Աբստրակտ
GMCC-ն հաջողությամբ մշակել է 60138 ստանդարտ չափսի նորարարական 5000F ուլտրակոնդենսատոր՝ ավելի բարձր էներգիայի խտությամբ (>10 Վտժ/կգ), որը կարող է ապահովել բարձր հզորության խտություն, գրեթե ակնթարթային լիցքավորում և լիցքաթափում, բարձր հուսալիություն, ծայրահեղ ջերմաստիճանային դիմադրություն և միաժամանակ ավելի քան 1,000,000 լիցքավորման-լիցքաթափման ցիկլի ծառայության ժամկետ: GMCC 5000F մարտկոցը կարող է զգալիորեն բարելավել էլեկտրական ցանցի իներցիայի աջակցությունը և առաջնային հաճախականության մոդուլյացիայի ունակությունը, ինչպես նաև բարելավել ցանցում սարքավորումների աշխատանքը: Միևնույն ժամանակ, GMCC 5000F մարտկոցը կարող է բավարարել օժանդակ ցածր ջերմաստիճանի սառը մեկնարկի, էներգիայի աջակցության, էներգիայի վերականգնման, լարով կառավարվող ցածր լարման էլեկտրամատակարարման պահանջները ավտոմոբիլային և այլ էներգետիկ կիրառությունների համար:
Ներածություն
ՈւլտրակոնդենսատորներՈրպես բարձր հուսալիության էներգիայի աղբյուր, որը կարճ ժամանակահատվածում ապահովում է բարձր հոսանք, այսօր ավելի ու ավելի մեծ ուշադրություն է գրավում: Աշխարհում էլեկտրաֆիկացման աճին զուգընթաց հսկայական ջանքեր են գործադրվում էներգիայի և հզորության խտության, որակի, անվտանգության բարելավման և էներգիայի կուտակման սարքերի արժեքի նվազեցման համար: Ուլտրակոնդենսատորները ավելի ու ավելի են ընդունվում որպես էներգիայի կուտակման համակարգեր, որոնք հնարավորություն են տալիս օգտագործել ավտոմոբիլային համակարգեր, ինչպիսիք են՝ առաջադեմ վարորդական օժանդակությունը (ADAS), նորարարական կախոցների և հակագլորման համակարգերը, ինչպես նաև առաջադեմ արտակարգ արգելակման համակարգը (AEBS) և այլն: Մոտ ապագայում, մաքուր էներգիայի, ինչպիսիք են ֆոտովոլտային և քամու էներգիան, լայնածավալ էներգետիկ ցանցին միացման պայմաններում, կանխատեսվում է, որ ուլտրակոնդենսատորները կնպաստեն նոր էներգետիկ համակարգերի, ինչպիսիք են՝ էլեկտրական ցանցի հաճախականության մոդուլյացիան, արագացված զարգացմանը:
Նկ. 1 GMCC 2.7V 5000F EDLC մարտկոց
5000F ուլտրակոնդենսատորային տեխնոլոգիա
Ներկայումս գերկոնդենսատորների արդյունաբերության մեջ բջջի առավելագույն տարողունակությունը ընդամենը 3000F է, և քանի որ դրական և բացասական էլեկտրոդներում ակտիվացված ածխածնի տեսակարար մակերեսը հեռու է արդյունավետորեն օգտագործվելուց, ներկայիս արդյունավետ օգտագործման մակարդակը կազմում է ընդամենը մոտ 10%: Եթե ուլտրակոնդենսատորների էներգիայի խտության խոչընդոտը և սահմանափակումները խախտվեն, ապա պետք է կատարվեն որոշ հիմնարար նորարարություններ և ճշգրտումներ նյութական կառուցվածքում, պինդ-հեղուկ միջերեսում և էլեկտրաքիմիական համակարգում:
GMCC-ն իրականացրել է բազմաչափ համապարփակ տեխնիկական օպտիմալացում, որը ներառում է մոլեկուլային/իոնային մասշտաբ, նյութի միկրո և նանո կառուցվածքային մասշտաբ, նյութի միկրո պինդ-հեղուկ միջերեսային մասշտաբ, նյութի մասնիկային մասշտաբ, բարձր տարողունակության էլեկտրաքիմիական համակարգի մշակում, բջջային կառուցվածքի նախագծում և այլն: Նախ, ածխածնային նյութերի ծակոտիների կառուցվածքը և մակերևույթի բնութագրերը խորը վերլուծվել և օպտիմալացվել են, և ածխածնային նյութը հատուկ նախագծված է փոխներթափանցող հիերարխիկ ծակոտկեն կառուցվածքով (միկրոպորոզները, մեզոպորոզները և մակրոպորոզները փոխադարձաբար անարգել են): Երկրորդ, համապարփակորեն դիտարկվել են այնպիսի հիմնական ցուցանիշներ, ինչպիսիք են իոնի չափը, իոնային ակտիվությունը, լուծողական էֆեկտը, էլեկտրոլիտի մածուցիկությունը: Նյութ/էլեկտրոլիտ պինդ-հեղուկ միջերեսի համապատասխան ուսումնասիրության հիման վրա ակտիվացված ածխածնի տեսակարար մակերեսը լիովին օգտագործվում է առավելագույն չափով, և մակերեսային ադսորբված լիցքի քանակը և ունակությունը զգալիորեն բարելավվել են: Երրորդ, հատուկ բաժանիչը պատրաստված է կոմպոզիտային մանրաթելային նյութից և ունի բարձր ամրության, բարձր ծակոտկենության և բարձր հեղուկ կլանման ունակության բնութագրեր: Հետագայում կիրառվում է չաղտոտող չոր էլեկտրոդի գործընթաց՝ էլեկտրոդի խտությունը զգալիորեն բարելավելու համար: Միևնույն ժամանակ, այն նաև ապահովում է բջիջի ավելի լավ թրթռման դիմադրություն և երկարակեցություն, իսկ կպչուն ֆիբրոզային գործընթացը կպչում և փաթաթվում է նյութական մասնիկների մակերեսին՝ ձևավորելով «վանդակավոր» կառուցվածք, որը նպաստում է էլեկտրոլիտի ադսորբցիային և իոնների փոխանցմանը: Վերջապես, GMCC-ն կիրառում է ամբողջությամբ լազերային եռակցման տեխնոլոգիական գործընթացը, և ստացված բջիջը մետաղագործական կոշտ միացված կառուցվածք է՝ ցածր օհմիկ շփման դիմադրությամբ և գերազանց թրթռման դիմադրողականությամբ, որը համապատասխանում է ավտոմոբիլային AECQ200 ստանդարտի պահանջներին:
| Էլեկտրական տեխնիկական բնութագրեր | |
| Tտիպ | C60W-2R7-5000 |
| Գնահատված լարումՎR | 2.7V |
| Աճի լարումVS1 | 2.85V |
| Գնահատված տարողունակություն C2 | 5000 Ֆարենհայտ |
| Հզորության հանդուրժողականություն3 | -0%/+20% |
| Էնդոսպորալ ռեզոնանսային արագություն (ԷՌՍ)2 | ≤0.25մΩ |
| Արտահոսքի հոսանքԵսL4 | <9 mA |
| Ինքնալիցքավորման արագություն 5 | <20% |
| Առավելագույն հաստատուն հոսանք IՄՀԿ(ΔT = 15°C)6 | 136A |
| Առավելագույն հոսանքIՄաքս7 | 3.0 հազարA |
| Կարճ հոսանքԵսS8 | 10.8 կԱ |
| Պահված է ԷներգիաԵ9 | 5.1 Վտժ |
| Էներգիայի խտությունԵd 10 | 9.9 Վտժ/կգ |
| Օգտագործելի հզորության խտությունPd11 | 6.8 կՎտ/կգ |
| Համապատասխան իմպեդանսային հզորությունPdMax12 | 14.2կՎտ/կգ |
Աղյուսակ 1 GMCC 2.7V 5000F EDLC մարտկոցի հիմնական էլեկտրական տեխնիկական բնութագրերը
Որպեսզի նշվի անվանական լարումով ուլտրակոնդենսատոր, բջիջը պետք է համապատասխանի որոշակի պայմանների: Վերջին տարիների ընթացքում արդյունաբերության մեջ սահմանվել է ստանդարտ: Երբ այն պահվում է առավելագույն աշխատանքային ջերմաստիճանում (65°C ուլտրակոնդենսատորների մեծ մասի համար) և անվանական լարման տակ, բջիջը պետք է հասնի սահմանված ծառայության ժամկետի՝ մնալով սահմանված ծառայության ժամկետի չափանիշների սահմաններում: Կյանքի ժամկետը սահմանվում է 1500 ժամ ուլտրակոնդենսատորների արտադրողների մեծ մասի համար, և ծառայության ժամկետի չափանիշներն են՝ անվանական տարողության կորստի 20%-ից պակասը և նշված ESR արժեքի առավելագույն 100%-ի աճը: Նկար 2-ը ցույց է տալիս, որ GMCC 5000F ուլտրակոնդենսատորը կարող է բավարարել այս պայմանները:
Նկ. 2. GMCC 5000F ուլտրակոնդենսատորի տարողունակության (ձախ կոր) և ESR (աջ կոր) էվոլյուցիան՝ պահպանված 65 oC ջերմաստիճանում և 2.7 Վ լարման պայմաններում։
Ապագան
Մենք կարծում ենք, որ նպատակային, ինտենսիվ հետազոտությունների և զարգացման գործունեությունը մեզ հնարավորություն կտա ավելի բարելավել բջիջների ընդհանուր աշխատանքը, մասնավորապես՝ բջիջների լարումը։ Լաբորատորիայի ներկայիս արդյունքների հիման վրա մենք ակնկալում ենք, որ բջիջների հաջորդ լարման մակարդակը կհասնի մոտ ապագայում։ Սա մեզ հնարավորություն կտա մեծացնել GMCC ուլտրակոնդենսատորների էներգիայի և հզորության խտությունը և այդպիսով համընթաց քայլել ավելի փոքր և ավելի հզոր էներգիայի կուտակման լուծումների միտմանը։
Հրապարակման ժամանակը. Հոկտեմբեր-09-2023