Οι περισσότεροι σύγχρονοι ιονιστές (υπερπυκνωτές) διατίθενται με ονομαστική τάση 2,7 ή 2,85 V. Ο μόνος προμηθευτής αυτών των εξαρτημάτων με ονομαστική τιμή 3,0 V είναι μια κορεατική εταιρεία VINATech.Ακόμη και μια τόσο μικρή αύξηση της τάσης παρέχει μια σειρά από πλεονεκτήματα, όπως η σημαντική παράταση της διάρκειας ζωής του εξαρτήματος.

Οι υπερπυκνωτές (ιονιστές, υπερπυκνωτές) είναι στοιχεία ισχύος που καταλαμβάνουν μια ενδιάμεση θέση μεταξύ των πηγών χημικού ρεύματος (συσσωρευτές και μπαταρίες) και των συνηθισμένων πυκνωτών (Εικόνα 1).

Οι παραδοσιακές μπαταρίες έχουν πολλά πλεονεκτήματα: υψηλή χωρητικότητα, χαμηλά ρεύματαδιαρροές, μικρές διαστάσεις. Ωστόσο, έχουν επίσης μειονεκτήματα: μεγάλος κύκλος φόρτισης, σχετικά χαμηλή χωρητικότητα φορτίου και περιορισμένος αριθμός κύκλων φόρτισης-εκφόρτισης. Οι συμβατικοί ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές έχουν ουσιαστικά απεριόριστο αριθμό κύκλων φόρτισης-εκφόρτισης και υψηλή απόδοση ισχύος αιχμής, αλλά η χωρητικότητά τους είναι μικρή. Οι ιονιστές, γνωστοί και ως υπερπυκνωτές, είναι δεύτεροι μόνο από τις πηγές χημικού ρεύματος (CHS) ως προς την χωρητικότητα και ως προς την ταχύτητα και την ισχύ φόρτισης και εκφόρτισης είναι κοντά στους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές.

Η ιστορία των υπερπυκνωτών ξεκινάει περισσότερο από πενήντα χρόνια πίσω. Ξεκίνησε το 1957 από την εταιρεία General Electric,που δημιούργησε και κατοχύρωσε τον πρώτο ηλεκτρικό πυκνωτή διπλής στρώσης. Ακολούθησαν παρόμοιες εξελίξεις από άλλες εταιρείες. Στη Σοβιετική Ένωση, παρήχθησαν παρόμοια στοιχεία - ιονιστές ΚΙ1-1.

Αξίζει να σημειωθεί: συχνά, προκειμένου να διασφαλιστεί η καθαρότητα των διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας, εφευρέθηκαν νέα ονόματα για νέα στοιχεία. Στην πραγματικότητα, ένας ηλεκτροχημικός πυκνωτής διπλής στρώσης, ένας υπερπυκνωτής, ένας υπερπυκνωτής και ένας ιονιστής είναι ένα και το αυτό πράγμα.

Τώρα υπάρχουν διάφοροι κατασκευαστές στην αγορά, οι οποίοι παράγουν κυρίως υπερπυκνωτές με ονομαστική τάση 2,7 V. Οι πιο προηγμένοι προσφέρουν μπαταρίες με τάση 2,85 V. Η μόνη εταιρεία που παράγει υπερπυκνωτές με τάση 3,0 V είναι η VINATech (Νότια Κορέα ).

Γιατί η υψηλότερη ονομαστική τάση είναι τόσο σημαντική για τους υπερπυκνωτές; Πρώτον, χρησιμοποιούνται συχνότερα σε συνδυασμό με μπαταρίες των οποίων η φορτισμένη τάση είναι μεγαλύτερη από 2,7 V, πράγμα που σημαίνει ότι αποκλείεται η άμεση παράλληλη σύνδεσή τους. Αντίθετα, πρέπει να χρησιμοποιήσετε μετατροπείς ή να συνδέσετε υπερπυκνωτές σε σειρά, κάτι που περιπλέκεται από την ανάγκη εξισορρόπησης.

Δεύτερον, όπως δείχνουν οι μελέτες, εάν ένας υπερπυκνωτής λειτουργεί σε τάσεις μικρότερες από την ονομαστική τάση, αυτό οδηγεί σε απότομη αύξηση της διάρκειας ζωής. Για παράδειγμα, για τυπικούς υπερπυκνωτές με ονομαστική τάση 2,7 V, η διάρκεια ζωής στα 2,7 V και στους 25°C είναι 15,7 χρόνια, αλλά στους 40°C η διάρκεια ζωής πέφτει στα 6,6 χρόνια (Εικόνα 2). Υπό παρόμοιες συνθήκες, η διάρκεια ζωής των υπερπυκνωτών 3,0 V που παράγονται από τη VINATech υπολογίζεται σε 80,5 και 27,5 χρόνια, αντίστοιχα, δηλαδή 4...5 φορές μεγαλύτερη.

Έτσι, οι υπερπυκνωτές VINATech 3.0 V έχουν εκτεταμένη διάρκεια ζωής όχι μόνο σε κανονικές θερμοκρασίες, αλλά και σε υψηλές θερμοκρασίες. Σύμφωνα με υπολογισμούς μηχανικών της VINATech, ακόμη και σε θερμοκρασία 85°C, οι υπερπυκνωτές θα λειτουργούν για σχεδόν έξι μήνες σε τάση 2,7 V (Πίνακας 1).

Πίνακας 1. Εξάρτηση της διάρκειας ζωής των υπερπυκνωτών VINATech 3,0 V από την τάση και τη θερμοκρασία λειτουργίας

Τάση, V	Θερμοκρασία, ºC
	25		40		50		60		70		85
	Χίλια ώρες	Χρόνια	Χίλια ώρες	Χρόνια	Χίλια ώρες	Χρόνια	Χίλια ώρες	Χρόνια	Χίλια ώρες	Χρόνια	Χίλια ώρες	Χρόνια
2,1	2012	229,7	711,3	81,2	355,7	40,6	177,8	20,3	88,92	10,2	31,44	3,6
2,2	1423	162,4	503	57,4	251,5	28,7	125,7	14,4	62,87	7,18	22,23	2,5
2,3	1006	114,8	355,7	40,6	177,8	20,3	88,91	10,2	44,46	5,08	15,72	1,8
2,4	711,3	81,2	251,5	28,7	125,7	14,4	62,87	7,18	31,44	3,59	11,11	1,3
2,5	503	57,42	177,8	20,3	88,91	10,2	44,46	5,08	22,23	2,54	7,86	0,9
2,6	355,6	40,6	125,7	14,4	62,87	7,18	31,44	3,59	15,72	1,79	5,56	0,6
2,7	251,5	28,71	88,91	10,2	44,46	5,08	22,23	2,54	11,11	1,27	3,93	0,5
2,8	177,8	20,3	62,87	7,18	31,44	3,59	15,72	1,79	7,86	0,9	2,78	0,3
2,9	125,7	14,35	44,46	5,08	22,23	2,54	11,11	1,27	5,56	0,63	1,96	0,2
3	88,9	10,15	31,44	3,59	15,72	1,79	7,86	0,9	3,93	0,45	1,39	0,2

Σύντομες πληροφορίες για το VINATech

Η ποιότητα των μπαταριών (μπαταρίες, υπερπυκνωτές, πυκνωτές) καθορίζεται σχεδόν εξ ολοκλήρου από την ποιότητα των υλικών και την τήρηση της τεχνολογίας. Για το λόγο αυτό, οι νεοεισερχόμενοι σε αυτήν την αγορά αντιμετωπίζονται με προσοχή. Η ίδια στάση μπορεί να προκύψει και για το VINATech, επομένως είναι απαραίτητο να πούμε λίγα λόγια για αυτόν τον κατασκευαστή.

Η νοτιοκορεάτικη εταιρεία VINATech μόλις τώρα μπαίνει ρωσική αγορά, αν και παγκοσμίως είναι ένας από τους ηγέτες του κλάδου. Από την ίδρυσή της το 1999, η VINATech παραμένει ένας καινοτόμος κατασκευαστής. Μέχρι σήμερα, η εταιρεία έχει καταφέρει να κατοχυρώσει 183 διπλώματα ευρεσιτεχνίας που σχετίζονται με τα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά των υπερπυκνωτών, τα υλικά που χρησιμοποιούνται και τις τεχνολογίες παραγωγής.

Το 2002, η VINATech ολοκλήρωσε με επιτυχία την ανάπτυξη της δικής της τεχνολογίας νανοσωλήνων άνθρακα CNF (Carbon Nano Fiber), μετά την οποία ξεκίνησε γρήγορα την παραγωγή υπερπυκνωτών, υβριδικών πυκνωτών και μονάδων με τη γενική ονομασία Hy-Cap.

Από το 2011, η VINATech ξεκίνησε την παραγωγή εξειδικευμένων προϊόντων: στοιχεία κυψελών καυσίμου, φίλτρα άνθρακα και άλλα.

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στις τεχνολογίες και τα χαρακτηριστικά των μπαταριών που προσφέρει η εταιρεία.

Επισκόπηση τεχνολογιών υπερπυκνωτών και υβριδικών πυκνωτών από τη VINATech

Η VINATech παράγει ένα ευρύ φάσμα υπερπυκνωτών Hy-Cap EDLCκαι υβριδικοί πυκνωτές Hy-Cap P-EDLC.

Οι υπερπυκνωτές Hy-Cap EDLC (Electric Double Layer Capacitor) είναι κατασκευασμένοι σύμφωνα με ένα ηλεκτρικό κύκλωμα διπλής στρώσης (EDL) (Εικόνα 3). Τα ηλεκτρόδια ενός υπερπυκνωτή βυθίζονται σε έναν υγρό ηλεκτρολύτη και διαχωρίζονται από έναν διαχωριστή. Στην επιφάνειά τους σχηματίζεται ένα στρώμα από πορώδες άνθρακα. Όταν εφαρμόζεται εξωτερική τάση, τα ελεύθερα ιόντα ηλεκτρολύτη κινούνται προς τα αντίθετα φορτισμένα ηλεκτρόδια. Τα ιόντα δεν διεισδύουν στο εσωτερικό ούτε αλληλεπιδρούν με την επιφάνεια των ηλεκτροδίων λόγω των ηλεκτροχημικών ιδιοτήτων της επικάλυψης άνθρακα. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται δύο ηλεκτρονικά στρώματα, τα οποία είναι η πηγή της αποθηκευμένης ενέργειας.

Hy-Cap – Hybrid Capacitor ή Hy-Cap P-EDLC – συνδυασμένες συσκευές αποθήκευσης ενέργειας, στις οποίες το ένα από τα ηλεκτρόδια είναι κατασκευασμένο σύμφωνα με το κύκλωμα DEL και το δεύτερο είναι ψευδοπυκνωτής.

Οι υπερπυκνωτές χρησιμοποιούν μόνο την ηλεκτροστατική αλληλεπίδραση παθητικών ηλεκτροδίων άνθρακα με έναν ηλεκτρολύτη για την αποθήκευση ενέργειας. Οι ψευδοπυκνωτές χρησιμοποιούν ενεργά ηλεκτρόδια που είναι ικανά να εισέλθουν σε αντιδράσεις οξειδοαναγωγής με έναν ηλεκτρολύτη. Δηλαδή, η συσσώρευση ενέργειας συμβαίνει τόσο λόγω DES όσο και λόγω αναστρέψιμων χημικών αντιδράσεων.

Ως αποτέλεσμα, η χωρητικότητα του P-EDLC είναι σημαντικά υψηλότερη από αυτή του EDLC, αλλά, δυστυχώς, η μέγιστη ισχύς τους είναι σημαντικά χαμηλότερη (Πίνακας 2). Όσον αφορά τη διάρκεια ζωής, το Hy-Cap EDLC είναι επίσης πολύ μπροστά. Έτσι, το Hy-Cap EDLC θα είναι ιδανική επιλογή για εφαρμογές με έντονη κατανάλωση παλμών και σημαντικά ρεύματα αιχμής, ενώ το Hy-Cap P-EDLC θα είναι κατάλληλο για εφαρμογές με πιο ομοιόμορφη κατανομή κατανάλωσης.

