y Δ V es la caída de voltaje a través de las placas.

Se puede ver que si desea obtener una mayor capacidad y almacenar más energía, debe aumentar el área A o reducir el grosor d del medio. Sin embargo, este espacio de expansión es limitado, lo que resulta en menos almacenamiento y energía de almacenamiento. El supercondensador está hecho de material de carbón activado para formar un electrodo poroso y, al mismo tiempo, se llena una solución de electrolito entre los electrodos porosos opuestos de carbono. Cuando se aplica un voltaje en ambos extremos, los electrones positivo y negativo se acumulan respectivamente en los electrodos porosos opuestos, y los iones positivos y negativos en la solución de electrolito serán Como el campo eléctrico se concentra respectivamente en la interfaz opuesta a la positiva y placas negativas, se forman dos capas de colector, que son equivalentes a dos condensadores conectados en serie, ya que el material de carbón activado tiene una superficie específica ultra alta de 1200 m 2 / g (es decir, se obtiene el polo) Área de electrodo grande A), y la distancia de la interfaz entre el electrolito y el electrodo poroso es inferior a 1 nm (es decir, se obtiene un espesor dieléctrico d muy pequeño). De acuerdo con la fórmula de cálculo anterior, se puede ver que el condensador eléctrico de doble capa es más convencional que el convencional. La capacidad del condensador físico es mucho mayor, y la capacidad específica puede aumentarse más de 100 veces, de modo que la capacidad por unidad de peso puede alcanzar 100 F / g, y la resistencia interna del condensador puede mantenerse a un nivel bajo nivel, y el material de carbono tiene un bajo costo. , la tecnología está madura, etc. Esto hace posible utilizar un condensador para almacenamiento de energía de gran capacidad, y en el uso real, es posible aumentar la tensión o corriente de salida conectando en serie o en paralelo.

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Los supercondensadores son actualizaciones a los condensadores tradicionales

El condensador de placa está compuesto de dos placas de electrodo de metal aisladas entre sí, y la capacitancia es proporcional al área de la placa de electrodo, e inversamente proporcional al tamaño de espacio entre las placas de electrodo. La estructura del supercondensador es similar a la de un condensador de placa plana. El electrodo es un material poroso basado en carbono. La estructura porosa del material le permite tener un área superficial de varios miles de metros cuadrados por gramo de peso, y la distancia entre la capacitancia y la carga está determinada por el tamaño de los iones en el electrolito. La gran área de superficie más la distancia extremadamente pequeña entre las cargas hace que el supercondensador tenga una gran capacidad, y la capacidad del supercondensador puede variar de 1 faradio a varios miles de faradios.

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En comparación con la batería tradicional, el supercondensador tiene muchas ventajas: la velocidad de carga es rápida, se puede cargar a más del 95% de su capacidad nominal en 10 segundos a 10 minutos; la densidad de potencia es de hasta (102 ~ 104) W / kg, que es la batería de litio 10 tiempos dobles; alta capacidad de descarga de corriente; uso de ciclo de hasta 100,000 a 500,000 veces, larga vida; alto factor de seguridad, uso a largo plazo libre de mantenimiento. Sin embargo, en comparación con las principales baterías de azufre, todavía enfrenta las desventajas de los altos costos y la baja densidad de energía.


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