אַבסטראַקט
GMCC האט מצליח געווען צו אנטוויקלען אן אינאוואטיווע 5000F אולטראקאפאסיטאר מיט העכערע ענערגיע געדיכטקייט (>10 Wh/kg) אין 60138 סטאנדארט גרייס, וואס קען אנבאטן הויכע מאכט געדיכטקייט, כמעט אינסטאנטע אויפלאדונג און אויסלאדונג, הויכע פארלעסלעכקייט, עקסטרעמע טעמפעראטור טאלעראנץ, און א סערוויס לעבן פון איבער 1,000,000 אויפלאדונג-אויסלאדונג ציקלען סיימאלטאניש. די GMCC 5000F צעל קען שטארק פארבעסערן די אינערציע שטיצע און די מעגלעכקייט פון ערשטיקע פרעקווענץ מאדולאציע פארן מאכט גריד, און פארבעסערן די פערפארמאנס פון עקוויפמענט אין נעץ. דערווייל, די GMCC 5000F צעל קען באפרידיקן הילפס-נידעריגע טעמפעראטור קאלט-שטארט, מאכט שטיצע, ענערגיע-אויסוואכונג, דראט-קאנטראלירטע נידעריגע וואלטאזש מאכט צושטעל פאר אויטאמאטיוו און אנדערע מאכט אפליקאציעס.
הקדמה
אולטראקאפאסיטארן, אלס א העכסט פארלעסלעכע מאכט-מקור וואס גיט הויכע שטראם אין א קורצער צייט, האבן היינטצוטאג געצויגן מער און מער אויפמערקזאמקייט. מיט דער מער און מער גלאבאלער עלעקטריפיקאציע, זענען געמאכט געווארן ריזיגע אנשטרענגונגען צו פארבעסערן ענערגיע און מאכט געדיכטקייט, קוואליטעט, זיכערהייט, און רעדוצירן די קאסטן פון ענערגיע סטאָרידזש דעווייסעס. אולטראקאפאסיטארן ווערן מער און מער אנגענומען אלס ענערגיע סטאָרידזש סיסטעמען וואס ערמעגליכן אויטאמאטיוו אפליקאציעס ווי פארגעשריטענע דרייווינג אסיסטענס (ADAS), אינאוואטיווע סוספענשאַן און אנטי-ראל באר סיסטעמען, און פארגעשריטענע נויטפאל ברעיקינג סיסטעמען (AEBS), א.א.וו. אין דער נאנטער צוקונפט, אין ליכט פון גרויס-מאסשטאב ענערגיע גריד פארבינדונג פון ריינע ענערגיע ווי פאטאוואטאליק און ווינט מאכט, ווערט ערווארטעט אז אולטראקאפאסיטארן וועלן אנפירן א פארשנעלטע אנטוויקלונג אין נייע מאכט סיסטעמען, ווי מאכט גריד פרעקווענץ מאדולאציע.
פיג. 1 GMCC 2.7V 5000F EDLC צעל
5000F אולטראַקאַפּסיטאָר טעכנאָלאָגיע
איצט איז די מאקסימום קאפאציטאנץ פון דער צעל אין דער סופערקאפאציטאר אינדוסטריע נאר 3000F, און ווייל די ספעציפישע אויבערפלאך שטח פון אקטיווירטן קוילן אין די פאזיטיווע און נעגאטיווע עלעקטראדן איז ווייט פון עפעקטיוו אויסגעניצט ווערן, איז די איצטיגע עפעקטיווע אויסניצ ראטע נאר בערך 10%. אויב די ענערגיע געדיכטקייט פלעשל און לימיטאציעס פון אולטראקאפאציטארן ווערן צעבראכן, מוזן געמאַכט ווערן עטלעכע יסודות'דיגע חידושים און קארעקציעס פון דער מאטעריאל סטרוקטור, פעסט-פליסיק אינטערפייס, און עלעקטראכעמישער סיסטעם.
GMCC האט דורכגעפירט א מולטי-דימענסיאנעלע קאמפרעהענסיווע טעכנישע אפטימיזאציע, אריינגערעכנט מאלעקולארע/יאנישע סקאלע, מאטעריאל מיקרא און נאנא סטרוקטור סקאלע, מאטעריאל מיקרא סאליד-פליסיק אינטערפייס סקאלע, מאטעריאל פארטיקל סקאלע, הויך-קאפאציטאנץ עלעקטראכעמישע סיסטעם אנטוויקלונג, צעל סטרוקטור דיזיין, א.א.וו. ערשטנס, די פארע סטרוקטור און אייבערפלאך אייגנשאפטן פון קוילן מאטעריאלן זענען טיף אנאליזירט און אפטימיזירט געווארן, און די קוילן מאטעריאל איז ספעציפיש דיזיינט מיט אן אינטערדעפרענעטירנדיקע כייערארכישע פארעזע סטרוקטור (מיקראפארן, מעזאפארן, און מאקראפארן זענען קעגנצייַטיג נישט געשטערט). צווייטנס, שליסל אינדיקאטארן ווי יאָן גרייס, יאָן טעטיקייט, סאָלוואַציע עפעקט, וויסקאָסיטי פון די עלעקטראָליט זענען קאמפרעהענסיוו באטראכט געווארן. באזירט אויף די מעטשינג שטודיע פון מאַטעריאַל/עלעקטראָליט סאליד-פליסיק אינטערפייס, די ספּעציפֿישע אייבערפלאך שטח פון אַקטיווירט קוילן איז גאָר אויסגענוצט צו די מאַקסימום מאָס, און די סומע און פיייקייט פון אייבערפלאך אַדסאָרבעד אָפּצאָל זענען שטארק פֿאַרבעסערט. דריטנס, די ספּעציעלע סעפּאַראַטאָר איז געמאכט פון קאָמפּאָסיט פיברע מאַטעריאַל, און האט די אייגנשאפטן פון הויך שטאַרקייט, הויך פּאָראָסיטי און הויך פליסיק אַבזאָרפּשאַן פיייקייט. דערנאָך די ניט-פּאַלוטינג טרוקן עלעקטראָד פּראָצעס איז אנגענומען צו שטארק פֿאַרבעסערן די קאָמפּאַקשאַן געדיכטקייט פון די עלעקטראָד. דערווייל, מאכט עס אויך אז די צעל האט בעסערע וויבראציע קעגנשטאנד און לעבנס-פארשטעלונג, און דער קלעפּיקער פיבראזיס פראצעס קלעבט זיך צו און ווינדט זיך אויף דער אויבערפלאך פון די מאטעריאל פארטיקלען צו פארמירן א "קעידזש" סטרוקטור, וואס ערמעגליכט די אדסארפציע פון די עלעקטראליט און די טראנסמיסיע פון יאנען. צום סוף, GMCC אדאפטירט דעם אל-טאב, אל-לאזער וועַלדינג טעכנאלאגיע פראצעס, און די באקומענע צעל איז א מעטאלורגישע שווער-פארבונדענע סטרוקטור מיט נידריגע אָהמישע קאנטאקט קעגנשטאנד און אויסגעצייכנטע וויבראציע קעגנשטאנד, וואס טרעפט די באדערפענישן פון די אויטאמאטיוו גראד AECQ200 סטאנדארט.
