Предположим, у меня есть устройство, которое использует суперконденсатор.
Сколько времени займет износ суперконденсатора, чтобы он нуждался в замене?
Насколько долговечен суперконденсатор?
Ответы:
обзор
В целом срок службы конденсаторов (включая суперконденсаторы) зависит от трех факторов:
- Жизнь электролита
- Снижение напряжения
- Рассеяние температуры / мощности
Если вы хотите, чтобы конденсатор работал долго, ограничьте приложенное напряжение, сохраняйте его холодным и ограничьте выходной ток. Все это должно быть в спецификации вашего конденсатора.
Жизнь электролита
Если конденсатор, скажем, керамический или танталовый, электролит является твердым, и крышка практически никогда не испортится. Если это электролит, то он содержит жидкость, которая испарится и в конечном итоге приведет к выходу крышки из строя. В электролитическом двухслойном суперконденсаторе электролит представляет собой комбинацию жидкости и активированного угля, поэтому он слегка уязвим для испарения.
Снижение напряжения
Однако более важным является снижение напряжения на конденсаторе. Если напряжение сгорает при первом использовании, вам не нужно беспокоиться об испарении. Конденсатор представляет собой тщательно сконструированное устройство, которое разделяет две проводящие пленки тонким тонким слоем изолирующего материала по широкой области (сложенной или свернутой в упаковку). Уменьшите разделение, и вы получите более высокую емкость с той же площадью. Это тонкое разделение уязвимо для высоких напряжений; именно поэтому конденсаторы имеют определенные максимумы напряжения, часто напечатанные на корпусе. В суперкапах этот барьер часто имеет толщину всего в несколько нанометров, и диэлектрик не будет изолировать высокие напряжения на этом коротком расстоянии.
Использование крышки при максимальном напряжении приведет к более быстрому выходу из строя, чем при более низком напряжении, этот компромисс известен как кривая снижения характеристик. Он должен быть доступен у вашего производителя конденсаторов.
Рассеяние температуры / мощности
На конденсатор отрицательно влияет тепло. Это приводит к более быстрому испарению электролита, ослаблению диэлектрика и повреждению тонких проводящих элементов в конденсаторе. Следует учитывать как воздействие окружающей среды на тепло, так и самонагрев. Если конденсатор разряжается очень быстро, малое сопротивление фольги и выводов будет несущественным по сравнению с квадратом тока.
Это все хорошо, но могу ли я привести какие-либо цитаты о том, как долго это может продолжаться при некоторых разумных условиях? Например, «от 15 до 20 лет, если вы делаете это правильно, и до одного года, если вы жестоко злоупотребляете этим»?
—
sharptooth
Тысячи лет, если вы храните его в герметичном хранилище и не используете его, миллисекунды, если вы подключаете его к высоковольтной линии электропередачи на поверхности солнца. Я предполагаю, что вы хотите использовать их для питания автомобиля , вам нужно будет использовать цифры для этого с указанными вами конденсаторами, количеством в последовательном и параллельном потреблением двигателя, рабочей температурой и т. Д.
—
Кевин Вермеер,
Каждый конденсатор имеет разные характеристики. Вы должны проверить технические данные вашего конденсатора, чтобы выяснить, когда он нуждается в замене.
Характеристики вашего конденсатора будут меняться со временем при определенных условиях. Обычно (супер) конденсаторы имеют параметр, который называется выносливость / срок службы нагрузки (в часах) или жизненный цикл (в циклах). Пример того, что вы можете найти в таблице данных:
После 1000 часов подачи 5,5 В постоянного тока при + 85 ° C конденсатор должен соответствовать следующим ограничениям:
Изменение емкости : ± 30% от начального измеренного значения
Внутреннее сопротивление : <4 раза от начального указанного значения
Таким образом, в случае выше, вы можете решить, подходит ли изменение ± 30% начальной емкости для вашего приложения. Если нет, вы должны заменить конденсатор после 1000 часов работы в этих условиях.
Очень хорошая ссылка здесь
Который включает в себя комментарий:
- Срок службы суперконденсаторов PowerStor выше, чем у вторичных батарей, но срок их службы не бесконечен. Основной режим отказа по окончании срока службы для суперконденсатора - это увеличение эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) и / или уменьшение емкости. Фактические критерии окончания срока службы зависят от требований приложения. Длительное воздействие повышенных температур, высокого приложенного напряжения и чрезмерного тока приведет к увеличению ESR и снижению емкости. Уменьшение этих параметров продлит срок службы суперконденсатора. Как правило, цилиндрические суперконденсаторы имеют конструкцию, аналогичную электролитическим конденсаторам, с жидким электролитом внутри алюминиевой банки, закрытой резиновой пробкой. В течение многих лет суперконденсатор высыхает, подобно электролитическому конденсатору, вызывая высокое СОЭ и, в конечном итоге, срок службы.
Вот диаграмма из вышеприведенной ссылки, на которой изображены различные эффекты.
«Ключ» не имеет полного смысла. Существенное влияние напряжения на срок службы стоит отметить.
Эта ссылка о старении суперкап - не сразу очевидна.
Похоже, это середина более широкой дискуссии.
Стоящий.
Некоторые связанные обсуждения здесь