Πίνακας 2. Σύγκριση χαρακτηριστικών Hy-Cap EDLC και Hy-Cap P-EDLC

Παράμετρος	Hy-Cap EDLC	Hy-Cap P-EDLC
Μηχανισμός συσσώρευσης		Ηλεκτροστατική συσσώρευση φορτίου + χημική αλληλεπίδραση
Ονομασία τάσης, V	2,5/2,7/3,0	2,3
Ειδική χωρητικότητα, Wh/kg	3…5	7…12
Ειδική ισχύς kW/kg	2…3	1…2
	90…95	90…95
Εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας, ℃	-40…70	-25…60
Διάρκεια ζωής, αριθμός κύκλων φόρτισης-εκφόρτισης	πάνω από 500.000	περισσότερα από 100.000

Κατά την επιλογή ενός κατάλληλου στοιχείου αποθήκευσης, οι προγραμματιστές πρέπει να αποφασίσουν για τον τύπο του στοιχείου, την ποσότητα της απαιτούμενης χωρητικότητας, τη διαμόρφωση ακίδων και άλλες παραμέτρους. Μια μεγάλη γκάμα μονάδων δίσκου της VINATech το καθιστά εύκολο.

Υπερπυκνωτές και υβριδικοί πυκνωτές της VINATech

Η VINATech παράγει μια ευρεία γκάμα απλών υπερπυκνωτών Hy-Cap EDLC, απλών υβριδικών πυκνωτών Hy-Cap P-EDLC και συγκροτημάτων αυτών. Εκτός από τα σειριακά δείγματα, η VINATech μπορεί να παράγει μονάδες δίσκου σύμφωνα με τεχνικές προδιαγραφέςπελάτη (Εικόνα 4).

Πίνακας 3. Χαρακτηριστικά των οικογενειών οδηγών από το VINATech

Ονομα	Unom, V	Χωρητικότητα, F	ESR, mOhm		Imax, Α	Διαρροή, mA	Διαστάσεις, mm		Βάρος, g
			ΜΕΤΑ ΧΡΙΣΤΟΝ. (1 kHz)	DC			ρε	μεγάλο
EDLC μεμονωμένων κυττάρων
VEC3R0xxxQx (ευθείες απαγωγές)	3	1…60	12,5…145	19…220	1…42	0,003…0,18	8…18	13…40	1,1…13,5
VEC3R0xxxQx (ακίδες snap-in)	3	100…500	3…6	4,5…10	75…230	0,3…1,5	22…35	45…82	17,1…96,0
VEC2R7xxxQx (ακίδες snap-in)	2,7	1…100	10…130	16…195	1…51	0,002…0,2	8…18	13…59	0,7…15,0
VEC2R7xxxQx (ακίδες snap-in)	2,7	100…500	3…6	4,5…10	65…205	0,2…1,0	22…35	45…82	17,1…96,0
VEC2R7xxxHG-W (αξονικές απαγωγές)	2,7	650…3000	0,21…0,5	0,28…0,7	603…2201	1,5…5,2	60,4	51,5…138	215…535
VEC2R7xxxHG-T (αξονικοί ακροδέκτες με σπείρωμα)	2,7	650…3000	0,21…0,5	0,28…0,7	603…2201	1,5…5,2	60,4	51,5…138	215…535
VEC2R5xxxQx (ευθείες απαγωγές)	2,5	1…60	25…400	40…600	0,5…22	0,002…0,12	8…18	13…40	0,7…10,2
VEC2R5xxxQx (ακίδες snap-in)	2,5	120…500	5…18	9…30	32…110	0,24…1,0	22…35	45…82	17,1…78,9
Μονά κύτταρα P-EDLC
VHC2R3xxxQx (ευθείες απαγωγές)	2,3	10…120	45…220	80…700	0,5…3	0,002…0,24	8…18	20…40	2,5…16,0
VHC2R3xxxQx (ακίδες snap-in)	2,3	220…800	10…30	15…45	3,5…12,5	0,44…1,6	22…35	45…70	17,1…69,2
Διπλές μονάδες EDLC
VEC5R0xxxQx (ευθείες απαγωγές)	5	0,5…7,5	145…805	205…1205	0,5…7,5	0,002…0,03	8,5…13	17…26	3,0…9,6
VEC5R4xxxQx (ευθείες απαγωγές)	5,4	0,5…7,5	55…265	85…395	1…12,5	0,002…0,03	8,5…13	17…26	2,6…9,6
VEC6R0xxxQx (ευθείες απαγωγές)	6	0,5…5,0	55…295	85…445	1…10	0,003…0,03	8,5…10,5	17…21	2,5…6,6
Μονάδες υψηλής τάσης
VEM16R0606QG	16	60	–	22	200	22	51,8×242,2	76,5	670
VEM16R0507QG	16	500	–	2,1	2000	5,2	68×418	177	5500
VEM48R0167QG	48	166	–	6,3	1900	5,2	191×418	177	13500

Μονοί υπερπυκνωτές VEC Family Hy-Cap EDLCδιατίθενται σε τέσσερα σχέδια(ευθύ καλώδιο, κουμπωτό καλώδιο, αξονικό καλώδιο, αξονικό καλώδιο με σπείρωμα) και τρεις τιμές τάσης: 2,5/2,7/3,0 V.

Αυτή είναι η πιο «ετερόκλητη» οικογένεια, καθώς περιλαμβάνει τόσο VEC3R0xxxQx σχετικά χαμηλής ισχύος με χωρητικότητα 1 F και ρεύμα 1 A, όσο και ισχυρούς υπερπυκνωτές με αξονικές απαγωγές, για παράδειγμα, VEC2R7xxxHG, με χωρητικότητα έως 3000 F και ρεύμα εξόδου έως 2201 A .

Μονοί υβριδικοί πυκνωτές Hy-Cap P-EDLC της οικογένειας VHC.Οι εκπρόσωποι της οικογένειας έχουν ονομαστική τάση 2,3 V. Το κύριο πλεονέκτημα αυτών των μονάδων δίσκου είναι η υψηλή ειδική χωρητικότητά τους, η οποία για ορισμένους εκπροσώπους φτάνει τα 800 F με μάλλον μέτριες διαστάσεις 35x70 mm. Σε σύγκριση με το Hy-Cap EDLC, οι υβριδικοί πυκνωτές έχουν χαμηλά ρεύματα εξόδου έως και 12,5 A.

Διπλοί υπερπυκνωτές Hy-Cap EDLC της οικογένειας VECείναι ένα ζεύγος υπερπυκνωτών EDLC συνδεδεμένο σε σειρά, άρα έχουν διπλάσια ονομαστική τάση 4,0/5,4/6,0V.

Συγκροτήματα υπερπυκνωτών Hy-Cap EDLC της οικογένειας VEMείναι προκατασκευασμένες τυποποιημένες μονάδες με τάσεις εξόδου 16/48 V, υψηλή χωρητικότητα και υψηλό ρεύμα εξόδου έως 2000 A.

Και εδώ αξίζει να σημειωθεί ότι η VINATech είναι έτοιμη να παράγει μονάδες σύμφωνα με τις τεχνικές απαιτήσεις του πελάτη. Σε αυτή την περίπτωση, ο χρήστης λαμβάνει ένα συγκρότημα υπερπυκνωτών, η εξισορρόπηση των οποίων πραγματοποιείται με τη χρήση της πατενταρισμένης τεχνολογίας VINATech.

Ο ρόλος των υπερπυκνωτών ή των υβριδικών πυκνωτών στο σύστημα ισχύος εξαρτάται από συγκεκριμένη εφαρμογή. Η πλούσια γκάμα δίσκων της VINATech σάς επιτρέπει να βρείτε το πιο κατάλληλο στοιχείο για κάθε συγκεκριμένη συσκευή.

Χαρακτηριστικά της χρήσης υπερπυκνωτών

Ο υπερπυκνωτής μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο σύστημα ισχύος:

• ως το κύριο στοιχείο της διατροφής?
• ως εφεδρική μπαταρία?
• ως εξάρτημα buffer σε συνδυασμό με συσσωρευτή ή μπαταρία.

Υπερπυκνωτής ως κύριο τροφοδοτικό.Πρόσφατα, οι υπερπυκνωτές και οι υβριδικοί πυκνωτές θεωρούνται όλο και περισσότερο ως βασικά τροφοδοτικά σε μια σειρά εφαρμογών. Αυτό διευκολύνεται από:

• διανομή ενεργειακών μηχανών, όπως θεριστικές μηχανές δόνησης, θερμικές γεννήτριες, ηλιακούς συλλέκτεςκαι ούτω καθεξής;
• ανάπτυξη ασύρματα συστήματαμετάδοση ισχύος, συμπεριλαμβανομένης της RFID (ραδιοφάροι).
• δημιουργία μικροκυκλωμάτων εξαιρετικά χαμηλής κατανάλωσης.
• ανάπτυξη των ίδιων των υπερπυκνωτών, ιδίως - αύξηση της ειδικής χωρητικότητας.

Ως αποτέλεσμα, η σύγχρονη βάση στοιχείων καθιστά δυνατή τη δημιουργία συσκευών χαμηλής κατανάλωσης που μπορούν να κάνουν χωρίς μπαταρία. Παραδείγματα τέτοιων συσκευών είναι αυτόνομοι αισθητήρες, συμπεριλαμβανομένων αυτών που υποστηρίζουν Bluetooth Low Energy. Μην ξεχνάτε ότι οι υπερπυκνωτές, σε αντίθεση με τα χημικά στοιχεία ρεύματος, μπορούν να λειτουργούν σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν, κάτι που είναι επίσης σημαντικό για τους αυτόνομους αισθητήρες.

Ωστόσο, η ευρεία χρήση υπερπυκνωτών ως κύριας παροχής ρεύματος παρεμποδίζεται από την υψηλή αυτοεκφόρτιση και τη χαμηλή χωρητικότητα.

Υπερπυκνωτής ως εφεδρικό τροφοδοτικό.Ορισμένες εφαρμογές απαιτούν εφεδρική ή αναμονή πηγή τροφοδοσίας. Ο πλεονασμός είναι απαραίτητος, για παράδειγμα, σε συστήματα συναγερμού και φωτισμού έκτακτης ανάγκης, μαύρα κουτιά σε αυτοκίνητα κ.λπ. Ως πηγή αναμονής, ένας υπερπυκνωτής χρησιμοποιείται συχνά σε συστήματα χαμηλής κατανάλωσης όπου χρησιμοποιείται κατά τη διάρκεια του ύπνου, για παράδειγμα, για την τροφοδοσία ενός χρονοδιακόπτη αναμονής.

Υπερπυκνωτής ως ενδιάμεσο στοιχείο.ΣΕ αυτή τη λειτουργίαΟ υπερπυκνωτής λειτουργεί παράλληλα με την μπαταρία και λειτουργεί ως πηγή bufferθρέψη.

Τα πλεονεκτήματα αυτού του τρόπου λειτουργίας προκύπτουν από τη σύγκριση των χαρακτηριστικών των μπαταριών και των υπερπυκνωτών (Πίνακας 4). Οι μπαταρίες έχουν τεράστια χωρητικότητα, αλλά είναι πολύ περιορισμένο σε ρεύμα εξόδου λόγω του υψηλού εσωτερική αντίσταση. Αν και οι υπερπυκνωτές δεν μπορούν να καυχηθούν για μεγάλη χωρητικότητα, μπορούν να παρέχουν τεράστιο ρεύμα φορτίου. Έτσι, ο υπερπυκνωτής και η μπαταρία αλληλοσυμπληρώνονται τέλεια.

Πίνακας 4. Σύγκριση υπερπυκνωτών και μπαταριών

Παράμετρος	Υπερπυκνωτές	Μπαταρίες
Μηχανισμός συσσώρευσης	Ηλεκτροστατική συσσώρευση φορτίου	Χημική αλληλεπίδραση
Ειδική χωρητικότητα, Wh/kg	3…5	20…150
Ειδική ισχύς, kW/kg	2…3	0,05…0,3
Χρόνος φόρτισης	Γρήγορα 1…30 δευτ	0,3…3 ώρες
Διάρκεια Ζωής	περισσότεροι από 500.000 κύκλοι φόρτισης-εκφόρτισης, 10..50 χρόνια	500…2000 κύκλοι φόρτισης-εκφόρτισης, 10..50 χρόνια
Απόδοση φόρτισης-εκφόρτισης, %	90…95	70…85
Εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας, °C	-40…70	-20…70

Είναι προφανές ότι η αδιάκριτη από κοινού χρήση μπαταριών και ιονιστών σε όλες τις εφαρμογές θα είναι τουλάχιστον οικονομικά αδικαιολόγητη και θα επηρεάσει επίσης αρνητικά τις διαστάσεις της συσκευής. Για το λόγο αυτό, αυτή η λειτουργία χρησιμοποιείται συχνότερα σε τέσσερις κύριες περιπτώσεις.

