Abstrak
Matagumpay na nakabuo ang GMCC ng isang makabagong 5000F ultracapacitor na may mas mataas na energy density (>10 Wh/kg) sa 60138 standard size, na maaaring mag-alok ng mataas na power density, halos agarang pag-charge at pagdiskarga, mataas na reliability, matinding temperature tolerance, at service life na mahigit 1,000,000 charge-discharge cycles nang sabay-sabay. Malaki ang maitutulong ng GMCC 5000F cell sa inertia support at kakayahan ng primary frequency modulation para sa power grid, at mapabuti ang performance ng mga kagamitan sa network. Samantala, kayang matugunan ng GMCC 5000F cell ang auxiliary low temperature cold start, power support, energy recovery, wire-controlled low voltage power supply para sa automotive at iba pang power applications.
Panimula
Mga Ultracapacitor, bilang isang lubos na maaasahang pinagmumulan ng kuryente na nagbibigay ng mataas na kuryente sa maikling panahon, ay nakakaakit ng mas maraming atensyon sa kasalukuyan. Dahil sa parami nang paraming pandaigdigang elektripikasyon, napakaraming pagsisikap ang ginawa upang mapabuti ang enerhiya at densidad ng kuryente, kalidad, kaligtasan, at mabawasan ang gastos ng mga aparato sa pag-iimbak ng enerhiya. Ang mga ultracapacitor ay lalong tinatanggap bilang mga sistema ng pag-iimbak ng enerhiya na nagbibigay-daan sa mga aplikasyon sa sasakyan tulad ng advanced driving assistance (ADAS), makabagong suspension at anti-roll bar system, at advanced emergency braking system (AEBS), atbp. Sa malapit na hinaharap, sa harap ng malawakang koneksyon ng energy grid ng malinis na enerhiya tulad ng photovoltaic at wind power, inaasahan na ang mga ultracapacitor ay magdadala ng pinabilis na pag-unlad sa mga bagong sistema ng kuryente, tulad ng power grid frequency modulation.
Larawan 1 GMCC 2.7V 5000F EDLC cell
Teknolohiya ng 5000F Ultracapacitor
Sa kasalukuyan, ang pinakamataas na kapasidad ng selula sa industriya ng supercapacitor ay 3000F lamang, at dahil ang tiyak na lawak ng ibabaw ng activated carbon sa mga positibo at negatibong electrode ay malayo sa epektibong paggamit, ang kasalukuyang epektibong rate ng paggamit ay humigit-kumulang 10% lamang. Kung ang bottleneck ng densidad ng enerhiya at mga limitasyon ng mga ultracapacitor ay nalabag, ang ilang pangunahing inobasyon at pagsasaayos ay dapat gawin mula sa istruktura ng materyal, solid-liquid interface, at electrochemical system.
Isinagawa ng GMCC ang multi-dimensional na komprehensibong teknikal na pag-optimize, na kinasasangkutan ng molecular/ionic scale, material micro at nano structure scale, material micro solid-liquid interface scale, material particle scale, high-capacitance electrochemical system development, cell structure design, atbp. Una, ang pore structure at surface characteristics ng mga carbon material ay malalim na sinuri at na-optimize, at ang carbon material ay espesyal na dinisenyo na may interpenetrating hierarchical porous structure (ang mga micropore, mesopore, at macropore ay walang sagabal sa isa't isa). Pangalawa, ang mga pangunahing indicator tulad ng ion size, ion activity, solvation effect, at viscosity ng electrolyte ay komprehensibong isinaalang-alang. Batay sa matching study ng material/electrolyte solid-liquid interface, ang specific surface area ng activated carbon ay lubos na nagagamit nang husto, at ang dami at kakayahan ng surface adsorbed charge ay lubos na napabuti. Pangatlo, ang special separator ay gawa sa composite fiber material, at may mga katangian ng mataas na lakas, mataas na porosity, at mataas na liquid absorption ability. Kasunod nito, ang non-polluting dry electrode process ay ginagamit upang lubos na mapabuti ang compaction density ng electrode. Samantala, ginagawa rin nitong mas mahusay ang resistensya sa panginginig ng boses at mahusay na pagganap sa buhay ng selula, at ang proseso ng adhesive fibrosis ay dumidikit at umiikot sa ibabaw ng mga particle ng materyal upang bumuo ng isang istrukturang "hawla", na nagpapadali sa adsorption ng electrolyte at paghahatid ng mga ion. Panghuli, ginagamit ng GMCC ang all-tab, all-laser welding technology process, at ang nakuha na selula ay isang metallurgical hard-connected na istruktura na may mababang ohmic contact resistance at mahusay na vibration resistance, na nakakatugon sa mga kinakailangan ng pamantayan ng automotive grade AECQ200.
