Abstrakt
GMCC 60138 standart o'lchamdagi yuqori energiya zichligiga (> 10 Vt/kg) ega innovatsion 5000F ultrakondensatorni muvaffaqiyatli ishlab chiqdi, u yuqori quvvat zichligi, deyarli bir zumda zaryadlash va tushirish, yuqori ishonchlilik, haddan tashqari haroratga chidamlilik va bir vaqtning o'zida 1 000 000 dan ortiq zaryadlash-razryadlash sikllarini taqdim eta oladi. GMCC 5000F elementi elektr tarmog'i uchun inersiya qo'llab-quvvatlashini va birlamchi chastota modulyatsiyasi qobiliyatini sezilarli darajada oshirishi va tarmoqdagi uskunalarning ish faoliyatini yaxshilashi mumkin. Shu bilan birga, GMCC 5000F elementi avtomobil va boshqa quvvat ilovalari uchun yordamchi past haroratli sovuq ishga tushirish, quvvatni qo'llab-quvvatlash, energiyani tiklash, sim bilan boshqariladigan past kuchlanishli quvvat manbaini qondira oladi.
Kirish
UltrakondensatorlarQisqa vaqt ichida yuqori tokni ta'minlaydigan yuqori ishonchli energiya manbai sifatida, bugungi kunda tobora ko'proq e'tiborni tortmoqda. Global elektrlashtirishning tobora ko'payib borishi bilan energiya va quvvat zichligini, sifatini, xavfsizligini yaxshilash va energiya saqlash moslamalarining narxini pasaytirish uchun ulkan sa'y-harakatlar qilinmoqda. Ultrakondensatorlar tobora ko'proq energiya saqlash tizimlari sifatida qabul qilinmoqda, bu esa ilg'or haydash yordami (ADAS), innovatsion osma va rulga qarshi tizimlar va ilg'or favqulodda tormozlash tizimi (AEBS) va boshqalar kabi avtomobil ilovalarini qo'llash imkonini beradi. Yaqin kelajakda fotovoltaik va shamol energiyasi kabi toza energiyaning keng ko'lamli energiya tarmog'iga ulanishi oldida, ultrakondensatorlar elektr tarmog'i chastotasini modulyatsiya qilish kabi yangi energiya tizimlarida jadal rivojlanishga olib kelishi kutilmoqda.
1-rasm. GMCC 2.7V 5000F EDLC katakchasi
5000F Ultrakondensator Texnologiyasi
Hozirgi vaqtda superkondensator sanoatida batareyaning maksimal sig'imi atigi 3000F ni tashkil qiladi va musbat va manfiy elektrodlardagi faollashtirilgan uglerodning solishtirma sirt maydoni samarali ishlatilmayotganligi sababli, hozirgi samarali foydalanish darajasi atigi 10% ni tashkil qiladi. Agar ultrakondensatorlarning energiya zichligidagi to'siq va cheklovlari buzilsa, material tuzilishi, qattiq-suyuqlik interfeysi va elektrokimyoviy tizimdan ba'zi fundamental yangiliklar va o'zgarishlar kiritilishi kerak.