• Όταν η μπαταρία δεν είναι ικανή να παρέχει παλμικά ρεύματα, αν και έχει επαρκή χωρητικότητα. Ένα παράδειγμα είναι η λειτουργία ενός ισχυρού φλας LED σε μια κάμερα. Στην κανονική λειτουργία, η κατανάλωση της ίδιας της κάμερας είναι αρκετά μέτρια (εκατοντάδες mA), ωστόσο, τη στιγμή που ανάβει το φλας, η πηγή ενέργειας πρέπει να εξασφαλίζει σημαντική ροή παλμικό ρεύμασε μονάδες του Α (Εικόνα 5). Η μπαταρία δεν μπορεί πάντα να αντιμετωπίσει αυτήν την εργασία. Αλλά το πρόβλημα λύνεται απλά από έναν υπερπυκνωτή, ο οποίος φορτίζεται σε περιόδους «ησυχίας» και αποφορτίζεται όταν ενεργοποιείται το φλας, αφαιρώντας το μεγαλύτερο μέρος του φορτίου από την μπαταρία.

• Όταν η μπαταρία είναι σε θέση να αντέξει παλμικά φορτία, αλλά η παρατηρούμενη πτώση τάσης είναι απαράδεκτη. Ένα παράδειγμα είναι οι κινητές συσκευές, ιδίως οι πομποδέκτες GPRS. Οι πομποδέκτες GPRS κλάσης 10 έχουν ρεύμα ηρεμίας περίπου 100 mA και κατά τη μετάδοση η κατανάλωση αυξάνεται στα 2 A (20 φορές). Τέτοιοι παλμοί ρεύματος οδηγούν στην εμφάνιση διάφορα προβλήματα. Συγκεκριμένα, παρατηρείται σημαντική πτώση τάσης στους ακροδέκτες της μπαταρίας - κάτω από την επιτρεπόμενη τιμή. Ως αποτέλεσμα, η κινητή συσκευή απενεργοποιείται τη στιγμή της υποδοχής μεταφοράς, παρά το γεγονός ότι η μπαταρία μπορεί να είναι μόνο κατά το ήμισυ αποφορτισμένη.

Εάν σε τέτοιες περιπτώσεις τοποθετηθεί ένας υπερπυκνωτής παράλληλα με το φορτίο, θα εξομαλύνει τους παλμούς τάσης, παρέχοντας το μεγαλύτερο μέρος του παλμού ρεύματος. Ως αποτέλεσμα, θα παρατηρηθούν μικρές διακυμάνσεις στην πλευρά του φορτίου κοντά στο πραγματικό επίπεδο τάσης της μπαταρίας και η συσκευή θα απενεργοποιηθεί όταν η μπαταρία αποφορτιστεί πλήρως. Έτσι, τυπικά, σε τέτοιες εφαρμογές, ένας υπερπυκνωτής μπορεί να θεωρηθεί ότι επεκτείνει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

• Όταν απαιτείται ανάκτηση ενέργειας. Οι υπερπυκνωτές μπορούν όχι μόνο να απελευθερώσουν γρήγορα τη συσσωρευμένη ενέργεια, αλλά και να την αποθηκεύσουν γρήγορα. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται σε συστήματα ανάκτησης, ιδιαίτερα σε ηλεκτρικά και υβριδικά οχήματα. Παρά το γεγονός ότι το αυτοκίνητο έχει τη δική του μπαταρία, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά για την αποθήκευση της τεράστιας ενέργειας που απελευθερώνεται, για παράδειγμα, κατά το φρενάρισμα. Αλλά οι υπερπυκνωτές είναι τέλειοι για αυτό. Αποθηκεύουν ενέργεια κατά το φρενάρισμα ή την ολίσθηση ενός λόφου και την απελευθερώνουν με την πρώτη επιτυχημένη ευκαιρία.

Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα αυτής της χρήσης υπερπυκνωτών είναι τα αυτοκίνητα της Formula 1 που χρησιμοποιούν συστήματα ανάκτησης ενέργειας KERS. Η σημασία και η αποτελεσματικότητα αυτού του συστήματος αποδεικνύεται από το γεγονός ότι χωρίς αξιόπιστη λειτουργία του KERS, τα αυτοκίνητα εμπίπτουν αυτόματα στην τάξη των ξένων.

• Για επέκταση του εύρους θερμοκρασίας. Η χωρητικότητα φορτίου των μπαταριών μειώνεται απότομα όταν η θερμοκρασία πέσει κάτω από το μηδέν και οι πτώσεις τάσης από τη ροή των ρευμάτων αυξάνονται. Η χρήση υπερπυκνωτών επιτρέπει στις συσκευές να ξεκινούν ακόμη και όταν χαμηλές θερμοκρασίες. Έτσι, οι υπερπυκνωτές φαίνεται να επεκτείνουν τη λειτουργία εύρος θερμοκρασίαςγια μπαταρίες.

Αξίζει να σημειωθεί ότι στις περισσότερες από τις εξεταζόμενες περιπτώσεις, τα στοιχεία ενός υπερπυκνωτή δεν μπορούν να συνδεθούν απευθείας στην μπαταρία. Αυτό οφείλεται στην αναντιστοιχία στα επίπεδα τάσης και στην ανάγκη περιορισμού του ρεύματος φόρτισης. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται περιοριστές ρεύματος και σειριακή ή παράλληλη σύνδεση ιονιστών. Εάν ληφθεί απόφαση να διαδοχική σύνδεση, τότε δεν πρέπει να ξεχνάμε τη σημασία της εξισορρόπησης των κυψελών ειδικότερα, πρέπει να ληφθεί μέριμνα για την εξίσωση των τάσεων. Εάν απαιτούνται μονάδες πολλαπλών κυψελών, είναι καλύτερο να πάτε κατευθείαν στο VINATech.

Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι οι Hy-Cap EDLC της VINATech ήταν οι πρώτοι υπερπυκνωτές με ονομαστική τάση 3,0 V. Αυτό τους επιτρέπει να συνδέονται απευθείας με μπαταρίες διοξειδίου του λιθίου μαγγανίου.

Παραδείγματα χρήσης υπερπυκνωτών

Ας δούμε μερικά παραδείγματα χρήσης υπερπυκνωτών.

Τροφοδοσία έκτακτης ανάγκης σε ηλεκτρονικές συσκευές.Οι περισσότερες σύγχρονες ηλεκτρονικές συσκευές χρησιμοποιούν λειτουργίες χαμηλής κατανάλωσης. Σε λειτουργία βαθύ ύπνου, σχεδόν όλα τα ψηφιακά και αναλογικά μικροκυκλώματααπενεργοποιούνται και παραμένει ενεργός μόνο ο χρονοδιακόπτης λειτουργίας, ο οποίος ξυπνά περιοδικά το σύστημα. Η κατανάλωση σε αυτή την περίπτωση είναι σε επίπεδο μονάδων και δεκάδων μικροαμπέρ. Εάν χρησιμοποιείτε έναν υπερπυκνωτή για την τροφοδοσία του χρονοδιακόπτη, μπορείτε να μειώσετε περαιτέρω την κατανάλωση απενεργοποιώντας το κύριο σύστημα τροφοδοσίας.

Συσκευές ραδιοεκπομπής GPS/GPRS (πλοηγοί, ιχνηλάτες, Κινητά τηλέφωνακαι ούτω καθεξής).Σε τέτοιες εφαρμογές, η παρουσία ενός υπερπυκνωτή buffer μπορεί να αυξήσει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και να επεκτείνει το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας της συσκευής.

Μετρητές ενέργειας.Οι περισσότεροι σύγχρονοι πάγκοι είναι αρκετά περίπλοκοι ηλεκτρονικές συσκευές, συχνά με ενσωματωμένες έξυπνες λειτουργίες και διεπαφή ραδιοφώνου. Όταν αποσυνδεθεί εξωτερικό τροφοδοτικόο μετρητής πρέπει να μπορεί να αποθηκεύσει τις μετρημένες τιμές για αυτό είναι απαραίτητο να παρέχει εσωτερική πηγή εφεδρική ισχύςπχ υπερπυκνωτής EDLC. Από τη μία πλευρά, είναι σε θέση να παρέχει το απαραίτητο φορτίο για μεγάλο χρονικό διάστημα και, από την άλλη, δεν απαιτεί συντήρηση και ο χρήστης δεν χρειάζεται να σκεφτεί την αλλαγή της μπαταρίας.

Αδιάλειπτα τροφοδοτικά.Τα UPS χρησιμοποιούνται για την παροχή εφεδρικής ισχύος σε συσκευές κατά τη διάρκεια διακοπής ρεύματος. Αυτό ενεργοποιεί την ενσωματωμένη συσκευή αποθήκευσης ενέργειας, η οποία μπορεί να είναι μια μπαταρία ισχυρών υπερπυκνωτών.

Φωτισμός έκτακτης ανάγκης.Κατά τη διάρκεια διακοπής ρεύματος σε δημόσιους χώρους, είναι απαραίτητο να παρέχεται ρεύμα σε φωτισμό έκτακτης ανάγκης. Ταυτόχρονα, η κατανάλωση ρεύματος δεν είναι πολύ υψηλή λόγω της χρήσης σύγχρονων LED. Οι υπερπυκνωτές είναι κατάλληλοι για τέτοιες εφαρμογές καθώς έχουν επαρκή χωρητικότητα και δεν απαιτούν συντήρηση.

Ηλιακές μονάδες ηλεκτροπαραγωγής τύπου πύργου.Τέτοιες μονάδες παραγωγής ενέργειας αποτελούνται από δύο κύρια στοιχεία: έναν πύργο με λέβητα νερού και έναν ηλιοστάτη. Το Heliostat είναι ένα σύνολο κινητών καθρεφτών που αντανακλούν τις ακτίνες του ήλιου σε έναν πύργο. Για να παρακολουθήσετε την κίνηση του ήλιου, οι καθρέφτες πρέπει να περιστρέφονται. Είναι βολικό να χρησιμοποιείτε υπερπυκνωτές για την τροφοδοσία ηλεκτροκινητήρων, καθώς χαρακτηρίζονται από υψηλή Θερμοκρασία λειτουργίαςκαι δεν χρειάζονται συντήρηση.

Σκληροί Δίσκοι στερεάς κατάστασης.Σε αυτή την περίπτωση, οι υπερπυκνωτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εφεδρική πηγήθρέψη.

Ηλεκτρικά αυτοκίνητα και αυτοκίνητα με υβριδικά συστήματα κίνησης.Όπως συζητήθηκε παραπάνω, οι υπερπυκνωτές είναι μια ιδανική λύση για τη δημιουργία ενός συστήματος ανάκτησης ενέργειας, καθώς είναι σε θέση να απελευθερώνουν και να αποθηκεύουν γρήγορα ενέργεια.

Μαύρα κουτιά αυτοκινήτων.Αρχικά, τέτοιες μονάδες σχεδιάστηκαν για να ενεργοποιούν τους αερόσακους σε ατυχήματα. Ωστόσο, τώρα αυτές οι μονάδες συλλέγουν επιπλέον διάφορα δεδομένα: ταχύτητα, κατάσταση πεντάλ, ώρα, τοποθεσία και ούτω καθεξής. Προφανώς, μετά από ένα ατύχημα δεν υπάρχει καμία εγγύηση ότι το ηλεκτρικό σύστημα του οχήματος δεν θα καταστραφεί. Για το λόγο αυτό, το «μαύρο κουτί» πρέπει να έχει μια πηγή αναμονής που θα τροφοδοτεί τη μονάδα για τουλάχιστον 10...15 δευτερόλεπτα μετά το ατύχημα. Σε αυτή την περίπτωση, οι υπερπυκνωτές θα είναι περισσότεροι προτιμώμενη επιλογήσε σύγκριση με τις μπαταρίες, αφού για εφαρμογές αυτοκινήτωνΈνα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών λειτουργίας είναι σημαντικό. Επιπλέον, το "μαύρο κουτί" πρέπει να είναι μια μονάδα χωρίς συντήρηση και αυτό είναι δύσκολο όταν χρησιμοποιείτε μπαταρίες.

