Ionistor (суперкондензатор, ултракондензатори, електрохимична двуслоен кондензатор) - електрохимично устройство, кондензатор с органична или неорганична електролитни "плаки", която служи като електрически двоен слой на електрода и електролита.
Един първи кондензатор с двоен слой от порьозни въглеродни електроди е патентован през 1957 г. от General Electric.
Тъй че точният механизъм по време на път, не е ясно, се приема, че енергията се съхранява в порите на електродите, което води до образуването на "много висок капацитет за съхранение на заплащане."
По-късно, през 1966 г. фирма Standard Oil на Охайо, Кливланд (SOHIO), САЩ патентована елемент, който съхранява енергия в двоен слой.
Сблъсквайки се с факта на обема на продажбите през 1971 г. малък SOHIO преминали NEC лицензирана фирма, която успя успешно да популяризира продукта на пазара под името «суперкондензатор» (суперкондензатор). Panasonic компания освободен през 1978 г. на пазара «Gold кондензатор» на ( «Gold Cap») «Golden кондензатор", която работи на същия принцип.
Тези кондензатори имат относително висока вътрешно съпротивление, което ограничава енергията на удара, така че тези кондензатори се използват само като батерия за съхранение на SRAM.
Първите електрически двуслойни кондензатори с ниско вътрешно съпротивление за ползване от PRI са разработени в мощни вериги през 1982. На пазара, тези суперкондензатори появяват под името «PRI ултракондензатори».
1) В идеалния случай поляризиран суперкондензатор с въглеродните електроди ( "идеален" ionistor, йон кондензатор). Да не се използва електрохимичните реакции действат чрез йонен транспорт между електродите. Някои изпълнения на електролита: 30% воден разтвор на КОН; 38% H 2SO 4 воден разтвор; органични електролити [3].
2) електрически двуслойни кондензатори с поляризиран въглероден електрод е идеално nonpolarizable и слабо поляризиращи или катод или анод ( "хибридни" електрически двуслойни кондензатори). В един електрод електрохимична реакция настъпва. Варианти: Ag (-) и твърдият електролит RbAg4 i5; 30% воден разтвор на КОН и NiOOH (+) [3]
3) Psevdokondensatory - ionistory използване обратими електрохимичните процеси на повърхността на електрода. Имат високо специфичен капацитет. Електрохимично схема: (-) Ni (Н) / воден 30% KOH / NiOOH (+); (-) С (N) / 38% воден разтвор на H 2SO 4 / PbSO4 (RbO2) (+) [3].
ionistory разлика кондензатор се крие във факта, че между електродите имат специален диелектричен слой. Вместо електроди в суперкондензатори, изработени от вещества, които имат противоположни видове носители на заряд.
Както е известно, капацитет на кондензатор зависи от областта на електроди: колкото по-голям е, по-капацитет. Следователно, суперкондензатор електроди често от разпенен въглерод или активен въглен. Благодарение на този прием е възможно да се получи голяма площ от оригиналните "плочи". Електродите са разделени от разделител и всички, които са в електролита. Сепараторът се изисква само за защита на електродите от късо съединение. Електролита се извършва въз основа на разтвори на киселини и основи и е кристална и твърдо вещество.
Например, при използване на кристален твърд електролит въз основа на рубидий, сребро и йод (RbAg4 I5) да създадете суперкондензатори с нисък саморазряд, висок капацитет и да издържат на ниски температури. Също така е възможно да се произвеждат на базата суперкондензатор електролитни разтвори на киселини, такива като H 2SO 4. Тези електрически двуслойни кондензатори имат ниско вътрешно съпротивление, но също и ниско работно напрежение от около 1 V. Напоследък почти не електрически двуслойни кондензатори на електролити, базирани на основи и киселини произвеждат като такива ionistory съдържа токсични вещества.
В резултат на електрохимически реакции, малко количество от електрони отделя от електродите. Когато електродите са положително заредени. Отрицателните йони, които са разположени в електролита са привлечени от електродите, които са положително заредени. В резултат на този процес, и формира електрически слой.
