¿Por qué se activan los condensadores de Farah cuando están en serie?

Los condensadores Farad son supercondensadores. La resistencia de voltaje de un solo capacitor es muy baja, generalmente 2.7V. Se utiliza en serie para aumentar el voltaje. Usado generalmente en serie para la carga uniforme de cada capacitor, cada capacitor está provisto de una placa de ecualización. Cada condensador se descarga antes de recargar y debe precargarse (activarse) a un voltaje bajo antes de usarse oficialmente para garantizar que cada condensador se cargue uniformemente durante la carga posterior.

Además, debido al proceso de fabricación de supercondensadores (fibra de carbono interna y agua destilada), la fuga y la resistencia interna son relativamente grandes antes de que se activen, y la capacidad no es nominal, y se activan siempre que estén cargados varias veces. Esto equivale a utilizar condensadores electrolíticos.

El condensador de Farad es un supercondensador y la presión de un solo condensador es muy baja, normalmente 2,7 V. El uso de la serie es para aumentar el voltaje. Usado generalmente en serie para la carga uniforme de cada capacitor, cada capacitor está equipado con una placa de equilibrio. Antes de recargar, cada condensador se descarga. Antes del uso formal, se debe utilizar una precarga (activación) de bajo voltaje para garantizar que cada condensador se cargue uniformemente durante la carga posterior.

Además, debido al proceso de fabricación de supercondensadores (fibra de carbono interna y agua destilada), la fuga y la resistencia interna son relativamente grandes antes de que se activen, y la capacidad no es nominal, y se activan siempre que estén cargado varias veces. Esto equivale a utilizar condensadores electrolíticos.

Los supercondensadores, también conocidos como condensadores electroquímicos, condensadores de doble capa, condensadores de oro y condensadores de Farah, se desarrollaron entre las décadas de 1970 y 1980 para almacenar energía a través de electrolitos polarizados.

A diferencia de las fuentes de energía químicas tradicionales, es una fuente de energía con propiedades especiales entre los condensadores tradicionales y las baterías. Se basa principalmente en capas dobles y carga de entalpía redox para almacenar energía eléctrica. Sin embargo, no hay reacción química en su proceso de almacenamiento de energía. Este proceso de almacenamiento de energía es reversible, y también se debe a que este supercondensador puede cargar y descargar repetidamente cientos de miles de veces.

Los detalles específicos de la estructura del supercondensador dependen de la aplicación y el uso del supercondensador. Estos materiales pueden variar ligeramente según el fabricante o los requisitos específicos de la aplicación. La característica común de todos los supercondensadores es que contienen un electrodo positivo, un electrodo negativo y un diafragma entre estos dos electrodos. El líquido electrolítico llena los poros de los dos electrodos separados por los dos electrodos y el diafragma.

La estructura del supercondensador está compuesta por materiales de electrodos porosos, fluidos colectores, diafragma de batería poroso y electrolitos con una gran superficie específica. El material del electrodo y el fluido del colector deben estar estrechamente conectados para reducir la resistencia de contacto; El diafragma deberá cumplir las condiciones de conductividad iónica lo más alta posible y conductividad electrónica lo más baja posible, y generalmente es un material aislante electrónico con una estructura de fibra, como una película de polipropileno. El tipo de electrolito se selecciona de acuerdo con las propiedades del material del electrodo.

Los componentes de los supercondensadores pueden variar de un producto a otro. Esto está determinado por la geometría del empaque del supercondensador. Para la colocación de componentes de producto encapsulados prismáticos o cuadrados, la estructura interna se basa en la configuración de los componentes internos, es decir, el colector interno se extruye de la pila de cada electrodo. Estas soldaduras de colector se soldarán al terminal, extendiendo así la ruta de corriente fuera del condensador.

Para productos encapsulados redondos o cilíndricos, el electrodo se corta en rollos. Finalmente, la lámina del electrodo se suelda al terminal para extender el camino de la corriente de capacitancia al exterior.

Su principio básico, al igual que otros tipos de condensadores de doble capa, es utilizar una estructura de doble capa compuesta por electrodos y electrolitos porosos de carbón activado para obtener una capacidad sobredimensionada.

Las ventajas sobresalientes son una alta densidad de potencia, un tiempo de carga y descarga corto, un ciclo de vida prolongado y un amplio rango de temperatura de funcionamiento. Es el tipo de condensador de doble capa más grande que se ha puesto en producción en masa en el mundo.

