Abstrakt
GMCC hat mei súkses in ynnovative 5000F ultrakondensator ûntwikkele mei hegere enerzjytichtens (> 10 Wh/kg) yn 60138 standertgrutte, dy't in hege krêfttichtens, hast direkt laden en ûntladen, hege betrouberens, ekstreme temperatuertolerânsje en in libbensdoer fan mear as 1.000.000 tagelyk oplaad- en ûntladingssyklusen kin biede. De GMCC 5000F-sel kin de traachheidsstipe en it fermogen fan primêre frekwinsjemodulaasje foar it stroomnet sterk ferbetterje, en de prestaasjes fan apparatuer yn it netwurk ferbetterje. Underwilens kin de GMCC 5000F-sel foldwaan oan helptiidwurden foar kâldstart by lege temperatuer, stroomstipe, enerzjyherstel, triedkontroleare leechspanningsstroomfoarsjenning foar auto's en oare stroomtapassingen.
Ynlieding
Ultrakondensatoren, as in tige betroubere stroomboarne dy't yn in koarte perioade hege stroom leveret, hawwe tsjintwurdich hieltyd mear omtinken krigen. Mei de hieltyd mear wrâldwide elektrifikaasje binne enoarme ynspanningen dien om enerzjy- en stroomtichtens, kwaliteit, feiligens en de kosten fan enerzjyopslachapparaten te ferbetterjen. Ultrakondensatoren wurde hieltyd mear akseptearre as enerzjyopslachsystemen dy't auto-tapassingen mooglik meitsje, lykas avansearre rydassistinsje (ADAS), ynnovative ophingings- en anti-rolstangsystemen, en avansearre needremsystemen (AEBS), ensfh. Yn 'e neie takomst, mei it each op grutskalige ferbining fan skjinne enerzjy oan it enerzjynet, lykas fotovoltaïsche en wynenerzjy, wurdt ferwachte dat ultrakondensatoren sille liede ta fersnelde ûntwikkeling fan nije stroomsystemen, lykas frekwinsjemodulaasje fan it stroomnet.
Fig. 1 GMCC 2.7V 5000F EDLC-sel
5000F Ultrakondensatortechnology
Op it stuit is de maksimale kapasitans fan 'e sel yn' e superkondensatoryndustry mar 3000F, en om't it spesifike oerflak fan aktivearre koalstof yn 'e positive en negative elektroden fier fan effektyf brûkt wurdt, is it hjoeddeistige effektive gebrûksnivo mar sawat 10%. As de enerzjytichtensflessenhals en beheiningen fan ultrakondensatoren brutsen wurde, moatte der wat fûnemintele ynnovaasjes en oanpassingen makke wurde oan 'e materiaalstruktuer, fêste-floeistof-ynterface en elektrogemysk systeem.
GMCC hat multidimensionale wiidweidige technyske optimalisaasje útfierd, wêrby't molekulêre/ionyske skaal, materiaal mikro- en nanostruktuerskaal, materiaal mikro fêste-floeistof ynterface skaal, materiaal dieltsje skaal, ûntwikkeling fan elektrochemyske systemen mei hege kapasiteit, selstruktuer ûntwerp, ensfh. belutsen binne. Earst binne de poarestruktuer en oerflakkarakteristiken fan koalstofmaterialen djip analysearre en optimalisearre, en it koalstofmateriaal is spesifyk ûntworpen mei in ynterpenetrearjende hiërargyske poreuze struktuer (mikropoaren, mesopoaren en makropoaren binne ûnderling ûnbehindere). Twadder binne wichtige yndikatoaren lykas iongrutte, ionaktiviteit, solvataasje-effekt, viskositeit fan 'e elektrolyt wiidweidich beskôge. Op basis fan 'e oerienkomststúdzje fan materiaal/elektrolyt fêste-floeistof ynterface, wurdt it spesifike oerflak fan aktivearre koalstof folslein brûkt, en de hoemannichte en it fermogen fan oerflak adsorbearre lading binne sterk ferbettere. Tredde, de spesjale skieder is makke fan gearstald fezelmateriaal, en hat de skaaimerken fan hege sterkte, hege porositeit en hege floeistofabsorpsjefermogen. Dêrnei wurdt it net-fersmoargjende droege elektrodeproses oannaam om de komprimearringstichtens fan 'e elektrode sterk te ferbetterjen. Underwilens soarget it ek foar in bettere trillingsresistinsje en libbensduur fan 'e sel, en it adhesive fibroseproses hechtet him oan en wikkelt him op it oerflak fan 'e materiaaldieltsjes om in "koai"-struktuer te foarmjen, wat de adsorpsje fan 'e elektrolyt en de oerdracht fan ioanen fasilitearret. Uteinlik brûkt GMCC it all-tab, all-laser lastechnologyproses, en de krigen sel is in metallurgyske hurd ferbûne struktuer mei lege ohmske kontaktresistinsje en poerbêste trillingsresistinsje, dy't foldocht oan 'e easken fan' e automotive grade AECQ200 standert.