Зарядът се съхранява в електрически двуслойни кондензатори на границата на въглерод и секцията електролит електрод. Дебелина електрически слой, който се образува от аниони и катиони понякога е много малка стойност, равна на 1 ... 5 нанометра (нанометра). Както е известно, с намаляване на разстоянието между плочите увеличава капацитет.
Основните положителни качества на суперкондензатори могат да включват:
· Малката заряд и разряд време. Чрез този ionistor може бързо да се зарежда и употреба, а след това, колко време се отделя за заряда на батериите;
· Броят на циклите на зареждане / разреждане - над 100 000;
• Не изисква поддръжка;
· Ниско тегло и размери;
· В комплекс такса не е необходимо зарядни устройства;
· Работи в широк температурен диапазон (-40 ... + 70 0 С). При температура 70 0 С в продължение на ionistor обикновено унищожени;
· Дълъг живот на експлоатация.
· Специфичната енергия по-малко от традиционните източници (5-12 Wh / кг 200 Wh / кг за литиево-йонна батерия).
· Напрежението зависи от състоянието на заряд.
· Възможност за изгаряне на вътрешни контакти по време на късо съединение.
· Голяма вътрешно съпротивление в сравнение с конвенционалните кондензатори (100 10 ома на ionistory 1 F W 5.5 V).
· Значително по-висока в сравнение с батерии, самостоятелно отговорност: около 1 УО при електрически двуслойни кондензатори 2 F Н 2,5 [3].
За да увеличите работното напрежение на електрически двуслойни кондензатори, свързани в серия, както и при свързване на батерията. Въпреки това, за надеждна работа на съставните електрически двуслойни кондензатори нужда всеки един ionistor шунт. Това се прави, за да се изравнят на напрежението върху всяка отделна суперкондензатори. Това се дължи на факта, че параметрите на индивида суперкондензатори различни. Токът, който протича през резистор изравняване трябва да е няколко пъти по-голям от тока на утечка (саморазреждане) електрически двуслойни кондензатори. Стойността на саморазреждане ток при ниска мощност е десетки microampere суперкондензатори.
Важно е да се помни, че ionistor - полярна компонент. Ето защо, когато е свързан към веригата трябва да коригирате полярност.
В допълнение, трябва да се избегне късо съединение електрически двуслойни кондензатори терминали. Въпреки ionistory доста устойчив на късо съединение, тя може да доведе до прекомерно повишаване на температурата над максимума, поради ефекта на Джаул, и това ще доведе до повреда на електрически двуслойни кондензатори.
Ionistory работа глоба в DC и пулсиращ ток вериги. Въпреки това, в случая на поток през ionistor висока честота пулсиращ ток може да се нагрява поради високото вътрешно съпротивление при високи честоти. Както вече бе споменато, увеличението на температурата електрод над максимално допустимото ionistory води до влошаване му.
Документацията за ionistor обикновено показва стойността на неговото вътрешно съпротивление при 1 кХц. Например, за суперкондензатор капацитет DB-5R5D105T на 1 фарад вътрешно съпротивление при 1 кХц sostavlet 30SCH. Също така, има електрически двуслойни кондензатори с още по-ниска вътрешно съпротивление. Те са означени като ниско съпротивление или Low ESR. Тези електрически двуслойни кондензатори се таксуват по-бързо.
За DC вътрешно съпротивление на електрически двуслойни кондензатори е малък и милиома единичните - десетки ома.
Определяне Схема ionistory
ionister енергия кондензатор електрод
Диаграмите ionistor също по-нататък електролитни кондензатори.
Определи, че е показано на Схема ionistor може значение номинални параметри. Ако близост до символа е посочено, например, 1F * 5,5 V, то ionistor. Както е известно, капацитетът на електролитни кондензатори от 1 фарад не съществува, и ако има, то размерът на неговата партида. Също така хваща окото номинално напрежение 5,5 V. Както вече споменахме, електрически двуслойни кондензатори не са предназначени за високо работно напрежение по принцип.