Συστήματα ήχου πολυμέσων.Όταν ξεκινά ο κινητήρας, παρατηρείται απότομη πτώση τάσης λόγω του υψηλού ρεύματος εκκίνησης. επί του οχήματος, και κατά την εναλλαγή επαγωγικών φορτίων, για παράδειγμα, πηνίων ρελέ, μπορεί να προκύψουν σημαντικές υπερτάσεις. Τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα του οχήματος πρέπει να είναι σε θέση να αντέχουν αυτούς τους κραδασμούς. Για το σκοπό αυτό μπορούν να χρησιμοποιηθούν υπερπυκνωτές EDLC της απαιτούμενης ισχύος.

Ανελκυστήρες και ανελκυστήρες.Σε αυτή την περίπτωση, οι υπερπυκνωτές παίζουν διπλό ρόλο. Πρώτον, χρησιμοποιούνται για ανάκτηση ενέργειας. Όταν ο ανελκυστήρας κινείται προς τα κάτω, η ενέργεια αποθηκεύεται στον ιονιστή. Όταν ο ανελκυστήρας ανεβαίνει, ο ιονιστής απελευθερώνει τη συσσωρευμένη ισχύ. Δεύτερον, οι σύγχρονοι ανελκυστήρες είναι συχνά εξοπλισμένοι με σύστημα ανοίγματος πόρτας έκτακτης ανάγκης, το οποίο απαιτεί εφεδρική πηγή τροφοδοσίας ελλείψει ηλεκτρικής ενέργειας. Συνήθως αυτό είναι εξαιρετικά σημαντική λειτουργίααπό άποψη ασφάλεια φωτιάς, αφού σε περίπτωση πυρκαγιάς είναι απαραίτητο πρώτα να απενεργοποιηθεί το κτίριο. Φυσικά, σε αυτή την περίπτωση, θα χρειαστεί να λειτουργήσει ένας μετατροπέας από τον υπερπυκνωτή.

Συστήματα εκκίνησης για κινητήρες και γεννήτριες ντίζελ.Κατά την εκκίνηση μιας γεννήτριας ντίζελ, το ρεύμα εκκίνησης είναι σημαντικό και η μπαταρία δεν μπορεί πάντα να το παρέχει. Ισχυροί υπερπυκνωτές από την οικογένεια VEM λύνουν αυτό το πρόβλημα.

Ανεμογεννήτριες.Σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, τα πτερύγια πρέπει να περιστρέφονται, αυτό απαιτεί τη δική του εφεδρική πηγή ενέργειας που δεν απαιτεί συντήρηση. Προφανώς, οι υπερπυκνωτές θα είναι η ιδανική λύση σε αυτό το πρόβλημα.

Σιδηροδρομικές μεταφορές και μετρό.Ελλείψει τάσης επαφής, η ηλεκτρική ατμομηχανή μπορεί να λάβει ενέργεια από τη δική της πηγή ισχύος αναμονής, για παράδειγμα, από μια μπαταρία υπερπυκνωτών (με μετατροπέα), η ισχύς της οποίας είναι επαρκής για βραχυπρόθεσμες διακοπές διάρκειας 1... 2 δευτ.

Αυτά είναι μερικά μόνο παραδείγματα χρήσης υπερπυκνωτών. Υπάρχουν πολλά άλλα, συμπεριλαμβανομένων - βιομηχανικά ρομπότ, παιχνίδια, συστήματα ισχύος για ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες, ενεργοποιητές και ούτω καθεξής.

Κάποιοι υπολογισμένοι λόγοι

Όταν εργάζεστε με υπερπυκνωτές, συχνά προκύπτουν ερωτήματα. Ας δούμε τα πιο συνηθισμένα από αυτά.

Πώς να υπολογίσετε την χωρητικότητα ενός υπερπυκνωτή σε Wh;Στην τεκμηρίωση, η χωρητικότητα των υπερπυκνωτών δίνεται συνήθως σε Farads και η χωρητικότητα των μπαταριών σε Watt-hours. Αυτό το γεγονός μερικές φορές μπερδεύει τους καταναλωτές. Για να υπολογίσετε την χωρητικότητα ενός υπερπυκνωτή σε πιο γνωστές μονάδες, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε δύο τύπους:

$$E(J)=\frac(1)(2)\φορές C(Ф)\ φορές U^(2)(V)\qquad(\mathrm(())(1)(\mathrm())) $$

Στη συνέχεια, καθορίστε την χωρητικότητα σε Watt ώρες:

$$E(W\cdot hour)=\frac(E(J))(3600(s))\qquad(\mathrm(())(2)(\mathrm()))$$

Πώς να υπολογίσετε την πτώση τάσης ενός υπερπυκνωτή κατά την εκφόρτιση;Για να εκτιμηθεί με ακρίβεια η πτώση τάσης κατά την εκφόρτιση του υπερπυκνωτή, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η ίδια η εκφόρτιση, η πτώση τάσης στην εσωτερική αντίσταση του υπερπυκνωτή, η συμβολή της κύριας πηγής ισχύος στο συνολικό ρεύμα και η φύση του φορτώνω. Σε αυτή την περίπτωση, ο τύπος υπολογισμού θα είναι αρκετά περίπλοκος. Ωστόσο, πολύ συχνά ένας απλοποιημένος τύπος είναι αρκετός για χονδρικούς υπολογισμούς:

$$\Delta V(I_(imp))=I_(imp)\times \frac(T_(imp))(C)+I_(imp)\times ESR\qquad(\mathrm(())(3)( \mathrm()))$$

Εδώ ο παλμός I είναι το πλάτος του ρεύματος παλμού (A), ο παλμός T είναι η διάρκεια του παλμού (s), ο C είναι η χωρητικότητα (F), το ESR είναι αντίσταση σειράς(Ωμ). Αυτή η φόρμουλααναλαμβάνει την ενεργό φύση του φορτίου (γραμμική εκφόρτιση) και την απουσία εξωτερική πηγή(ο υπερπυκνωτής μόνο τροφοδοτεί το φορτίο).

Ας εξετάσουμε ένα παράδειγμα λειτουργίας του υπερπυκνωτή VEC3R0105QG με παλμικό φορτίο 1 s/500 mA. Η χωρητικότητα του VEC3R0105QG είναι 1 F, ονομαστική τάση 3,0 V, ESR 220 mOhm, ρεύμα αιχμής έως 1 A. Σε αυτήν την περίπτωση, η κατά προσέγγιση πτώση τάσης θα είναι:

$$\Delta V(0,1\hspace(0,25em)A)=0,5\hspace(0,25em)A\times \frac(1\hspace(0,25em)с)(1\hspace(0,25em)Ф)+0,5 \hspace(0,25em)A\times 0,22\hspace(0,25em)Ohm=0,61\hspace(0,25em)(B)$$

Δηλαδή, εάν στην αρχή της εκφόρτισης ο υπερπυκνωτής φορτίστηκε σε ονομαστική τιμή 3,0 V, τότε στο τέλος της εκφόρτισης η τάση κατά μήκος του θα είναι περίπου 2,39 V.

Αξίζει να σημειωθεί ότι πιο συχνά πρέπει να αποφασίζουμε αντίστροφο πρόβλημακαι επιλέξτε έναν υπερπυκνωτή για μια συγκεκριμένη εφαρμογή. Σε αυτήν την περίπτωση, τα αρχικά δεδομένα για τον υπολογισμό θα είναι οι παράμετροι παλμού (παλμός I και παλμός Τ) και το επιτρεπόμενο εύρος τάσεων φορτίου λειτουργίας.

Ας υποθέσουμε ότι πρέπει να παρέχετε ισχύ σε ένα φλας κάμερας με ονομαστική τάση 3,0 V και ελάχιστη επιτρεπόμενη τάση 2,5 V. Οι παράμετροι παλμού είναι 4 A/0,16 ms. Εάν χρησιμοποιήσουμε τον τύπο (3) και επιπλέον αγνοήσουμε την αυτο-αντίσταση του υπερπυκνωτή, λαμβάνουμε:

$$C(Ф)=I_(imp)\times \frac(T_(imp))(\Delta V)=4\hspace(0,25em)A\times \frac(0,16\hspace(0,25em)s)( 0,5\hspace(0,25em)В)=1,28\hspace(0,25em)(Ф)$$

Τον περασμένο αιώνα, ο Αμερικανός χημικός Reitmeier έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για μια συσκευή που συντηρεί ηλεκτρική ενέργειαμε ηλεκτρική διπλή στρώση. Σήμερα μια τέτοια συσκευή ονομάζεται ιονιστής. ΣΕ διαφορετικές πηγέςμπορούν να έχουν διαφορετικά ονόματα: υπερπυκνωτές, υπερπυκνωτές. Κατά μέγεθος και εμφάνισηείναι παρόμοια με τους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές, με τη διαφορά να είναι μεγαλύτερη χωρητικότητα.

Σε ξένες χώρες έχουν μια σύντομη ονομασία - EDLC, που μεταφράζεται από τα αγγλικά σημαίνει: ένας πυκνωτής με διπλό ηλεκτρικό στρώμα. Στην πραγματικότητα, ο ιονιστής είναι ένα είδος υβριδίου μπαταρίας και πυκνωτή.

Συσκευή και αρχή λειτουργίας

Εάν συγκρίνουμε το σχέδιο ενός ιονιστή με το σχέδιο ενός πυκνωτή, η διαφορά έγκειται στην απουσία διηλεκτρικού στρώματος στον ιονιστή. Οι πλάκες είναι ουσίες που έχουν φορείς φορτίου αντίθετου πρόσημου.

Η χωρητικότητα οποιουδήποτε πυκνωτή, καθώς και ενός ιονιστή, εξαρτάται από το μέγεθος των πλακών. Επομένως, ο ιονιστής έχει πλάκες από ενεργό άνθρακα ή αφρώδες άνθρακα. Με αυτόν τον τρόπο, λαμβάνεται μια σημαντική περιοχή τροποποιημένων πλακών. Τα καλώδια ιονιστή διαχωρίζονται από έναν διαχωριστή που τοποθετείται στον ηλεκτρολύτη. Έχουν σχεδιαστεί για να αποτρέπουν πιθανά βραχυκυκλώματα. Σύνθεση ηλεκτρολυτών: αλκάλια και οξέα σε στερεή και κρυσταλλική μορφή.

Εάν χρησιμοποιείτε κρυσταλλικό στερεό ηλεκτρολύτη με βάση το ιώδιο, το άργυρο και το ρουβίδιο, μπορείτε να δημιουργήσετε έναν ιονιστή με υψηλή χωρητικότητα, χαμηλή αυτοεκφόρτιση και ικανό να λειτουργεί σε χαμηλές θερμοκρασίες. Είναι δυνατή η παραγωγή παρόμοιων υπερπυκνωτών με βάση έναν ηλεκτρολύτη από διάλυμα θειικού οξέος. Τέτοιες συσκευές έχουν χαμηλή εσωτερική αντίσταση, αλλά και μικρή τάση λειτουργίας 1 βολτ. Επί του παρόντος, ιονιστές που περιέχουν ηλεκτρολύτες από οξέα και αλκάλια πρακτικά δεν κατασκευάζονται, καθώς έχουν αυξημένες τοξικές ιδιότητες.

Ως αποτέλεσμα ηλεκτροχημικών αντιδράσεων, ένας μικρός αριθμός ηλεκτρονίων απομακρύνεται από τους πόλους της συσκευής, παρέχοντάς τους θετικό φορτίο. Τα αρνητικά ιόντα στον ηλεκτρολύτη έλκονται από τους πόλους που έχουν θετικό φορτίο. Ως αποτέλεσμα, δημιουργείται ένα ηλεκτρικό στρώμα.

Το φορτίο σε έναν υπερπυκνωτή αποθηκεύεται στη διεπαφή μεταξύ του πόλου άνθρακα και του ηλεκτρολύτη. Το ηλεκτρικό στρώμα που σχηματίζεται από κατιόντα και ανιόντα έχει πολύ μικρό πάχος, ίσο με 1 έως 5 νανόμετρα, το οποίο μπορεί να αυξήσει σημαντικά τη χωρητικότητα του υπερπυκνωτή.

