슈퍼 커패시터의 작동 원리

문제를 제거하기 위해 도구를 사용해보십시오





이 게시물에서 우리는 슈퍼 커패시터가 무엇인지, 일반 커패시터와 얼마나 유사하거나 다른지, 그것이 사용되는 곳을 이해하고 배터리와 슈퍼 커패시터를 비교하여 어느 것이 더 우수한지 알아볼 것입니다.

일반 커패시터의 기본을 이해합시다.



일반 커패시터의 작동 방식

커패시터는 인터리빙 된 전도성 재료와 유전체 재료 사이에 소량의 정전기 에너지를 저장할 수있는 수동 전자 부품입니다.

이 특성으로 인해 커패시터를 빠른 속도로 충전 및 방전 할 수 있습니다. 모든 전원 공급 장치 회로에서 전압 평활기로 사용합니다.



모든 커패시터에는 작동 온도, 작동 전압 및 일반적으로 수 피코 패럿에서 수천 마이크로 패러 드에 이르는 커패시터 값과 같은 일부 사양이 본체에 코팅되어 있습니다.

소비자 용 전자 제품에서 일반적으로 발견되는 커패시터는 세라믹, 폴리 에스터, 종이 등입니다. 이러한 유형의 커패시터는 일반적으로 몇 피코 패럿에서 마이크로 패럿 미만의 범위에서 낮은 정전 용량을 갖습니다.

정전 용량이 더 높은 것은 전해 식으로 0.1uF에서 수천 마이크로 패럿에 이르는 정전 용량을 갖는다.

전해 콘덴서는 그림과 같이 일부 화학 전해질이 유전체로 적셔지고 한쪽면이 알루미늄 호일로 적신 조직을 추가하여 전하 저장 용량을 증가시킵니다.

슈퍼 커패시터 내부 레이아웃

알루미늄과 티슈 스택은 실린더 형태로 말아 알루미늄 섀시에 보관됩니다. 롤의 직경, 조직의 높이 및 두께는 커패시터의 다양한 매개 변수를 결정합니다.

전해 커패시터는 극성이 있습니다. 즉, 양극과 음극 단자가 있으며 다른 유형의 커패시터 에서처럼 커패시터에 대한 입력 공급 극성을 바꾸지 않아야합니다.

슈퍼 커패시터의 작동 원리

슈퍼 커패시터는 울트라 커패시터 또는 이중층 커패시터라고도합니다. 슈퍼 커패시터는 엄청난 전하 저장 용량을 가지고 있으며 일반적으로 패러 드 단위로 측정됩니다 (마이크로 또는 피코 또는 나노 접두사 없음).

슈퍼 커패시터는 몇 패러 드에서 수천 패러 드까지 다양합니다. 일반 커패시터와 달리 슈퍼 커패시터는 작동 전압이 낮으며 일반적으로 2.5V ~ 2.7V입니다.

커패시터 뱅크의 처리량을 높이기 위해 직렬 및 병렬 구성으로 연결됩니다.
슈퍼 커패시터는 차량의 즉각적인 회생 제동을 위해 배터리가 주어진 작업을 효율적으로 처리 할 수없는 곳에 사용됩니다. 운동 에너지는 전기 에너지로 변환되어 잠시 저장되어 차량 가속에 재사용됩니다.

이 메커니즘은 차량의 전반적인 효율성을 향상시킵니다. 그러나 배터리 만 사용하면 에너지 캡처가 효율적이지 않습니다. 많은 자동차 제조업체가 배터리와 함께 슈퍼 커패시터를 실험하고 있으며 시스템의 전반적인 효율성을 개선 한 것으로 알려졌습니다.

슈퍼 커패시터는 배터리에 비해 충전 및 방전주기가 더 좋습니다. 스마트 폰에서 볼 수있는 일반적인 리튬 이온 배터리의 충전 및 방전주기는 약 1000 회이며 슈퍼 커패시터는 1 백만 회 이상의 충전 및 방전주기를가집니다.

