Abstrakt
GMCC ka zhvilluar me sukses një ultrakondensator inovativ 5000F me dendësi më të lartë energjie (>10 Wh/kg) në madhësinë standarde 60138, i cili mund të ofrojë dendësi të lartë fuqie, karikim dhe shkarkim pothuajse të menjëhershëm, besueshmëri të lartë, tolerancë ekstreme ndaj temperaturës dhe një jetëgjatësi shërbimi prej mbi 1,000,000 ciklesh karikim-shkarkimi njëkohësisht. Qeliza GMCC 5000F mund të përmirësojë shumë mbështetjen e inercisë dhe aftësinë e modulimit të frekuencës primare për rrjetin elektrik, si dhe të përmirësojë performancën e pajisjeve në rrjet. Ndërkohë, qeliza GMCC 5000F mund të përmbushë ndezjen ndihmëse të ftohtë në temperaturë të ulët, mbështetjen e energjisë, rikuperimin e energjisë, furnizimin me energji të tensionit të ulët të kontrolluar me tela për aplikime të automobilave dhe aplikime të tjera të energjisë.
Hyrje
Ultrakondensatorë, si një burim energjie shumë i besueshëm që siguron rrymë të lartë në një periudhë të shkurtër kohore, kanë tërhequr vëmendje gjithnjë e më të madhe në ditët e sotme. Me elektrifikimin gjithnjë e më të madh global, janë bërë përpjekje të mëdha për të përmirësuar dendësinë e energjisë dhe fuqisë, cilësinë, sigurinë dhe për të ulur koston e pajisjeve të ruajtjes së energjisë. Ultrakondensatorët pranohen gjithnjë e më shumë si sisteme ruajtjeje energjie që mundësojnë aplikime në automobila, siç janë ndihma e avancuar e drejtimit (ADAS), sistemet inovative të pezullimit dhe barit anti-rrotullues, dhe sistemi i avancuar i frenimit emergjent (AEBS), etj. Në të ardhmen e afërt, përballë lidhjes në shkallë të gjerë të rrjetit të energjisë të energjisë së pastër, siç janë energjia fotovoltaike dhe e erës, pritet që ultrakondensatorët të sjellin zhvillim të përshpejtuar në sisteme të reja të energjisë, siç është modulimi i frekuencës së rrjetit të energjisë.
Fig. 1 Qeliza EDLC GMCC 2.7V 5000F
Teknologjia e Ultrakondensatorëve 5000F
Aktualisht, kapaciteti maksimal i qelizës në industrinë e superkondensatorëve është vetëm 3000F, dhe për shkak se sipërfaqja specifike e karbonit të aktivizuar në elektrodat pozitive dhe negative është larg nga shfrytëzimi efektiv, shkalla aktuale e shfrytëzimit efektiv është vetëm rreth 10%. Nëse ngushtica e dendësisë së energjisë dhe kufizimet e ultrakondensatorëve thyhen, duhet të bëhen disa inovacione dhe rregullime themelore nga struktura e materialit, ndërfaqja e ngurtë-lëngshme dhe sistemi elektrokimik.
GMCC ka kryer optimizim teknik gjithëpërfshirës shumëdimensional, duke përfshirë shkallën molekulare/jonike, shkallën e mikro dhe nanostrukturës së materialit, shkallën e ndërfaqes mikro të ngurtë-lëngshme të materialit, shkallën e grimcave të materialit, zhvillimin e sistemit elektrokimik me kapacitet të lartë, projektimin e strukturës qelizore, etj. Së pari, struktura e poreve dhe karakteristikat sipërfaqësore të materialeve të karbonit janë analizuar dhe optimizuar thellësisht, dhe materiali i karbonit është projektuar posaçërisht me një strukturë poroze hierarkike ndërhyrëse (mikroporet, mezoporet dhe makroporet janë të papenguara reciprokisht). Së dyti, treguesit kryesorë si madhësia e jonit, aktiviteti i jonit, efekti i tretësirës, viskoziteti i elektrolitit janë marrë në konsideratë në mënyrë gjithëpërfshirëse. Bazuar në studimin e përputhjes së ndërfaqes material/elektrolit të ngurtë-lëngshme, sipërfaqja specifike e karbonit të aktivizuar është shfrytëzuar plotësisht në masën maksimale, dhe sasia dhe aftësia e ngarkesës së adsorbuar sipërfaqësore janë përmirësuar shumë. Së treti, ndarësi special është bërë nga material fibre kompozite dhe ka karakteristikat e forcës së lartë, porozitetit të lartë dhe aftësisë së lartë të thithjes së lëngjeve. Më pas, është adoptuar procesi i elektrodës së thatë jo-ndotëse për të përmirësuar shumë dendësinë e ngjeshjes së elektrodës. Ndërkohë, kjo gjithashtu e bën qelizën të ketë rezistencë më të mirë ndaj dridhjeve dhe performancë më të mirë jetëgjatësie, dhe procesi i fibrozës ngjitëse ngjitet dhe mbështjellet në sipërfaqen e grimcave të materialit për të formuar një strukturë "kafaz", e cila lehtëson adsorbimin e elektrolitit dhe transmetimin e joneve. Së fundmi, GMCC miraton procesin e teknologjisë së saldimit me të gjitha fletët dhe lazerin, dhe qeliza e përftuar është një strukturë metalurgjike e lidhur fort me rezistencë të ulët ndaj kontaktit omik dhe rezistencë të shkëlqyer ndaj dridhjeve, e cila përmbush kërkesat e standardit AECQ200 të gradës automobilistike.