Ταξινόμηση

• Ιδανικό.Πρόκειται για ιοντικούς πυκνωτές με τέλεια πολωμένα ηλεκτρόδια που αποτελούνται από άνθρακα. Τέτοιοι υπερπυκνωτές λειτουργούν όχι λόγω ηλεκτροχημικών αντιδράσεων, αλλά λόγω της μεταφοράς ιόντων μεταξύ των ηλεκτροδίων. Οι ηλεκτρολύτες μπορεί να αποτελούνται από αλκάλιο καλίου, θειικό οξύ και οργανικές ουσίες.
• Υβρίδιο.Αυτοί είναι υπερπυκνωτές με ένα τέλεια πολώσιμο ηλεκτρόδιο από άνθρακα και μια ασθενώς πολούμενη άνοδο ή κάθοδο. Το έργο τους βασίζεται εν μέρει σε μια ηλεκτροχημική αντίδραση.
• Ψευδοπυκνωτές. Πρόκειται για συσκευές που συσσωρεύουν φορτίο χρησιμοποιώντας αναστρέψιμες ηλεκτροχημικές αντιδράσεις στην επιφάνεια των ηλεκτροδίων. Έχουν αυξημένη ειδική χωρητικότητα.

Παράμετροι λειτουργίας ιονιστών

• Χωρητικότητα.
• Υψηλότερο ρεύμα εκφόρτισης.
• Εσωτερική αντίσταση.
• Μετρημένη ηλεκτρική τάση.
• Χρόνος εκφόρτισης.

Οι οδηγίες για έναν υπερπυκνωτή συνήθως υποδεικνύουν την τιμή της εσωτερικής αντίστασης σε συχνότητα ρεύματος 1 kilohertz. Όσο χαμηλότερη είναι η εσωτερική τους αντίσταση, τόσο πιο γρήγορα γίνεται η φόρτιση.

Εικόνα στα διαγράμματα

Επί ηλεκτρικά διαγράμματαΟι ιονιστές απεικονίζονται ως ηλεκτρολυτικός πυκνωτής και μπορούν να διακριθούν μόνο από την τιμή των ονομαστικών τους παραμέτρων.

Εάν, για παράδειγμα, το διάγραμμα δείχνει την τιμή χωρητικότητας 1 Farad, τότε είναι αμέσως σαφές ότι εμφανίζεται ένας ιονιστής, καθώς δεν υπάρχουν τέτοιοι μεγάλοι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές. Η τάση ενός υπερπυκνωτή μπορεί επίσης να υποδεικνύει τη διαφορά του από έναν ηλεκτρολυτικό πυκνωτή, αφού συνήθως είναι μια μικρή τιμή λίγων βολτ (1 έως 5 V). Οι ιονιστές δεν μπορούν να λειτουργήσουν σε υψηλές τάσεις.

Πλεονεκτήματα

• Εάν συγκρίνουμε τους υπερπυκνωτές με τις μπαταρίες, οι πρώτοι είναι ικανοί να προσφέρουν σημαντικά μεγαλύτερο αριθμόκύκλους φόρτισης και εκφόρτισης.
• Ο κύκλος φόρτισης και εκφόρτισης πραγματοποιείται σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, γεγονός που καθιστά δυνατή τη χρήση τους σε καταστάσεις όπου οι μπαταρίες δεν μπορούν να τοποθετηθούν λόγω του μεγάλου χρόνου φόρτισής τους.
• Οι συσκευές αυτού του τύπου έχουν πολύ μικρότερο βάρος και συνολικές διαστάσεις.
• Δεν απαιτείται ειδική χρέωση για την εκτέλεση της φόρτισης, γεγονός που απλοποιεί τη συντήρηση.
• Η διάρκεια ζωής των υπερπυκνωτών είναι σημαντικά μεγαλύτερη σε σύγκριση με τις μπαταρίες και τους πυκνωτές ισχύος.
• Μεγάλο διάστημα Θερμοκρασία λειτουργίαςαπό -40 έως +70 βαθμούς.

Ελαττώματα

• Χαμηλή ονομαστική τάση. Αυτό το ζήτημα επιλύεται με τη σύνδεση πολλών υπερπυκνωτών διαδοχικό κύκλωμα, όπως ακριβώς συνδέετε πολλά για να αυξήσετε την τάση.
• Αυξημένη τιμήσε τέτοιες συσκευές συμβάλλει στην αύξηση της τιμής των προϊόντων στα οποία χρησιμοποιούνται. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, αυτό το πρόβλημα σύντομα θα καταστεί άσχετο, καθώς οι τεχνολογίες αναπτύσσονται συνεχώς και το κόστος τέτοιων συσκευών μειώνεται.
• Οι ιονιστές δεν είναι ικανοί να αποθηκεύουν μεγάλες ποσότητες ενέργειας, αφού έχουν χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα και δεν μπορούν να έχουν ισχύ συγκρίσιμη με τις μπαταρίες. Αυτό επηρεάζει αρνητικά την περιοχή χρήσης τους. Αυτό το πρόβλημα μπορεί να λυθεί εν μέρει με τη σύνδεση πολλών ιονιστών μαζί σε ένα παράλληλο κύκλωμα.
• Η ανάγκη διατήρησης της πολικότηταςόταν συνδέεται.
• Δεν επιτρέπεται βραχυκύκλωμαμεταξύ των ηλεκτροδίων, καθώς αυτό θα αυξήσει σημαντικά τη θερμοκρασία του υπερπυκνωτή και μπορεί να αποτύχει.
• Οι ιονιστές λειτουργούν καλά σε παλλόμενο και συνεχές ρεύμα. Αλλά με παλμικό ρεύμα υψηλής συχνότητας αυτοί ζεσταίνονται πολύλόγω της υψηλής εσωτερικής τους αντίστασης, η οποία συχνά οδηγεί σε αστοχία.

Εφαρμογή

Συχνά βρίσκονται ιονιστές στη συσκευή ψηφιακό εξοπλισμό. Παίζουν το ρόλο ενός εφεδρικού τροφοδοτικού, μικροκυκλώματος κ.λπ. Χρησιμοποιώντας μια τέτοια πηγή, όταν η κύρια τροφοδοσία είναι απενεργοποιημένη, ο εξοπλισμός μπορεί να αποθηκεύσει ρυθμίσεις και να παρέχει ισχύ στο ενσωματωμένο ρολόι. Για παράδειγμα, ορισμένες συσκευές αναπαραγωγής ήχου χρησιμοποιούν έναν μικροσκοπικό υπερπυκνωτή.

Κατά την αντικατάσταση μπαταριών ή συσσωρευτών, ενδέχεται να χαθούν οι ρυθμίσεις συχνότητας του ραδιοφωνικού σταθμού ή του ρολογιού στη συσκευή αναπαραγωγής. Χάρη στον ενσωματωμένο ιονιστή αυτό δεν συμβαίνει. Τροφοδοτεί το ηλεκτρονικό κύκλωμα. Η χωρητικότητά του είναι πολύ μικρότερη από την μπαταρία, αλλά διαρκεί αρκετές ημέρες για να συνεχίσει να λειτουργούν το ρολόι και οι ρυθμίσεις.

Οι υπερπυκνωτές χρησιμοποιούνται επίσης για τη λειτουργία χρονομετρητών τηλεόρασης, ΦΟΥΡΝΟΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ, σύνθετο ιατρικό εξοπλισμό.

Υπήρξαν περιπτώσεις πειραματικής χρήσης ιονιστών, για παράδειγμα, για το σχεδιασμό ενός ηλεκτρομαγνητικού όπλου, το οποίο ονομάζεται όπλο Gauss.

Στην καθημερινή ζωή, οι ιονιστές χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα φακών LED χαμηλής ισχύος. Μπορεί να φορτιστεί χρησιμοποιώντας ηλιακά κύτταρα.

Μίζα άλματος αυτοκινήτου

Ένα δημοφιλές παράδειγμα χρήσης ενός ισχυρού ιονιστή είναι μια συσκευή εκκίνησης για έναν κινητήρα αυτοκινήτου.

Αυτό το κύκλωμα εκτελείται σε επιβατικά αυτοκίνητα οποιασδήποτε μάρκας με τάση δικτύου 12 βολτ.

• 1 – θετική επαφή της μπαταρίας.
• 2 – επαφή γείωσης (αρνητικός πόλος).
• 3 – ακροδέκτης διακόπτη ανάφλεξης.
• B1 – μπαταρία.
• Ks – διακόπτης ανάφλεξης.
• K1 και K1.1 – επαφέας με κλειδί ελέγχου.
• C – ιονιστής.
• Rс – αντίσταση για τον περιορισμό του ρεύματος φόρτισης του υπερπυκνωτή.

Το κύκλωμα χρησιμοποιεί έναν ιονιστή με τις ακόλουθες παραμέτρους:

• Μέγιστη τάση 15 βολτ.
• Εσωτερική αντίσταση 0,0015 Ohm.
• Χωρητικότητα 216 Farad.
• Ρεύμα λειτουργίας 2000 αμπέρ.

Αυτή η συσκευή εκκίνησης είναι αρκετή για να ξεκινήσει ένας κινητήρας με ισχύ έως 150 ίππους. Με. ο υπερπυκνωτής έχει τη δυνατότητα λήψης πλήρης φόρτισησε πέντε δευτερόλεπτα. Μια τέτοια συσκευή μπορεί να βρεθεί στην πώληση, αλλά η κατασκευή της μόνοι σας είναι πολύ φθηνότερη.

Εισαγωγή

Ένας ιονιστής (υπερπυκνωτής, υπερπυκνωτής, ηλεκτροχημικός πυκνωτής διπλής στρώσης) είναι μια ηλεκτροχημική συσκευή, ένας πυκνωτής με οργανικό ή ανόργανο ηλεκτρολύτη, οι "πλάκες" του οποίου είναι ένα διπλό ηλεκτρικό στρώμα στη διεπιφάνεια μεταξύ του ηλεκτροδίου και του ηλεκτρολύτη.

Ιστορία της δημιουργίας

Ο πρώτος πυκνωτής με διπλή στρώσησε ηλεκτρόδια από πορώδη άνθρακα κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1957 από την General Electric.

Δεδομένου ότι ο ακριβής μηχανισμός δεν ήταν ξεκάθαρος εκείνη την εποχή, υποτέθηκε ότι η ενέργεια αποθηκεύτηκε στους πόρους των ηλεκτροδίων, γεγονός που οδήγησε στον σχηματισμό "αποκλειστικά" υψηλή ικανότητασυσσώρευση φορτίου."

Λίγο αργότερα, το 1966, η Standard Oil του Οχάιο του Κλίβελαντ (SOHIO), ΗΠΑ κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας ένα στοιχείο που αποθήκευε ενέργεια σε διπλή στρώση.

Αντιμέτωπη με χαμηλούς όγκους πωλήσεων, το 1971 η SOHIO παραχώρησε άδεια χρήσης του προϊόντος στη NEC, η οποία διέθεσε με επιτυχία το προϊόν στην αγορά με την ονομασία "Supercapacitor". Το 1978, η Panasonic κυκλοφόρησε το "Gold Capacitor" ("Gold Cap"), το οποίο λειτουργεί με την ίδια αρχή.

Αυτοί οι πυκνωτές είχαν σχετικά υψηλή εσωτερική αντίσταση, περιορίζοντας την παραγωγή ενέργειας, επομένως αυτοί οι πυκνωτές χρησιμοποιήθηκαν μόνο ως μπαταρίες αποθήκευσης για SRAM.

Οι πρώτοι ιονιστές με χαμηλή εσωτερική αντίσταση για χρήση σε ισχυρά κυκλώματααναπτύχθηκαν από την PRI το 1982. Αυτοί οι ιονιστές εμφανίστηκαν στην αγορά με το όνομα "PRI Ultracapacitor".

Τύποι ιονιστών

1) Ιοντιστές με ιδανικά πολώσιμα ηλεκτρόδια άνθρακα («ιδανικός» ιονιστής, ιονικός πυκνωτής). Δεν χρησιμοποιούν ηλεκτροχημικές αντιδράσεις, λειτουργούν λόγω μεταφοράς ιόντων μεταξύ των ηλεκτροδίων. Μερικές επιλογές ηλεκτρολυτών: 30% υδατικό διάλυμα ΚΟΗ; 38% υδατικό διάλυμα H 2 SO 4; οργανικούς ηλεκτρολύτες.

