Laburpena
GMCC-k 5000F-ko ultrakondentsadore berritzaile bat garatu du arrakastaz, energia-dentsitate handiagoarekin (>10 Wh/kg), 60138 tamaina estandarrean, potentzia-dentsitate handia, ia berehalako kargatzea eta deskargatzea, fidagarritasun handia, tenperatura-tolerantzia muturrekoa eta 1.000.000 karga-deskarga ziklo baino gehiagoko zerbitzu-bizitza eskaintzen dituena. GMCC 5000F zelulak inertzia-euskarria eta sare elektrikoaren maiztasun-modulazio primarioaren gaitasuna asko hobetu ditzake, eta sareko ekipamenduen errendimendua hobetu. Bitartean, GMCC 5000F zelulak tenperatura baxuko abiarazte hotzeko laguntzaile, potentzia-euskarri, energia berreskuratzeko, hari bidez kontrolatutako tentsio baxuko potentzia-hornidura ase dezake automobilgintzarako eta beste potentzia-aplikazio batzuetarako.
Sarrera
Ultrakondentsadoreak, denbora gutxian korronte handia ematen duen energia-iturri oso fidagarri gisa, gero eta arreta handiagoa erakarri dute gaur egun. Mundu mailako elektrifikazio gero eta handiagoarekin, ahalegin handiak egin dira energia- eta potentzia-dentsitatea, kalitatea eta segurtasuna hobetzeko eta energia biltegiratzeko gailuen kostua murrizteko. Ultrakondentsadoreak gero eta gehiago onartzen dira energia biltegiratzeko sistemetarako, automobilgintzako aplikazioak ahalbidetuz, hala nola gidatzeko laguntza aurreratua (ADAS), esekidura eta arrastatzearen aurkako barra sistema berritzaileak eta larrialdiko balazta-sistema aurreratua (AEBS), etab. Etorkizun hurbilean, energia garbiaren eskala handiko sare elektrikoan konexioaren aurrean, hala nola energia fotovoltaikoa eta haize-energia, espero da ultrakondentsadoreek energia-sistema berrien garapen bizkortua ekarriko dutela, hala nola sare elektrikoaren maiztasun-modulazioa.
1. irudia GMCC 2.7V 5000F EDLC zelula
5000F-ko ultrakondentsadoreen teknologia
Gaur egun, superkondentsadoreen industrian zelularen gehienezko kapazitantzia 3000F-koa baino ez da, eta elektrodo positibo eta negatiboetan ikatz aktibatuaren azalera espezifikoa eraginkortasunez erabiltzea urrun dagoenez, egungo erabilera eraginkorra % 10 ingurukoa baino ez da. Ultrakondentsadoreen energia-dentsitatearen oztopoa eta mugak hausten badira, oinarrizko berrikuntza eta doikuntza batzuk egin behar dira materialaren egituratik, solido-likido interfazetik eta sistema elektrokimikotik.
GMCC-k optimizazio tekniko integral multidimentsionala burutu du, eskala molekularra/ionikoa, materialen mikro eta nano egitura eskala, materialen mikro solido-likido interfazearen eskala, materialen partikula eskala, kapazitantzia handiko sistema elektrokimikoaren garapena, zelula egituraren diseinua, etab. barne hartuz. Lehenik eta behin, karbono materialen poroen egitura eta gainazaleko ezaugarriak sakon aztertu eta optimizatu dira, eta karbono materiala bereziki diseinatu da egitura porotsu hierarkiko interpenetratzaile batekin (mikroporoak, mesoporoak eta makroporoak elkarri oztoporik gabe daude). Bigarrenik, ioien tamaina, ioien jarduera, solbazio efektua eta elektrolitoaren biskositatea bezalako adierazle nagusiak sakonki kontuan hartu dira. Material/elektrolito solido-likido interfazearen parekatze azterketan oinarrituta, ikatz aktibatuaren azalera espezifikoa ahalik eta gehien erabiltzen da, eta gainazalean adsorbatutako kargaren kantitatea eta gaitasuna asko hobetzen dira. Hirugarrenik, bereizgailu berezia zuntz konposatuzko materialez egina dago, eta erresistentzia handiko, porositate handiko eta likidoak xurgatzeko gaitasun handiko ezaugarriak ditu. Ondoren, elektrodo lehor ez-kutsagarriaren prozesua erabiltzen da elektrodoaren trinkotze-dentsitatea asko hobetzeko. Bitartean, zelulak bibrazioarekiko erresistentzia eta bizitza-errendimendu hobea izatea ere lortzen du, eta itsasgarri-fibrosi prozesuak material partikulen gainazalean itsasten da eta bertan kiribiltzen da "kaiola" egitura bat osatzeko, elektrolitoaren adsorzioa eta ioien transmisioa erraztuz. Azkenik, GMCC-k fitxa guztiak dituen eta laser bidezko soldadura teknologiaren prozesua hartzen du, eta lortutako zelula kontaktu-erresistentzia ohmiko baxua eta bibrazio-erresistentzia bikaina dituen egitura metalurgiko gogor konektatua da, AECQ200 automobilgintzako estandarraren baldintzak betetzen dituena.
