קבל הוא רכיב המאחסן מטען חשמלי.עקרון אחסון האנרגיה של קבלים כלליים וקבלים אולטרה (EDLC) זהה, שניהם מאחסנים מטען בצורה של שדה אלקטרוסטטי, אך קבל סופר מתאים יותר לשחרור מהיר ואחסון אנרגיה, במיוחד לבקרת אנרגיה מדויקת והתקני עומס מיידי .
הבה נדון בהבדלים העיקריים בין קבלים קונבנציונליים וקבלי סופר להלן.
| פריטי השוואה | קבלים רגילים | קבל-על |
| סקירה כללית | קבלים רגילים הוא דיאלקטרי לאחסון מטען סטטי, שעשוי להיות בעל מטען קבוע ונמצא בשימוש נרחב.זהו רכיב אלקטרוני הכרחי בתחום הכוח האלקטרוני. | קבל-על, המכונה גם קבל אלקטרוכימי, קבל שכבה כפולה, קבל זהב, קבל פאראדיי, הוא יסוד אלקטרוכימי שפותח משנות ה-70 וה-80 כדי לאגור אנרגיה על ידי קיטוב האלקטרוליט. |
| בְּנִיָה | קבל רגיל מורכב משני מוליכים מתכתיים (אלקטרודות) הצמודים זה לזה במקביל אך אינם במגע, עם דיאלקטרי בידוד ביניהם. | קבל-על מורכב מאלקטרודה, אלקטרוליט (המכיל מלח אלקטרוליט), ומפריד (מונע מגע בין האלקטרודות החיוביות והשליליות). האלקטרודות מצופות בפחם פעיל, בעל נקבוביות זעירות על פני השטח כדי להרחיב את שטח הפנים של האלקטרודות ולחסוך יותר בחשמל. |
| חומרים דיאלקטריים | תחמוצת אלומיניום, סרטי פולימר או קרמיקה משמשים כדיאלקטריים בין אלקטרודות בקבלים. | לקבל-על אין דיאלקטרי.במקום זאת, הוא משתמש בשכבה כפולה חשמלית שנוצרת על ידי מוצק (אלקטרודה) ונוזל (אלקטרוליט) בממשק במקום דיאלקטרי. |
| עקרון הפעולה | עקרון העבודה של קבלים הוא שהמטען יוזז על ידי הכוח בשדה החשמלי, כאשר יש דיאלקטרי בין המוליכים, הוא מעכב את תנועת המטען וגורם למטען להצטבר על המוליך, וכתוצאה מכך הצטברות של אחסון מטען. . | קבלי-על, לעומת זאת, משיגים אחסון אנרגית מטען דו-שכבתי על-ידי קיטוב האלקטרוליט וכן על-ידי מטענים פסאודו-קיבוליים חיזור. תהליך אגירת האנרגיה של קבלי-על הוא הפיך ללא תגובות כימיות, ולכן ניתן לטעון ולפרוק שוב ושוב מאות אלפי פעמים. |
| קיבול | קיבולת קטנה יותר. קיבולת הקיבול הכללית נעה בין כמה pF לכמה אלפי μF. | קיבולת גדולה יותר. הקיבולת של קבל-על כה גדולה עד שניתן להשתמש בו כסוללה.הקיבולת של קבל-על תלויה במרחק בין האלקטרודות לשטח הפנים של האלקטרודות.לכן, האלקטרודות מצופות בפחם פעיל כדי להגדיל את שטח הפנים כדי להשיג קיבולת גבוהה. |
| צפיפות אנרגיה | נָמוּך | גָבוֹהַ |
| אנרגיה ספציפית | <0.1 וואט/ק"ג | 1-10 וואט/ק"ג |
| כוח ספציפי | 100,000+ וואט/ק"ג | 10,000+ וואט/ק"ג |
| זמן טעינה/פריקה | זמני הטעינה והפריקה של קבלים קונבנציונליים הם בדרך כלל 103-106 שניות. | קבלים אולטרה יכולים לספק טעינה מהר יותר מסוללות, עד 10 שניות, ולאחסן יותר טעינה ליחידת נפח מאשר קבלים רגילים.זו הסיבה שהוא נחשב בין סוללות וקבלים אלקטרוליטיים. |
| חיי מחזור טעינה/פריקה | קצר יותר | ארוך יותר (בדרך כלל 100,000+, עד מיליון מחזורים, יותר מ-10 שנים של יישום) |
| יעילות טעינה/פריקה | >95% | 85%-98% |
| טמפרטורת פעולה | -20 עד 70 ℃ | -40 עד 70 ℃ (מאפייני טמפרטורה נמוכים במיוחד וטווח טמפרטורות רחב יותר) |
| מתח מדורג | גבוה יותר | נמוך יותר (בדרך כלל 2.5V) |
| עֲלוּת | נמוך יותר | גבוה יותר |
| יתרון | פחות אובדן צפיפות אינטגרציה גבוהה בקרת כוח אקטיבי ותגובתי | תוחלת חיים ארוכה קיבולת גבוהה במיוחד זמן טעינה ופריקה מהירים זרם עומס גבוה טווח טמפרטורות עבודה רחב יותר |
| יישום | ▶ פלט אספקת חשמל חלקה; ▶תיקון גורם כוח (PFC); ▶ מסנני תדר, מסנני מעבר גבוה, מסנני מעבר נמוך; ▶צימוד וניתוק איתות; ▶מתנעי מנוע; ▶ מאגרים (מגני מתח ומסנני רעש); ▶מתנדים. | ▶רכבי אנרגיה חדשים, מסילות ברזל ויישומי תחבורה אחרים; ▶אל-פסק (UPS), החלפת מאגר קבלים אלקטרוליטיים; ▶ספק כוח לטלפונים סלולריים, מחשבים ניידים, מכשירי כף יד וכו'; ▶מברגים חשמליים נטענים הניתנים לטעינה מלאה תוך דקות; ▶מערכות תאורת חירום ומכשירי דופק חשמליים בעלי הספק גבוה; ▶ICs, RAM, CMOS, שעונים ומיקרו מחשבים וכו'. |
אם יש לך משהו להוסיף או תובנות אחרות, אל תהסס לדבר איתנו.
זמן פרסום: 22 בדצמבר 2021