2) Ιονίστορ με τέλεια πολώσιμο ηλεκτρόδιο άνθρακα και μη πολώσιμη ή ασθενώς πολώσιμη κάθοδο ή άνοδο («υβριδικοί» ιονιστές). Μια ηλεκτροχημική αντίδραση συμβαίνει σε ένα ηλεκτρόδιο. Επιλογές: Ag(-) και στερεός ηλεκτρολύτης RbAg 4 I 5; 30% υδατικό διάλυμα ΚΟΗ και NiOOH(+)

3) Ψευδοπυκνωτές - ιονιστές που χρησιμοποιούν αναστρέψιμες ηλεκτροχημικές διεργασίες στην επιφάνεια των ηλεκτροδίων. Έχουν υψηλή ειδική χωρητικότητα. Ηλεκτροχημικό σχήμα: (-) Ni(H) / 30% υδατικό διάλυμα ΚΟΗ / NiOOH (+); (-) C(H) / 38% υδατικό διάλυμα H 2 SO 4 / PbSO 4 (PbO 2) (+).

Συσκευή υπερπυκνωτών

Η διαφορά μεταξύ ενός ιονιστή και ενός πυκνωτή είναι ότι δεν υπάρχει ειδικό διηλεκτρικό στρώμα μεταξύ των ηλεκτροδίων του. Αντίθετα, τα ηλεκτρόδια του ιονιστή αποτελούνται από ουσίες που έχουν αντίθετους τύπους φορέων φορτίου.

Ως γνωστόν, ηλεκτρική χωρητικότηταΟ πυκνωτής εξαρτάται από την περιοχή των πλακών: όσο μεγαλύτερος είναι, τόσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα. Επομένως, τα ηλεκτρόδια ιονιστή κατασκευάζονται συχνότερα από αφρώδες άνθρακα ή ενεργό άνθρακα. Χάρη σε αυτή την τεχνική, είναι δυνατή η απόκτηση μιας μεγάλης περιοχής αρχικών "επενδύσεων". Τα ηλεκτρόδια χωρίζονται με διαχωριστή και όλα αυτά βρίσκονται στον ηλεκτρολύτη. Ο διαχωριστής είναι απαραίτητος αποκλειστικά για την προστασία των ηλεκτροδίων από βραχυκυκλώματα. Ο ηλεκτρολύτης κατασκευάζεται με βάση διαλύματα οξέων και αλκαλίων και είναι κρυσταλλικός και στερεός.

Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας έναν στερεό κρυσταλλικό ηλεκτρολύτη με βάση το ρουβίδιο, τον άργυρο και το ιώδιο (RbAg 4 I 5), είναι δυνατό να δημιουργηθούν ιονιστές με χαμηλή αυτοεκφόρτιση, μεγάλη χωρητικότητακαι αντέχουν σε χαμηλές θερμοκρασίες. Είναι επίσης δυνατή η κατασκευή ιονιστών με βάση ηλεκτρολύτες όξινων διαλυμάτων, όπως H 2 SO 4. Τέτοιοι ιονιστές έχουν χαμηλή εσωτερική αντίσταση, αλλά και χαμηλή τάση λειτουργίας περίπου 1 V. Πρόσφατα, σχεδόν ποτέ δεν παράγονται ιονιστές βασισμένοι σε ηλεκτρολύτες από διαλύματα αλκαλίων και οξέων, καθώς τέτοιοι ιονιστές περιέχουν τοξικές ουσίες.

Ως αποτέλεσμα ηλεκτροχημικών αντιδράσεων, ένας μικρός αριθμός ηλεκτρονίων απομακρύνεται από τα ηλεκτρόδια. Στην περίπτωση αυτή, τα ηλεκτρόδια αποκτούν θετικό φορτίο. Τα αρνητικά ιόντα που βρίσκονται στον ηλεκτρολύτη έλκονται από τα ηλεκτρόδια, τα οποία είναι θετικά φορτισμένα. Ως αποτέλεσμα όλης αυτής της διαδικασίας, σχηματίζεται ένα ηλεκτρικό στρώμα.

Το φορτίο στον ιονιστή διατηρείται στη διεπαφή μεταξύ του ηλεκτροδίου άνθρακα και του ηλεκτρολύτη. Το πάχος του ηλεκτρικού στρώματος, το οποίο σχηματίζεται από ανιόντα και κατιόντα, είναι μια πολύ μικρή τιμή, μερικές φορές ίση με 1...5 νανόμετρα (nm). Όπως είναι γνωστό, όσο μειώνεται η απόσταση μεταξύ των πλακών, αυξάνεται η χωρητικότητα.

Προς το κύριο θετικές ιδιότητεςΟι ιονιστές μπορούν να ταξινομηθούν ως:

· Σύντομοι χρόνοι φόρτισης και εκφόρτισης. Χάρη σε αυτό, ο ιονιστής μπορεί να φορτιστεί και να χρησιμοποιηθεί γρήγορα, ενώ η φόρτιση των μπαταριών απαιτεί σημαντικό χρόνο.

· Αριθμός κύκλων φόρτισης/εκφόρτισης - περισσότεροι από 100.000.

· Δεν απαιτούν συντήρηση.

· Μικρό βάρος και διαστάσεις.

Δεν απαιτείται περίπλοκη φόρτιση εκρηκτικά;

· Λειτουργεί σε μεγάλο εύρος θερμοκρασιών (-40…+70 0 C). Σε θερμοκρασίες πάνω από +70 0 C, ο ιονιστής, κατά κανόνα, καταστρέφεται.

· Μεγάλη διάρκεια ζωής.

Μειονεκτήματα των ιονιστών:

Η ειδική ενέργεια είναι μικρότερη από αυτή του παραδοσιακές πηγές(5-12 Wh/kg στα 200 Wh/kg για μπαταρίες ιόντων λιθίου).

· Η τάση εξαρτάται από την κατάσταση φόρτισης.

Δυνατότητα εξουθένωσης των εσωτερικών επαφών όταν βραχυκύκλωμα.

· Υψηλή εσωτερική αντίσταση σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς πυκνωτές (10...100 Ohm για ιονιστή 1 συχνότητας φάσης 5,5 V).

· Σημαντικά μεγαλύτερη αυτοεκφόρτιση σε σύγκριση με τις μπαταρίες: περίπου 1 μA για ένα 2-φασικό ιονιστή 2,5 V.

Για να αυξηθεί η τάση λειτουργίας του ιονιστή, συνδέονται σε σειρά, όπως και κατά τη σύνδεση μπαταριών. Είναι αλήθεια ότι για αξιόπιστη λειτουργία ενός τέτοιου σύνθετου ιονιστή, κάθε μεμονωμένος ιονιστής πρέπει να διακλαδίζεται με μια αντίσταση. Αυτό γίνεται για να εξισωθεί η τάση σε κάθε μεμονωμένο ιονιστή. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι παράμετροι των μεμονωμένων ιονιστών διαφέρουν. Το ρεύμα που διαρρέει την αντίσταση εξισορρόπησης πρέπει να είναι αρκετές φορές μεγαλύτερο από το ρεύμα διαρροής (αυτοεκφόρτιση) του ιονιστή. Η τιμή του ρεύματος αυτοεκφόρτισης για ιονιστές χαμηλής ισχύος είναι δεκάδες μικροαμπέρ.

Αξίζει επίσης να θυμηθούμε ότι ο υπερπυκνωτής είναι ένα πολικό στοιχείο. Επομένως, όταν το συνδέετε στο κύκλωμα, πρέπει να παρατηρήσετε την πολικότητα.

Επιπλέον, θα πρέπει να αποφύγετε το βραχυκύκλωμα των ακροδεκτών ιονιστή. Και παρόλο που οι ιονιστές είναι αρκετά ανθεκτικοί στα βραχυκυκλώματα, μπορεί να οδηγήσει σε υπερβολική αύξηση της θερμοκρασίας πάνω από το μέγιστο λόγω της θερμικής επίδρασης του ρεύματος και αυτό θα οδηγήσει σε βλάβη του ιονιστή.

Οι ιονιστές λειτουργούν καλά σε κυκλώματα συνεχούς ρεύματος και παλμικού ρεύματος. Είναι αλήθεια ότι εάν ένα παλμικό ρεύμα υψηλής συχνότητας ρέει μέσω του ιονιστή, μπορεί να θερμανθεί λόγω της υψηλής εσωτερικής αντίστασης στις υψηλές συχνότητες. Όπως ήδη αναφέρθηκε, η αύξηση της θερμοκρασίας των ηλεκτροδίων ιονιστή πάνω από το μέγιστο επιτρεπτό οδηγεί σε βλάβη του.

Η τεκμηρίωση για τον ιονιστή, κατά κανόνα, υποδεικνύει την τιμή της εσωτερικής του αντίστασης σε συχνότητα 1 kHz. Για παράδειγμα, για έναν ιονιστή DB-5R5D105T με χωρητικότητα 1 Farad, η εσωτερική αντίσταση σε συχνότητα 1 kHz είναι 30Sh. Υπάρχουν επίσης ιονιστές με ακόμη μικρότερη εσωτερική αντίσταση. Επισημαίνονται ως χαμηλή αντίσταση ή χαμηλή ESR. Τέτοιοι ιονιστές φορτίζονται πιο γρήγορα.

Για συνεχές ρεύμα, η εσωτερική αντίσταση του ιονιστή είναι μικρή και ανέρχεται σε μονάδες milliohms - δεκάδες ohms.

Ονομασία του ιονιστή στο διάγραμμα

Ενέργεια ηλεκτροδίου πυκνωτή ιονιστή

Στα διαγράμματα, ο ιονιστής χαρακτηρίζεται με τον ίδιο τρόπο όπως ένας ηλεκτρολυτικός πυκνωτής.

Μπορείτε να προσδιορίσετε ότι το διάγραμμα δείχνει έναν ιονιστή από την τιμή των ονομαστικών παραμέτρων. Εάν, για παράδειγμα, 1F * 5,5 V υποδεικνύεται δίπλα στην ονομασία, τότε αυτό είναι ιονιστής. Όπως γνωρίζετε, δεν υπάρχουν ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές χωρητικότητας 1 Farad, και αν υπάρχουν, οι διαστάσεις τους είναι σημαντικές. Επίσης, είναι άμεσα αντιληπτή η ονομαστική τάση των 5,5 V. Όπως ήδη αναφέρθηκε, οι ιονιστές, κατ 'αρχήν, δεν έχουν σχεδιαστεί για υψηλή τάση λειτουργίας.

Σχετικά πρόσφατα, τα λεγόμενα ιονιστικά έχουν γίνει ευρέως διαθέσιμα. Ονομάζονται επίσης υπερπυκνωτές. Είναι συγκρίσιμα σε μέγεθος με τους συμβατικούς ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές, αλλά έχουν πολύ μεγαλύτερη χωρητικότητα σε σύγκριση με αυτούς.

Ο ιονιστής είναι ένα είδος υβριδίου πυκνωτή και μπαταρίας. Στην ξένη λογοτεχνία, ο ιονιστής ονομάζεται εν συντομία EDLC, που σημαίνει μιηλεκτρικό ρεδιπλό μεγάλο ayer ντοπυκνωτής, που στα ρωσικά σημαίνει: πυκνωτής με διπλό ηλεκτρικό στρώμα. Η λειτουργία του ιονιστή βασίζεται σε ηλεκτροχημικές διεργασίες.

Η συσκευή του ιονιστή.

Η διαφορά μεταξύ ενός ιονιστή και ενός πυκνωτή είναι ότι δεν υπάρχει ειδικό διηλεκτρικό στρώμα μεταξύ των ηλεκτροδίων του. Αντίθετα, τα ηλεκτρόδια του ιονιστή αποτελούνται από ουσίες που έχουν αντίθετους τύπους φορέων φορτίου.

Όπως είναι γνωστό, η ηλεκτρική χωρητικότητα ενός πυκνωτή εξαρτάται από την περιοχή των πλακών: όσο μεγαλύτερη είναι, τόσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα. Επομένως, τα ηλεκτρόδια ιονιστή κατασκευάζονται συχνότερα από αφρώδες άνθρακα ή ενεργό άνθρακα. Χάρη σε αυτή την τεχνική, είναι δυνατό να αποκτήσετε μια μεγάλη περιοχή από αυθεντικές "επιμεταλλώσεις". Τα ηλεκτρόδια χωρίζονται με διαχωριστή και όλα αυτά βρίσκονται στον ηλεκτρολύτη. Ο διαχωριστής είναι απαραίτητος αποκλειστικά για την προστασία των ηλεκτροδίων από βραχυκυκλώματα. Ο ηλεκτρολύτης κατασκευάζεται με βάση διαλύματα οξέων και αλκαλίων και είναι κρυσταλλικός και στερεός.

Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας έναν στερεό κρυσταλλικό ηλεκτρολύτη με βάση το ρουβίδιο, τον άργυρο και το ιώδιο ( RbAg 4 I 5) είναι δυνατή η δημιουργία ιονιστών με χαμηλή αυτοεκφόρτιση, υψηλή χωρητικότητα και αντοχή σε χαμηλές θερμοκρασίες. Είναι επίσης δυνατή η κατασκευή ιονιστών με βάση ηλεκτρολύτες όξινων διαλυμάτων, όπως H 2 SO 4. Τέτοιοι ιονιστές έχουν χαμηλή εσωτερική αντίσταση, αλλά και χαμηλή τάση λειτουργίας περίπου 1 V. Πρόσφατα, σχεδόν ποτέ δεν παράγονται ιονιστές βασισμένοι σε ηλεκτρολύτες από διαλύματα αλκαλίων και οξέων, καθώς τέτοιοι ιονιστές περιέχουν τοξικές ουσίες.

Ως αποτέλεσμα ηλεκτροχημικών αντιδράσεων, ένας μικρός αριθμός ηλεκτρονίων απομακρύνεται από τα ηλεκτρόδια. Στην περίπτωση αυτή, τα ηλεκτρόδια αποκτούν θετικό φορτίο. Τα αρνητικά ιόντα που βρίσκονται στον ηλεκτρολύτη έλκονται από τα ηλεκτρόδια, τα οποία είναι θετικά φορτισμένα. Ως αποτέλεσμα όλης αυτής της διαδικασίας, σχηματίζεται ένα ηλεκτρικό στρώμα.

Το φορτίο στον ιονιστή διατηρείται στη διεπαφή μεταξύ του ηλεκτροδίου άνθρακα και του ηλεκτρολύτη. Το πάχος του ηλεκτρικού στρώματος, το οποίο σχηματίζεται από ανιόντα και κατιόντα, είναι μια πολύ μικρή τιμή, μερικές φορές ίση με 1...5 νανόμετρα (nm). Όπως είναι γνωστό, όσο μειώνεται η απόσταση μεταξύ των πλακών, αυξάνεται η χωρητικότητα.

Οι κύριες θετικές ιδιότητες των ιονιστών περιλαμβάνουν:

Σύντομοι χρόνοι φόρτισης και εκφόρτισης. Χάρη σε αυτό, ο ιονιστής μπορεί να φορτιστεί και να χρησιμοποιηθεί γρήγορα, ενώ η φόρτιση των μπαταριών απαιτεί πολύ χρόνο.

Αριθμός κύκλων φόρτισης/εκφόρτισης – περισσότεροι από 100.000.

Δεν απαιτείται συντήρηση.

Μικρό βάρος και διαστάσεις.

Δεν απαιτούνται σύνθετοι φορτιστές για τη φόρτιση.

Λειτουργεί σε μεγάλο εύρος θερμοκρασιών (-40…+70 0 C). Σε θερμοκρασίες πάνω από +70 0 C, ο ιονιστής, κατά κανόνα, καταστρέφεται.

Μεγάλη διάρκεια ζωής.

Οι αρνητικές ιδιότητες των ιονιστών περιλαμβάνουν το ακόμα υψηλό κόστος, καθώς και τη μάλλον χαμηλή τάση σε ένα στοιχείο του ιονιστή. Η ονομαστική τάση λειτουργίας του ιονιστή εξαρτάται από τον τύπο του ηλεκτρολύτη που χρησιμοποιείται σε αυτό.

Για να αυξηθεί η τάση λειτουργίας του ιονιστή, συνδέονται σε σειρά, όπως και κατά τη σύνδεση μπαταριών. Είναι αλήθεια ότι για αξιόπιστη λειτουργία ενός τέτοιου σύνθετου ιονιστή, κάθε μεμονωμένος ιονιστής πρέπει να διακλαδίζεται με μια αντίσταση. Αυτό γίνεται για να εξισωθεί η τάση σε κάθε μεμονωμένο ιονιστή. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι παράμετροι των μεμονωμένων ιονιστών διαφέρουν. Το ρεύμα που διαρρέει την αντίσταση εξισορρόπησης πρέπει να είναι αρκετές φορές μεγαλύτερο από το ρεύμα διαρροής (αυτοεκφόρτιση) του ιονιστή. Η τιμή του ρεύματος αυτοεκφόρτισης για ιονιστές χαμηλής ισχύος είναι δεκάδες μικροαμπέρ.

Αξίζει επίσης να θυμηθούμε ότι ο υπερπυκνωτής είναι ένα πολικό στοιχείο. Επομένως, όταν το συνδέετε στο κύκλωμα, πρέπει να παρατηρήσετε την πολικότητα.

Επιπλέον, θα πρέπει να αποφύγετε το βραχυκύκλωμα των ακροδεκτών ιονιστή. Και παρόλο που οι ιονιστές είναι αρκετά ανθεκτικοί στα βραχυκυκλώματα, μπορεί να οδηγήσει σε υπερβολική αύξηση της θερμοκρασίας πάνω από το μέγιστο λόγω της θερμικής επίδρασης του ρεύματος και αυτό θα οδηγήσει σε βλάβη του ιονιστή.

Οι ιονιστές λειτουργούν καλά σε κυκλώματα συνεχούς ρεύματος και παλμικού ρεύματος. Είναι αλήθεια ότι εάν ένα παλμικό ρεύμα υψηλής συχνότητας ρέει μέσω του ιονιστή, μπορεί να θερμανθεί λόγω της υψηλής εσωτερικής αντίστασης στις υψηλές συχνότητες. Όπως ήδη αναφέρθηκε, η αύξηση της θερμοκρασίας των ηλεκτροδίων ιονιστή πάνω από το μέγιστο επιτρεπτό οδηγεί σε βλάβη του.

Η τεκμηρίωση για τον ιονιστή, κατά κανόνα, υποδεικνύει την τιμή της εσωτερικής του αντίστασης σε συχνότητα 1 kHz. Για παράδειγμα, για έναν ιονιστή DB-5R5D105T με χωρητικότητα 1 Farad, η εσωτερική αντίσταση σε συχνότητα 1 kHz είναι 30Ω. Υπάρχουν επίσης ιονιστές με ακόμη μικρότερη εσωτερική αντίσταση. Επισημαίνονται ως Χαμηλή αντίστασηή Χαμηλό ESR. Τέτοιοι ιονιστές φορτίζονται πιο γρήγορα.

Για συνεχές ρεύμα, η εσωτερική αντίσταση του ιονιστή είναι μικρή και κυμαίνεται από milliohms έως δεκάδες ohms.

Αναγνώριση του ιονιστή στο διάγραμμα.

Στα διαγράμματα, ο ιονιστής χαρακτηρίζεται με τον ίδιο τρόπο όπως ένας ηλεκτρολυτικός πυκνωτής. Τότε τίθεται το ερώτημα: «Πώς μπορούμε να προσδιορίσουμε τι σχηματικό διάγραμμαΕίναι ο ιονιστής που φαίνεται;

Μπορείτε να προσδιορίσετε ότι το διάγραμμα δείχνει έναν ιονιστή από την τιμή των ονομαστικών παραμέτρων. Εάν δίπλα στον προσδιορισμό αναγράφεται, για παράδειγμα, 1F*5,5V, τότε θα γίνει αμέσως σαφές ότι πρόκειται για ιονιστή. Όπως γνωρίζετε, δεν υπάρχουν ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές χωρητικότητας 1 Farad, και αν υπάρχουν, οι διαστάσεις τους είναι σημαντικές. Επίσης, είναι άμεσα αντιληπτή η ονομαστική τάση των 5,5 V. Όπως ήδη αναφέρθηκε, οι ιονιστές, κατ 'αρχήν, δεν έχουν σχεδιαστεί για υψηλή τάση λειτουργίας.

Πού χρησιμοποιούνται οι ιονιστές;

Πολύ συχνά, ιονιστές μπορούν να βρεθούν σε ψηφιακό εξοπλισμό. Εκεί λειτουργούν ως αυτόνομο ή εφεδρικό τροφοδοτικό για μικροελεγκτές (IC"s), τσιπ μνήμης (RAM"s), τσιπ CMOS (CMOS"s) ή ηλεκτρονικά ρολόγια (RTC). Χάρη σε αυτό, ακόμη και όταν το κύριο το ρεύμα είναι απενεργοποιημένο ηλεκτρονική συσκευήσώζει καθορισμένες ρυθμίσειςκαι το πέρασμα του ρολογιού. Για παράδειγμα, η συσκευή αναπαραγωγής ήχου κασετών Walkman χρησιμοποιεί έναν μικροσκοπικό υπερπυκνωτή.

Κατά την αντικατάσταση μπαταριών ή μπαταριών στη συσκευή αναπαραγωγής, απενεργοποιείται πλήρως, γεγονός που οδηγεί αναπόφευκτα σε διαγραφή ρυθμίσεων (για παράδειγμα, συχνότητες ραδιοφωνικών σταθμών, ρυθμίσεις ισοσταθμιστή, επαναφορά του ηλεκτρονικού ρολογιού). Αλλά αυτό δεν συμβαίνει λόγω του γεγονότος ότι το ηλεκτρονικό κύκλωμα στη λειτουργία "αναμονής" τροφοδοτείται από ένα φορτισμένο ιονιστή. Και παρόλο που η χωρητικότητά του είναι δυσανάλογα μικρότερη από τη χωρητικότητα της μπαταρίας ή της μπαταρίας, αυτό είναι αρκετό για να αποθηκεύσετε τις ρυθμίσεις και να λειτουργήσετε το ρολόι για αρκετές ημέρες!

Ο υπερπυκνωτής είναι ένα αρκετά νέο ηλεκτρονικό εξάρτημα. Ο υπερπυκνωτής αναπτύχθηκε για πρώτη φορά στις Ηνωμένες Πολιτείες τη δεκαετία του 1960. Και αργότερα, το 1978, οι ιονιστές εμφανίστηκαν στην ΕΣΣΔ με το εμπορικό σήμα K58-1. Αυτός ήταν ο πρώτος εγχώριος ιονιστής. Στη συνέχεια, η βιομηχανία άρχισε να παράγει ιονιστές των εμπορικών σημάτων K58-15 και K58-16.

Πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα ιονιστή σε σπιτικά σχέδια; Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως τροφοδοτικό έκτακτης ανάγκης, για παράδειγμα σε σχέδια μικροελεγκτών. Εδώ είναι το απλούστερο διάγραμμα σύνδεσης ενός ιονιστή στο κύκλωμα ισχύος μιας ηλεκτρονικής συσκευής.

Η δίοδος VD1 χρησιμεύει για την πρόληψη της εκφόρτισης του ιονιστή C1 όταν η τάση τροφοδοσίας είναι 0 (Upit = 0). Ως δίοδος VD1, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε μια δίοδο Schottky, για παράδειγμα, 1N5817 και παρόμοια, καθώς έχουν χαμηλή πτώση τάσης. ανοιχτό πέρασμα. Η αντίσταση R1 αποτρέπει την υπερφόρτωση της παροχής ρεύματος περιορίζοντας το ρεύμα φόρτισης του ιονιστή. Δεν χρειάζεται να εγκατασταθεί εάν η πηγή ισχύος μπορεί να αντέξει ρεύμα φορτίου 100 - 250 mA. R n είναι η αντίσταση φορτίου (τροφοδοτούμενη συσκευή, για παράδειγμα, ένας μικροελεγκτής).

Προς το τέλος αυτής της ιστορίας θα ήθελα να δείξω ένα βίντεο. Το βίντεο δεν είναι δικό μου, το βρήκα στο YouTube. Δείχνεται πώς μπορείτε να τροφοδοτήσετε ένα LED από ένα φορτισμένο ιονιστή χωρητικότητας 0,047 F. Ο ιονιστής είναι 5,5 V, επομένως εάν αποφασίσετε να επαναλάβετε το πείραμα, φορτίστε το με 3 βολτ, διαφορετικά μπορεί να κάψετε κατά λάθος το LED .