배터리가 일정 시간 동안 특정 전압 이하로 방전되면 배터리의 유효 용량이 저하됩니다. 슈퍼 커패시터에는 이러한 제한이 없으므로 0 볼트까지 갈 수 있습니다.

그러나 1 년 정도의 시간 동안 충전하지 않고 커패시터를두면 커패시터 플레이트 사이의 화학 반응으로 인해 충전 유지 용량이 저하 될 수 있습니다.

슈퍼 커패시터의 구성 :

슈퍼 커패시터의 구조는 기본적으로 일반 커패시터와 동일하지만 사용되는 재료의 종류가 다르며 에너지 저장 용량을 높이기 위해 몇 가지 방법이 사용됩니다.

슈퍼 커패시터는 전해질에 담근 분리기의 양쪽에 전도성 플레이트를 가지고 있으며 분리기는 플라스틱이나 탄소 또는 종이로 만든 매우 얇은 유전체 물질입니다.

분리막은 일반 커패시터에 비해 매우 얇게 제작되어 플레이트 간의 이온 전달 효율을 높입니다.

슈퍼 커패시터는 때때로 이중층이라고도합니다. 이것은 그림과 같이 양쪽의 플레이트가 충전되면 분리기의 양쪽에서 충전을 생성하기 때문입니다.

슈퍼 커패시터의 작동 원리

지금 쯤이면 슈퍼 커패시터와 그 기본 기능에 대한 아이디어를 갖게 될 것입니다.

배터리 대 슈퍼 커패시터 :

배터리와 슈퍼 캡의 에너지 밀도와 무게를 비교해 보겠습니다.

리튬 이온 및 리튬 폴리머는 상업적으로 이용 가능한 다른 배터리 기술에 비해 에너지 밀도가 가장 높습니다. 이것이 우리의 스마트 폰 및 기타 휴대용 전자 제품이 리튬 이온 / 폴리머로 제작 된 이유입니다.

슈퍼 캡의 에너지 밀도는 리튬 배터리에 비해 매우 낮기 때문에 휴대가 불가능한 장치에만 이상적입니다.

슈퍼 캡은 급속 충전 및 방전에 매우 뛰어납니다. 이는 모든 종류의 배터리에서 내부 저항이 더 높기 때문에 배터리로는 달성 할 수 없습니다.

안전한 전류 제한을 초과하여 배터리를 방전하려고하면 배터리가 손상 될 수 있습니다. 이는 배터리가 내부 저항을 가지고 있고 열을 발생시키기 때문입니다. 생성 된 열 에너지는 배터리 용량에 돌이킬 수없는 손상을 일으키기에 충분합니다.

슈퍼 캡에서 내부 저항은 매우 작으며 고전류를 제공하도록 설계된 일부 자동차 배터리의 내부 저항보다 작습니다. 열로 인해 슈퍼 커패시터가 손상 될 가능성은 매우 낮습니다.

배터리는 매우 오랜 시간 동안 충전을 유지할 수 있지만 슈퍼 캡의 경우 자체 방전이 문제이며 장기간 에너지를 저장하는 데 적합하지 않습니다.

이제 결론 시간,

그래서 그들 중 어느 것이 우월합니까? 아마도 그들 중 누구도 서로 우월하지 않을 것입니다. 배터리는 휴대 성이 뛰어나지 만 슈퍼 캡은 충전 및 방전 속도가 매우 높습니다. 하루가 끝나면 우리가 사용하는 응용 프로그램에 따라 다르며 가장 적합한 것을 결정합니다.

기술의 급속한 발전으로 인해 언젠가 슈퍼 커패시터가 배터리를 대체 할 것이라고 의견란에 알려주십시오.




Previous : 신호음 비율이 증가하는 부저 다음 : SG3525 풀 브리지 인버터 회로