GMCC molekulyar/ion shkalasi, material mikro va nano struktura shkalasi, material mikro qattiq-suyuqlik interfeysi shkalasi, material zarrachalari shkalasi, yuqori sig'imli elektrokimyoviy tizimni ishlab chiqish, hujayra tuzilishini loyihalash va boshqalarni o'z ichiga olgan ko'p o'lchovli kompleks texnik optimallashtirishni amalga oshirdi. Birinchidan, uglerod materiallarining g'ovak tuzilishi va sirt xususiyatlari chuqur tahlil qilindi va optimallashtirildi va uglerod materiali o'zaro bog'liq ierarxik g'ovak tuzilishga ega maxsus ishlab chiqilgan (mikrog'ovaklar, mezog'ovaklar va makrog'ovaklar o'zaro to'siqsiz). Ikkinchidan, ion hajmi, ion faolligi, solvat effekti, elektrolitning yopishqoqligi kabi asosiy ko'rsatkichlar har tomonlama ko'rib chiqildi. Material/elektrolit qattiq-suyuqlik interfeysini moslashtirish tadqiqoti asosida faollashtirilgan uglerodning solishtirma sirt maydoni maksimal darajada to'liq ishlatiladi va sirt adsorblangan zaryad miqdori va qobiliyati sezilarli darajada yaxshilanadi. Uchinchidan, maxsus ajratgich kompozit tolali materialdan tayyorlangan va yuqori mustahkamlik, yuqori g'ovaklik va yuqori suyuqlikni yutish qobiliyati xususiyatlariga ega. Keyinchalik elektrodning siqilish zichligini sezilarli darajada yaxshilash uchun ifloslantirmaydigan quruq elektrod jarayoni qo'llaniladi. Shu bilan birga, bu elementning tebranish qarshiligi va ishlash muddatini yaxshilaydi va yopishqoq fibroz jarayoni material zarralari yuzasiga yopishadi va o'raladi, bu esa elektrolitning adsorbsiyasini va ionlarning o'tkazilishini osonlashtiradigan "qafas" tuzilishini hosil qiladi. Nihoyat, GMCC barcha yorliqli, to'liq lazerli payvandlash texnologiyasi jarayonini qo'llaydi va olingan element past ohmik kontakt qarshiligi va ajoyib tebranish qarshiligiga ega metallurgik qattiq bog'langan struktura bo'lib, avtomobil darajasidagi AECQ200 standarti talablariga javob beradi.
| ELEKTR XUSUSIYATLARI | |
| Type | C60W-2R7-5000 |
| Nominal kuchlanishVR | 2.7V |
| Kuchlanishning keskin o'zgarishiVS1 | 2.85V |
| Nominal sig'im C2 | 5000 F |
| Sig'imga chidamlilik3 | -0%/+20% |
| ESR2 | ≤0,25mΩ |
| Oqish oqimiMenL4 | <9 mA |
| O'z-o'zidan tushirish darajasi 5 | <20% |
| Maksimal doimiy oqim IMCC(ΔT = 15°C)6 | 136A |
| Maksimal oqimIMaks7 | 3.0 mingA |
| Qisqa oqimMenS8 | 10,8 kA |
| Saqlangan EnergiyaE9 | 5.1 Wh |
| Energiya zichligiEd 10 | 9,9 Vt/kg |
| Foydalanish mumkin bo'lgan quvvat zichligiPd11 | 6,8 kVt/kg |
| Mos keladigan impedans kuchiPdMax12 | 14.2kVt/kg |
1-jadval. GMCC 2.7V 5000F EDLC elementining asosiy elektr xususiyatlari
Nominal kuchlanishli ultrakondensatorni belgilash uchun element ma'lum shartlarga javob berishi kerak. So'nggi yillarda sanoatda standart o'rnatildi. Maksimal ish haroratida (ko'pgina ultrakondensatorlar uchun 65°C) va nominal kuchlanishda saqlanganda, element belgilangan ishlash muddati tugashi mezonlari doirasida qolgan holda belgilangan ishlash muddatiga erishishi kerak. Ko'pgina ultrakondensator ishlab chiqaruvchilari uchun ishlash muddati 1500 soat qilib belgilangan va ishlash muddati tugashi mezonlari nominal sig'im yo'qotilishining 20% dan kam bo'lishi va belgilangan ESR qiymatining maksimal 100% ga oshishi hisoblanadi. 2-rasmda GMCC 5000F ultrakondensator ushbu shartlarga javob berishi mumkinligi ko'rsatilgan.
2-rasm. 65 oC haroratda va 2,7 V kuchlanishda saqlangan GMCC 5000F ultrakondensatorining sig'imi (chap egri chiziq) va ESR (o'ng egri chiziq) evolyutsiyasi.
Kelajak
Bizning fikrimizcha, maqsadga yo'naltirilgan, intensiv ilmiy-tadqiqot ishlari bizga umumiy batareya ishlashini, ayniqsa batareya kuchlanishini yanada yaxshilash imkonini beradi. Hozirgi laboratoriya natijalariga asoslanib, biz keyingi batareya kuchlanish darajasi yaqin kelajakda yuzaga kelishini kutmoqdamiz. Bu bizga GMCC ultrakondensatorlarining energiya va quvvat zichligini oshirish va shu tariqa tobora kichikroq va kuchliroq energiya saqlash yechimlariga intilish imkonini beradi.
Nashr vaqti: 2023-yil 9-oktabr