| ELEKTRISKE SPESIFIKAASJES | |
| Ttyp | C60W-2R7-5000 |
| Nominale spanningVR | 2.7V |
| SpanningsoerspanningVS1 | 2.85V |
| Nominale kapasitânsje C2 | 5000 F |
| Kapasitânsje Tolerânsje3 | -0%/+20% |
| ESR2 | ≤0.25mΩ |
| LekstroomikL4 | <9 mA |
| Selsûntladingsrate 5 | <20% |
| Maks. Konstante Stroom IMCC(ΔT = 15°C)6 | 136A |
| Maks. stroomIMaks7 | 3.0 kA |
| Koarte stroomikS8 | 10,8 kA |
| Opslein EnerzjyE9 | 5.1 Wh |
| EnerzjydichtheidEd 10 | 9,9 Wh/kg |
| Brûkbere krêftdichtheidPd11 | 6,8 kW/kg |
| Oerienkommende impedânsjekrêftPdMax12 | 14.2kW/kg |
Tab. 1 GMCC 2.7V 5000F EDLC-sel basis elektryske spesifikaasje
Om in ultrakondensator mei in nominale spanning te spesifisearjen, moat de sel oan bepaalde betingsten foldwaan. Yn 'e rin fan' e ôfrûne jierren is in standert yn 'e yndustry fêststeld. As de sel op 'e maksimale wurktemperatuer (65 °C foar de measte ultrakondensatoren) en nominale spanning hâlden wurdt, moat se in definieare libbensdoer berikke, wylst se binnen de definieare kritearia foar it ein fan 'e libbensdoer bliuwt. De libbensdoer is ynsteld op 1500 oeren foar de measte fabrikanten fan ultrakondensatoren en de kritearia foar it ein fan 'e libbensdoer binne minder as 20% nominaal kapasitansferlies en in maksimale tanimming fan 100% fan' e oantsjutte ESR-wearde. Fig. 2 lit sjen dat de GMCC 5000F ultrakondensator oan dizze betingsten kin foldwaan.
Fig. 2 Evolúsje fan kapasitânsje (linkerkromme) en ESR (rjochterkromme) fan 'e GMCC 5000F ultrakondensator hâlden op in temperatuer fan 65 oC en in spanning fan 2.7V.
De takomst
Wy leauwe dat doelgerichte, yntinsive R&D-aktiviteiten ús yn steat stelle sille om de algemiene selprestaasjes fierder te ferbetterjen, benammen de selspanning. Op basis fan hjoeddeistige laboratoariumresultaten ferwachtsje wy dat it folgjende selspanningsnivo yn 'e foarseibere takomst sil foarkomme. Dit sil ús yn steat stelle om de enerzjy- en krêfttichtens fan GMCC-ultrakapasitoaren te ferheegjen en sa by te hâlden mei de trend nei hieltyd lytsere en krêftiger enerzjyopslachoplossingen.
Pleatsingstiid: 9 oktober 2023