Il condensatore è un componente che immagazzina la carica elettrica.Il principio di accumulo dell'energia del condensatore generale e dell'ultracondensatore (EDLC) è lo stesso, entrambi immagazzinano la carica sotto forma di campo elettrostatico, ma il supercondensatore è più adatto per il rilascio rapido e l'immagazzinamento di energia, in particolare per il controllo energetico di precisione e i dispositivi a carico istantaneo .
Di seguito discutiamo le principali differenze tra condensatori convenzionali e supercondensatori.
| Elementi di confronto | Condensatore convenzionale | Supercondensatore |
| Panoramica | Il condensatore convenzionale è un dielettrico con accumulo di carica statica, che può avere una carica permanente ed è ampiamente utilizzato.È un componente elettronico indispensabile nel campo dell'energia elettronica. | Il supercondensatore, noto anche come condensatore elettrochimico, condensatore a doppio strato, condensatore d'oro, condensatore di Faraday, è un elemento elettrochimico sviluppato dagli anni '70 e '80 per immagazzinare energia polarizzando l'elettrolita. |
| Costruzione | Un condensatore convenzionale è costituito da due conduttori metallici (elettrodi) vicini tra loro in parallelo ma non in contatto, con un dielettrico isolante in mezzo. | Un supercondensatore è costituito da un elettrodo, un elettrolita (contenente sale elettrolitico) e un separatore (che impedisce il contatto tra gli elettrodi positivo e negativo). Gli elettrodi sono rivestiti con carbone attivo, che presenta minuscoli pori sulla superficie per espandere la superficie degli elettrodi e risparmiare più elettricità. |
| Materiali dielettrici | Ossido di alluminio, pellicole polimeriche o ceramica vengono utilizzati come dielettrici tra gli elettrodi nei condensatori. | Un supercondensatore non ha un dielettrico.Utilizza invece un doppio strato elettrico formato da un solido (elettrodo) e un liquido (elettrolita) all'interfaccia invece di un dielettrico. |
| Principio di funzionamento | Il principio di funzionamento del condensatore è che la carica verrà spostata dalla forza nel campo elettrico, quando c'è un dielettrico tra i conduttori, ostacola il movimento della carica e fa accumulare la carica sul conduttore, con conseguente accumulo di accumulo di carica . | I supercondensatori, d'altra parte, ottengono un accumulo di energia di carica a doppio strato polarizzando l'elettrolita e mediante cariche pseudo-capacitive redox. Il processo di accumulo di energia dei supercondensatori è reversibile senza reazioni chimiche e quindi può essere caricato e scaricato ripetutamente centinaia di migliaia di volte. |
| Capacità | Capacità minore. La capacità generale della capacità varia da pochi pF a diverse migliaia di μF. | Capacità maggiore. La capacità del supercondensatore è così grande che può essere utilizzata come batteria.La capacità del supercondensatore dipende dalla distanza tra gli elettrodi e dalla superficie degli elettrodi.Pertanto, gli elettrodi sono rivestiti con carbone attivo per aumentare la superficie e ottenere un'elevata capacità. |
| Densita 'energia | Basso | Alto |
| Energia specifica | <0,1Wh/kg | 1-10Wh/kg |
| Potenza specifica | 100.000+Wh/kg | 10.000+Wh/kg |
| Tempo di carica/scarica | I tempi di carica e scarica dei condensatori convenzionali sono generalmente di 103-106 secondi. | Gli ultracondensatori possono fornire la carica più velocemente delle batterie, fino a 10 secondi, e immagazzinare più carica per unità di volume rispetto ai condensatori convenzionali.Per questo viene considerato tra le batterie ed i condensatori elettrolitici. |
| Durata del ciclo di carica/scarica | Più breve | Più a lungo (generalmente 100.000+, fino a 1 milione di cicli, più di 10 anni di applicazione) |
| Efficienza di carica/scarica | >95% | 85%-98% |
| Temperatura di esercizio | Da -20 a 70 ℃ | Da -40 a 70 ℃ (Migliori caratteristiche di temperatura ultra-bassa e intervallo di temperature più ampio) |
| Tensione nominale | Più alto | Inferiore (tipicamente 2,5 V) |
| Costo | Inferiore | Più alto |
| Vantaggio | Meno perdite Alta densità di integrazione Controllo della potenza attiva e reattiva | Lunga durata Capacità ultra elevata Tempi di carica e scarica rapidi Corrente di carico elevata Intervallo di temperatura operativa più ampio |
| Applicazione | ▶Alimentazione regolare in uscita; ▶Correzione del fattore di potenza (PFC); ▶Filtri di frequenza, filtri passa alto, passa basso; ▶Accoppiamento e disaccoppiamento del segnale; ▶Avviatori motore; ▶Buffer (protettori da sovratensione e filtri antirumore); ▶Oscillatori. | ▶Veicoli di nuova energia, ferrovie e altre applicazioni di trasporto; ▶Gruppi di continuità (UPS), sostituzione banchi di condensatori elettrolitici; ▶Alimentatore di telefoni cellulari, laptop, dispositivi palmari, ecc.; ▶Avvitatori elettrici ricaricabili che possono essere caricati completamente in pochi minuti; ▶Sistemi di illuminazione di emergenza e dispositivi ad impulsi elettrici ad alta potenza; ▶IC, RAM, CMOS, orologi e microcomputer, ecc. |
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Orario di pubblicazione: 22 dicembre 2021