Παρεμπιπτόντως, αποδεικνύεται ότι έχω ακριβώς τον ίδιο ιονιστή που βρίσκεται στην αποθήκη μου. Έχεις ιονιστή;

Ένας ιονιστής είναι ένας πυκνωτής του οποίου οι πλάκες είναι ένα διπλό ηλεκτρικό στρώμα μεταξύ του ηλεκτροδίου και του ηλεκτρολύτη. Ένα άλλο όνομα αυτής της συσκευής είναι υπερπυκνωτής, υπερπυκνωτής, ηλεκτροχημικός πυκνωτής διπλής στρώσης ή ionix. Έχει μεγάλη χωρητικότητα, η οποία του επιτρέπει να χρησιμοποιείται ως πηγή ρεύματος.

Συσκευή υπερπυκνωτών

Η αρχή λειτουργίας ενός ιονιστή είναι παρόμοια με έναν συμβατικό πυκνωτή, αλλά αυτές οι συσκευές διαφέρουν ως προς τα υλικά που χρησιμοποιούνται. Τα πορώδη υλικά χρησιμοποιούνται ως επενδύσεις σε τέτοια στοιχεία - ο ενεργός άνθρακας, ο οποίος είναι καλός αγωγός, ή τα αφρισμένα μέταλλα. Αυτό καθιστά δυνατή την πολλαπλάσια αύξηση της περιοχής τους και, δεδομένου ότι η χωρητικότητα του πυκνωτή είναι ευθέως ανάλογη με την περιοχή των ηλεκτροδίων, αυξάνεται στον ίδιο βαθμό. Επιπλέον, ένας ηλεκτρολύτης χρησιμοποιείται ως διηλεκτρικό, όπως στους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές, ο οποίος μειώνει την απόσταση μεταξύ των πλακών και αυξάνει την χωρητικότητα. Οι πιο συνηθισμένες παράμετροι είναι πολλά farads σε τάση 5-10V.

Τύποι ιονιστών

Υπάρχουν διάφοροι τύποι τέτοιων συσκευών:

• Με τέλεια πολωτικά ηλεκτρόδια ενεργού άνθρακα. Σε τέτοια στοιχεία δεν συμβαίνουν ηλεκτροχημικές αντιδράσεις. Χρησιμοποιείται ως ηλεκτρολύτης υδατικά διαλύματακαυστική σόδα (30% ΚΟΗ), θειικό οξύ (38% H2SO4) ή οργανικοί ηλεκτρολύτες.
• Ένα τέλεια πολώσιμο ηλεκτρόδιο ενεργού άνθρακα χρησιμοποιείται ως μία πλάκα. Το δεύτερο ηλεκτρόδιο είναι ασθενώς ή μη πολώσιμο (άνοδος ή κάθοδος, ανάλογα με το σχέδιο).
• Ψευδοπυκνωτές. Σε αυτές τις συσκευές, αναστρέψιμες ηλεκτροχημικές αντιδράσεις συμβαίνουν στην επιφάνεια των πλακών. Έχουν μεγάλη χωρητικότητα.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των ιονιστών

Τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούνται αντί για μπαταρίες ή συσσωρευτές. Σε σύγκριση με αυτά, τέτοια στοιχεία έχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.

Μειονεκτήματα των υπερπυκνωτών:

• χαμηλό ρεύμα εκφόρτισης σε κοινά στοιχεία και σχέδια χωρίς αυτό το μειονέκτημα είναι πολύ ακριβά.
• η τάση στην έξοδο της συσκευής πέφτει κατά την εκφόρτιση.
• σε περίπτωση βραχυκυκλώματος σε στοιχεία μεγάλη χωρητικότηταοι επαφές με χαμηλή εσωτερική αντίσταση καίγονται.
• μειωμένη επιτρεπόμενη τάση και ρυθμός εκφόρτισης σε σύγκριση με τους συμβατικούς πυκνωτές.
• υψηλότερο ρεύμα αυτοεκφόρτισης από ότι στις μπαταρίες.

Πλεονεκτήματα των υπερπυκνωτών:

• υψηλότερη ταχύτητα, ρεύμα φόρτισης και εκφόρτισης από ότι στις μπαταρίες.
• ανθεκτικότητα - όταν δοκιμάστηκε μετά από 100.000 κύκλους φόρτισης/εκφόρτισης, δεν παρατηρήθηκε επιδείνωση στις παραμέτρους.
• υψηλή εσωτερική αντίσταση στα περισσότερα σχέδια, αποτρέποντας την αυτοεκφόρτιση και την αστοχία κατά τη διάρκεια βραχυκυκλώματος.
• μεγάλη διάρκεια ζωής ·
• λιγότερο όγκο και βάρος?
• διπολικότητα - ο κατασκευαστής σημειώνει "+" και "-", αλλά αυτή είναι η πολικότητα της χρέωσης που εφαρμόζεται κατά τις δοκιμές παραγωγής.
• ευρύ φάσμα θερμοκρασιών λειτουργίας και αντοχή σε μηχανικές υπερφορτώσεις.

Ενεργειακή Πυκνότητα

Η ικανότητα αποθήκευσης ενέργειας σε υπερπυκνωτές είναι 8 φορές μικρότερη από αυτή των μπαταριών μολύβδου και 25 φορές μικρότερη από αυτή των μπαταριών λιθίου. Η ενεργειακή πυκνότητα εξαρτάται από την εσωτερική αντίσταση: όσο χαμηλότερη είναι, τόσο μεγαλύτερη είναι η ειδική ενεργειακή χωρητικότητα της συσκευής. Οι πρόσφατες εξελίξεις από τους επιστήμονες καθιστούν δυνατή τη δημιουργία στοιχείων των οποίων η ικανότητα αποθήκευσης ενέργειας είναι συγκρίσιμη με τις μπαταρίες μολύβδου.

Το 2008, δημιουργήθηκε στην Ινδία ένας ιονιστής, στον οποίο οι πλάκες ήταν κατασκευασμένες από γραφένιο. Η ενεργειακή ένταση αυτού του στοιχείου είναι 32 (Wh)/kg. Για σύγκριση, η ενεργειακή ένταση μπαταρίες αυτοκινήτου– 30-40 (Wh)/kg. Γρήγορη φόρτισηαπό αυτές τις συσκευές επιτρέπει τη χρήση τους σε ηλεκτρικά οχήματα.

Το 2011, Κορεάτες σχεδιαστές δημιούργησαν μια συσκευή στην οποία, εκτός από το γραφένιο, χρησιμοποιήθηκε και άζωτο. Αυτό το στοιχείο παρείχε διπλάσια συγκεκριμένη ενεργειακή ένταση.

Αναφορά.Το γραφένιο είναι ένα στρώμα άνθρακα, πάχους 1 ατόμου.

Εφαρμογή ιονιστών

Οι ηλεκτρικές ιδιότητες των υπερπυκνωτών χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς της τεχνολογίας.

Δημόσια συγκοινωνία

Τα ηλεκτρικά λεωφορεία, που χρησιμοποιούν ιονιστές αντί για μπαταρίες, παράγονται από τη Hyundai Motor, την Trolza, την Belkommunmash και κάποιες άλλες.

Αυτά τα λεωφορεία είναι δομικά παρόμοια με τα τρόλεϊ χωρίς μπάρες και δεν απαιτούν δίκτυο επαφής. Φορτίζονται σε στάσεις κατά την αποβίβαση και επιβίβαση των επιβατών ή στα τέρματα της διαδρομής σε 5-10 λεπτά.

Τρόλεϊ εξοπλισμένα με ιονιστές μπορούν να περιφέρουν γκρεμούς γραμμή επαφής, μποτιλιάρισμα και δεν απαιτούν καλώδια σε αμαξοστάσια και πάρκινγκ στα τελικά σημεία της διαδρομής.

Ηλεκτρικά αυτοκίνητα

Το κύριο πρόβλημα με τα ηλεκτρικά οχήματα είναι πολύς καιρόςχρέωση. Υπερπυκνωτής, με μεγάλο ρεύμα φόρτισηςκαι σύντομο χρόνο φόρτισης, επιτρέπει την επαναφόρτιση σε σύντομες στάσεις.

Στη Ρωσία, έχει αναπτυχθεί ένα Yo-mobile που χρησιμοποιεί ένα ειδικά δημιουργημένο ιονιστή ως μπαταρία.

Επιπλέον, η εγκατάσταση ενός υπερπυκνωτή παράλληλα με την μπαταρία σάς επιτρέπει να αυξήσετε το ρεύμα που καταναλώνει ο ηλεκτροκινητήρας κατά την εκκίνηση και την επιτάχυνση. Αυτό το σύστημα χρησιμοποιείται στο KERS, στα μονοθέσια της Formula 1.

Καταναλωτικά ηλεκτρονικά είδη

Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται σε φωτοφλας και άλλες συσκευές στις οποίες η δυνατότητα γρήγορη φόρτισηκαι η εκκένωση είναι πιο σημαντική από τις διαστάσεις και το βάρος της συσκευής. Για παράδειγμα, ο ανιχνευτής καρκίνου φορτίζει σε 2,5 λεπτά και λειτουργεί για 1 λεπτό. Αυτό είναι αρκετό για τη διεξαγωγή έρευνας και την πρόληψη καταστάσεων στις οποίες η συσκευή δεν λειτουργεί λόγω αποφορτισμένων μπαταριών.

Στα καταστήματα αυτοκινήτων μπορείτε να αγοράσετε ιονιστές χωρητικότητας 1 φαράντ για χρήση παράλληλα με το ραδιόφωνο αυτοκινήτου. Εξομαλύνουν τις διακυμάνσεις της τάσης κατά την εκκίνηση του κινητήρα.

DIY ιονιστής

Εάν θέλετε, μπορείτε να φτιάξετε έναν υπερπυκνωτή με τα χέρια σας. Μια τέτοια συσκευή θα έχει χειρότερες παραμέτρους και δεν θα διαρκέσει πολύ (μέχρι να στεγνώσει ο ηλεκτρολύτης), αλλά θα δώσει μια ιδέα για τη λειτουργία τέτοιων συσκευών γενικά.

Για να φτιάξετε ένα ιονιστή με τα χέρια σας, χρειάζεστε:

• φύλλο χαλκού ή αλουμινίου.
• άλας;
• Ενεργός άνθρακας από φαρμακείο.
• βαμβάκι;
• εύκαμπτα καλώδια για καλώδια.
• πλαστικό κουτί για τη θήκη.

Η διαδικασία κατασκευής ενός υπερπυκνωτή είναι η εξής:

• κόψτε δύο κομμάτια αλουμινόχαρτου τόσο μεγάλα ώστε να χωρούν στο κάτω μέρος του κουτιού.
• κολλήστε τα καλώδια στο αλουμινόχαρτο.
• Βρέξτε τον άνθρακα με νερό, αλέστε σε σκόνη και στεγνώστε.
• παρασκευάστε ένα διάλυμα άλατος 25%.
• ανακατέψτε τη σκόνη άνθρακα με αλατούχο διάλυμα σε μια πάστα.
• υγράνετε το βαμβάκι με διάλυμα άλατος.
• εφαρμόστε την πάστα σε ένα λεπτό, ομοιόμορφο στρώμα στο αλουμινόχαρτο.
• Φτιάξτε ένα "σάντουιτς": αλουμινόχαρτο με κάρβουνο επάνω, ένα λεπτό στρώμα από βαμβάκι, αλουμινόχαρτο με κάτω κάρβουνο.
• τοποθετήστε τη δομή στο κουτί.

Η επιτρεπόμενη τάση μιας τέτοιας συσκευής είναι 0,5 V. Όταν ξεπεραστεί, αρχίζει η διαδικασία ηλεκτρόλυσης και ο ιονιστής μετατρέπεται σε μπαταρία αερίου.

Ενδιαφέρων.Εάν συναρμολογήσετε πολλές τέτοιες κατασκευές, η τάση λειτουργίας θα αυξηθεί, αλλά η χωρητικότητα θα μειωθεί.

Οι ιονιστές είναι πολλά υποσχόμενες ηλεκτρικές συσκευές που, χάρη στους υψηλούς ρυθμούς φόρτισης και εκφόρτισης, μπορούν να αντικαταστήσουν τις συμβατικές μπαταρίες.

βίντεο