| MGA ESPESIPIKASYONG ELEKTRIKAL | |
| Turi | C60W-2R7-5000 |
| Rated BoltaheVR | 2.7V |
| Boltahe ng Pag-agosVS1 | 2.85V |
| Na-rate na Kapasidad C2 | 5000 F |
| Pagpaparaya sa Kapasidad3 | -0%/+20% |
| ESR2 | ≤0.25mΩ |
| Agos ng PagtuloAkoL4 | <9 mA |
| Rate ng self-discharge 5 | <20% |
| Pinakamataas na Constant Current IMCC(ΔT = 15°C)6 | 136A |
| Pinakamataas na KasalukuyanIPinakamataas7 | 3.0kA |
| Maikling AgosAkoS8 | 10.8 kA |
| Nakaimbak EnerhiyaE9 | 5.1 Wh |
| Densidad ng EnerhiyaEd 10 | 9.9 Wh/kg |
| Magagamit na Densidad ng LakasPd11 | 6.8 kW/kg |
| Katumbas na Lakas ng ImpedancePdMax12 | 14.2kW/kg |
Tab. 1 Pangunahing ispesipikasyon ng kuryente ng GMCC 2.7V 5000F EDLC cell
Upang matukoy ang isang ultracapacitor na may rated voltage, dapat matugunan ng cell ang ilang partikular na kundisyon. Isang pamantayan ang naitatag sa industriya sa mga nakaraang taon. Kapag pinanatili sa pinakamataas na temperatura ng pagpapatakbo (65°C para sa karamihan ng mga ultracapacitor) at rated voltage, dapat makamit ng cell ang isang tinukoy na habang-buhay habang nananatili sa loob ng tinukoy na pamantayan ng pagtatapos ng buhay. Ang habang-buhay ay nakatakda sa 1500 oras para sa karamihan ng mga tagagawa ng ultracapacitor at ang pamantayan ng pagtatapos ng buhay ay mas mababa sa 20% nominal na pagkawala ng capacitance at isang maximum na pagtaas ng 100% ng tinukoy na halaga ng ESR. Ipinapakita ng Fig.2 na maaaring matugunan ng GMCC 5000F ultracapacitor ang mga kundisyong ito.
Larawan 2 Ebolusyon ng kapasidad (kaliwang kurba) at ESR (kanang kurba) ng GMCC 5000F ultracapacitor na pinananatili sa temperaturang 65 oC at boltaheng 2.7V.
Ang Kinabukasan
Naniniwala kami na ang mga target-oriented at masinsinang aktibidad sa R&D ay magbibigay-daan sa amin upang higit pang mapabuti ang pangkalahatang pagganap ng cell, lalo na ang boltahe ng cell. Batay sa kasalukuyang mga resulta ng laboratoryo, inaasahan namin na ang susunod na antas ng boltahe ng cell ay magaganap sa malapit na hinaharap. Ito ay magbibigay-daan sa amin upang mapataas ang enerhiya at densidad ng lakas ng mga GMCC ultracapacitor at sa gayon ay makasabay sa trend patungo sa mas maliit at mas malakas na mga solusyon sa pag-iimbak ng enerhiya.
Oras ng pag-post: Oktubre-09-2023