| ESPEZIFIKAZIO ELEKTRIKOAK | |
| Tmota | C60W-2R7-5000 |
| Tentsio nominalaVR | 2.7V |
| Tentsio-igoeraVS1 | 2,85V |
| C kapazitantzia nominala2 | 5000 F |
| Kapazitantzia-tolerantzia3 | -%0/+%20 |
| ESR2 | ≤0,25mΩ |
| Ihes-korronteaNiL4 | <9 mA |
| Auto-deskarga-tasa 5 | %20 baino gutxiago |
| Korronte konstante maximoa IMCC(ΔT = 15 °C)6 | 136A |
| Gehienezko korronteaIMax7 | 3.0 milaA |
| Korronte laburraNiS8 | 10,8 kA |
| Gordeta EnergiaE9 | 5.1 Wh |
| Energia-dentsitateaEd 10 | 9,9 Wh/kg |
| Potentzia-dentsitate erabilgarriaPd11 | 6,8 kW/kg |
| Inpedantzia-potentzia parekatuaPdMax12 | 14.2kW/kg |
1. taula: GMCC 2.7V 5000F EDLC zelularen oinarrizko zehaztapen elektrikoak
Tentsio nominala duen ultrakondentsadore bat zehazteko, zelulak baldintza batzuk bete behar ditu. Azken urteotan estandar bat ezarri da industrian. Funtzionamendu-tenperatura maximoan (65 °C ultrakondentsadore gehienentzat) eta tentsio nominalean mantentzen denean, zelulak bizitza-iraupen zehatz bat lortu behar du, bizitza-amaierako irizpideen barruan mantenduz. Bizitza-iraupena 1500 ordutan ezartzen da ultrakondentsadoreen fabrikatzaile gehienentzat, eta bizitza-amaierako irizpideak % 20ko kapazitantzia-galera nominala baino txikiagoa izatea eta ESR balio zehaztuaren gehienezko % 100eko igoera dira. 2. irudiak erakusten du GMCC 5000F ultrakondentsadoreak baldintza hauek bete ditzakeela.
2. irudia. GMCC 5000F ultrakondentsadorearen kapazitantziaren (ezkerreko kurba) eta ESRren (eskuineko kurba) bilakaera, 65 °C-ko tenperaturan eta 2,7 V-ko tentsioan mantenduta.
Etorkizuna
Uste dugu helburuetara bideratutako I+G jarduera intentsiboek zelulen errendimendu orokorra hobetzen lagunduko digutela, batez ere zelulen tentsioa. Laborategiko egungo emaitzetan oinarrituta, hurrengo zelulen tentsio maila etorkizun hurbilean gertatzea espero dugu. Horri esker, GMCC ultrakondentsadoreen energia eta potentzia dentsitatea handitu ahal izango dugu eta, horrela, energia biltegiratzeko irtenbide gero eta txikiago eta indartsuagoetarako joerarekin erritmoari eutsi.
Argitaratze data: 2023ko urriaren 9a