Según los diferentes mecanismos de almacenamiento de energía, se puede dividir en las siguientes dos categorías:

1, capacitancia de doble capa: se genera en la interfaz electrodo / solución a través de la orientación de electrones o iones para provocar una confrontación de carga. Para un sistema de electrodo / solución, se forma una capa doble en la interfaz de un electrodo conductor electrónico y una solución de electrolito conductor iónico. Cuando se aplica el campo eléctrico a los dos electrodos, el cátodo y el catión en la solución migran a los electrodos positivo y negativo respectivamente, formando una doble capa sobre la superficie del electrodo; Después de que se retira el campo eléctrico, las cargas positivas y negativas del electrodo son atraídas por los iones de carga opuesta en la solución para estabilizar la doble capa y producir una diferencia de potencial relativamente estable entre los polos positivo y negativo. En este momento, para un electrodo, se generará una carga iónica isotrópica equivalente a la carga del electrodo dentro de una cierta distancia (capa de dispersión), de modo que permanecerá eléctricamente neutro; Cuando los dos polos están conectados al circuito externo, la carga del electrodo migra y se genera una corriente en el circuito externo. Los iones de la solución migran a la solución y son eléctricamente neutros. Este es el principio de carga y descarga del condensador de doble capa.

2, cuasi-capacitancia de Faraday: su modelo teórico fue propuesto por primera vez por Conway. Es un espacio bidimensional o cuasi-bidimensional en la superficie del electrodo y cerca de la superficie o fase corporal. el material activo del electrodo se somete a una deposición de bajo potencial, lo que resulta en una desorción química altamente reversible. Acompañando con la reacción Redox, genera capacitancia asociada con el potencial de carga del electrodo. Para los cuasi-condensadores de Faraday, el proceso de almacenamiento de cargas incluye no solo el almacenamiento en la doble capa, sino también las reacciones Redox entre los iones líquidos electrolíticos y las sustancias activas de los electrodos. Cuando los iones en el electrolito (como H +, OH-, K + o Li +) se difunden desde la solución a la interfaz electrodo / solución bajo la acción de un campo eléctrico aplicado, ingresa a la fase corporal del óxido activo en la superficie del electrodo a través de la reacción Redox en la interfaz, lo que permite almacenar una gran cantidad de carga en el electrodo. Cuando se descargan, estos iones que ingresan al óxido serán devueltos al electrolito a través de la reacción inversa de la reacción Redox anterior, y la carga almacenada se libera a través del circuito externo. Este es el mecanismo de carga y descarga de la cuasi capacitancia de Faraday.

(1) La velocidad de carga es rápida y la capacidad de carga puede alcanzar el 95% o más de su capacidad nominal en 10 a 10 minutos;

(2) Larga vida útil de reciclaje, ciclo profundo de carga y descarga de hasta 1 a 500.000 veces, sin "efecto memoria";

(3) Capacidad de descarga de súper corriente, alta eficiencia de conversión de energía, pequeña pérdida de proceso, eficiencia de ciclo de energía de alta corriente ≥ 90%;

(4) Alta densidad de potencia, hasta 300W / KG ~ 5000W / KG, equivalente a 5 a 10 veces la batería;

(5) No hay contaminación en la composición, producción, uso, almacenamiento y desmantelamiento de las materias primas de los productos, y es una fuente de energía ideal verde y respetuosa con el medio ambiente;

(6) La línea de carga y descarga es simple y no se requiere el circuito de carga como una batería recargable. El factor de seguridad es alto y el uso a largo plazo se puede mantener;

(7) Las características de temperatura ultrabaja son buenas y el rango de temperatura es de -40 ° C ~ +70 ° C;

(8) Detección conveniente, la energía restante se puede leer directamente;

(9) El rango de capacidad suele ser 0,1 F-1000F.

ventaja

La capacidad de alcanzar el nivel de Farah en un volumen muy pequeño;

No se requiere circuito de carga especial o circuito de descarga de control;

En comparación con las baterías, la sobrecarga y la descarga excesiva no tienen un impacto negativo en su vida útil;

Desde una perspectiva medioambiental, es una fuente de energía verde;

Los supercondensadores se pueden soldar, por lo que no hay problemas como un contacto débil de la batería;

desventaja

Si se usa incorrectamente, provocará fugas de electrolitos y otros fenómenos;

En comparación con los condensadores electrolíticos de aluminio, tiene una gran resistencia interna y no se puede utilizar para circuitos de CA;

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