| עלעקטרישע ספּעציפֿיקאַציעס | |
| Tטיפּ | C60W-2R7-5000 |
| ראַטעד וואָולטידזשװR | 2.7V |
| סורדזש וואָולטידזשVS1 | 2.85V |
| ראַטעד קאַפּאַסיטאַנס C2 | 5000 פ |
| קאַפּאַסיטאַנס טאָלעראַנץ3 | -0%/+20% |
| ESR2 | ≤0.25מΩ |
| ליקאַדזש קראַנטאיךL4 | <9 mA |
| זעלבסט-אויסלאזונג ראטע 5 | <20% |
| מאַקס קאָנסטאַנט קראַנט IMCC(Δט = 15°C)6 | 136A |
| מאַקס קראַנטIמאַקס7 | 3.0 קA |
| קורץ קראַנטאיךS8 | 10.8 קאַלאַ |
| אויפגעהיט ענערגיעע9 | 5.1 וואַה |
| ענערגיע געדיכטקייטעd 10 | 9.9 וואט/קג |
| נוצלעכע מאַכט געדיכטקייטPd11 | 6.8 קוו/קג |
| צוגעפּאַסטע ימפּידאַנס מאַכטPדמאַקס12 | 14.2קוו/קג |
טאב. 1 GMCC 2.7V 5000F EDLC צעל גרונטלעכע עלעקטרישע ספעציפיקאציע
כּדי צו ספּעציפֿיצירן אַן אולטראַקאַפּאַסיטאָר מיט אַ ראַטעד וואָולטאַזש, מוז די צעל מקיים זיין געוויסע באַדינגונגען. אַ סטאַנדאַרט איז געגרינדעט געוואָרן אין דער אינדוסטריע איבער די לעצטע יאָרן. ווען געהאַלטן ביי דער מאַקסימום אַפּערייטינג טעמפּעראַטור (65oC פֿאַר רובֿ אולטראַקאַפּאַסיטאָרן) און ראַטעד וואָולטאַזש, מוז די צעל דערגרייכן אַ דעפינירט לעבן בשעת זי בלייבט אין די דעפינירט סוף-פון-לעבן קריטעריאַ. די לעבן איז באַשטימט צו 1500 שעה פֿאַר רובֿ אולטראַקאַפּאַסיטאָר פאַבריקאַנטן און די סוף-פון-לעבן קריטעריאַ זענען ווייניקער ווי 20% נאָמינאַל קאַפּאַסיטאַנס אָנווער און אַ מאַקסימום פאַרגרעסערונג פון 100% פון די ספּעציפֿיצירט ESR ווערט. פיג. 2 ווייזט אַז GMCC 5000F אולטראַקאַפּאַסיטאָר קען מקיים זיין די באַדינגונגען.
פיג. 2 קאַפּאַסיטאַנס (לינקע קורווע) און ESR (רעכטע קורווע) עוואָלוציע פון GMCC 5000F אולטראַקאַפּאַסיטאָר געהאלטן ביי אַ טעמפּעראַטור פון 65 oC און וואָולטאַזש פון 2.7V.
די צוקונפט
מיר גלויבן אז ציל-אריענטירטע, אינטענסיווע פארשונג און אנטוויקלונג אקטיוויטעטן וועלן אונז ערמעגליכן צו ווייטער פארבעסערן די אלגעמיינע צעל פאָרשטעלונג, ספּעציעל די צעל וואָולטידזש. באַזירט אויף די איצטיקע לאַבאָראַטאָריע רעזולטאַטן, ערוואַרטן מיר אַז דער ווייַטער צעל וואָולטידזש מדרגה וועט פּאַסירן אין דער נאָענטער צוקונפֿט. דאָס וועט אונז ערמעגליכן צו פאַרגרעסערן די ענערגיע און מאַכט געדיכטקייט פון GMCC אולטראַקאַפּאַסיטאָרס און אַזוי האַלטן דעם גאַנג צו שטענדיק קלענערע און שטאַרקערע ענערגיע סטאָרידזש סאַלושאַנז.
פּאָסט צייט: 9טן אָקטאָבער 2023