| SPECIFIKIMET ELEKTRIKE | |
| Ttip | C60W-2R7-5000 |
| Tensioni i vlerësuarVR | 2.7V |
| Tensioni i mbingarkesësVS1 | 2.85V |
| Kapaciteti i vlerësuar C2 | 5000 F |
| Toleranca e Kapacitetit3 | -0%/+20% |
| ESR2 | ≤0.25mΩ |
| Rryma e rrjedhjesUnëL4 | <9 mA |
| Shkalla e vetë-shkarkimit 5 | <20% |
| Rryma maksimale konstante IMCC(ΔT = 15°C)6 | 136A |
| Rryma maksimaleIMaks7 | 3.0 mijëA |
| Rrymë e shkurtërUnëS8 | 10.8 kA |
| I ruajtur EnergjiE9 | 5.1 Wh |
| Dendësia e EnergjisëEd 10 | 9.9 Wh/kg |
| Dendësia e Fuqisë së PërdorshmePd11 | 6.8 kW/kg |
| Fuqia e Impedancës së PërputhurPdMax12 | 14.2kW/kg |
Tab. 1 Specifikimet bazë elektrike të qelizës EDLC GMCC 2.7V 5000F
Për të specifikuar një ultrakondensator me një tension të vlerësuar, qeliza duhet të përmbushë kushte të caktuara. Një standard është vendosur në industri gjatë viteve të fundit. Kur mbahet në temperaturën maksimale të funksionimit (65°C për shumicën e ultrakondensatorëve) dhe tensionin e vlerësuar, qeliza duhet të arrijë një jetëgjatësi të përcaktuar duke mbetur brenda kritereve të përcaktuara të fundit të jetëgjatësisë. Jetëgjatësia është vendosur në 1500 orë për shumicën e prodhuesve të ultrakondensatorëve dhe kriteret e fundit të jetëgjatësisë janë më pak se 20% humbje nominale e kapacitetit dhe një rritje maksimale prej 100% të vlerës së specifikuar ESR. Fig. 2 tregon se ultrakondensatori GMCC 5000F mund t'i përmbushë këto kushte.
Fig. 2 Evolucioni i kapacitetit (kurba e majtë) dhe ESR (kurba e djathtë) i ultrakondensatorit GMCC 5000F i mbajtur në një temperaturë prej 65 oC dhe tension prej 2.7V.
E ardhmja
Ne besojmë se aktivitetet intensive të kërkim-zhvillimit të orientuara drejt objektivave do të na mundësojnë të përmirësojmë më tej performancën e përgjithshme të qelizave, veçanërisht tensionin e tyre. Bazuar në rezultatet aktuale laboratorike, presim që niveli i ardhshëm i tensionit të qelizave të ndodhë në të ardhmen e parashikueshme. Kjo do të na mundësojë të rrisim dendësinë e energjisë dhe të fuqisë së ultrakondensatorëve GMCC dhe kështu të mbajmë ritmin me trendin drejt zgjidhjeve gjithnjë e më të vogla dhe më të fuqishme të ruajtjes së energjisë.
Koha e postimit: Tetor-09-2023