Siêu tụ điện là gì? Ưu nhược điểm và ứng dụng của siêu tụ điện

Một siêu tụ điện là một thiết bị hoàn toàn có thể tàng trữ nguồn năng lượng điện nhanh gọn và xả chậm. Chúng ta biết rằng những tụ điện thông thường như Tụ điện, Tụ gốm v.v … hoàn toàn có thể tàng trữ nguồn năng lượng điện rất nhanh và phóng điện cũng rất nhanh nhưng siêu tụ điện thì không giống vậy .Siêu tụ điện còn được gọi là tụ điện dung tích cao hoặc tụ điện hai lớp điện ( EDLC ). Trong bài viết này, tất cả chúng ta sẽ cùng nhau khám phá về siêu tụ điện, những ứng dụng, ưu điểm, điểm yếu kém của chúng nhé .

Siêu tụ điện là gì ?

Một siêu tụ điện còn được gọi là tụ điện dung tích cao hoặc tụ điện hai lớp hoàn toàn có thể tàng trữ một lượng lớn nguồn năng lượng gấp gần 10 đến 100 lần nguồn năng lượng so với những tụ điện thường thì. Nó được ưu thích thoáng rộng hơn pin vì năng lực sạc nhanh hơn và cung ứng nguồn năng lượng nhanh hơn .

Nó có nhiều chu kỳ sạc và xả hơn pin sạc. Chúng được phát triển trong thời hiện đại vì lợi ích công nghiệp và kinh tế.
Điện dung của tụ điện này cũng được đo bằng Fara (F). Ưu điểm chính của tụ điện này là hiệu quả và khả năng lưu trữ năng lượng cao.

Siêu tụ điện tiếng Anh là gì ?

Trong tiếng Việt tất cả chúng ta, có lẽ rằng khi nói đến siêu tụ điện thì rất nhiều người còn thấy lạ lẫm. Không biết chúng là gì ? Có phải là mấy cái tụ điện thường thì trong mạch điện tử hay không ?

Nhưng trong các tài liệu nước ngoài, siêu tụ điện là một thuật ngữ, một tên gọi rất phổ biến. Và chúng được gọi là Supercapacitor. Lý do vì sao mình muốn chia sẻ với các bạn biết trong tiếng Anh siêu tụ điện được gọi là gì. Mục đích để chúng ta có thêm từ ngữ để tìm kiếm tài liệu để nghiên cứu tìm hiểu về loại linh kiện hay thiết bị lưu trữ tích điện này.

Nguyên lý siêu tụ điện

Tương tự như một tụ điện thông thường, siêu tụ điện cũng có hai bản song song với diện tích quy hoạnh lớn hơn. Nhưng sự độc lạ là, khoảng cách giữa những tấm là nhỏ. Các tấm được tạo thành từ sắt kẽm kim loại và ngâm trong chất điện phân. Các tấm được ngăn cách bởi một lớp mỏng mảnh gọi là chất cách điện .
Khi những điện tích trái dấu được hình thành ở cả hai phía của chất cách điện, một lớp điện kép được hình thành và những tấm được tích điện. Do đó chúng được tích điện và có điện dung cao hơn. Những tụ điện này được sử dụng để cung ứng nguồn năng lượng cao và được cho phép dòng tải cao với điện trở thấp. Chi tiêu của siêu tụ điện cao vì điện dung sạc và xả cao .

Một lớp điện kép được tạo ra khi những tấm được đổi khác và những điện tích trái dấu được hình thành ở cả hai mặt của những tấm. Do đó những siêu tụ điện còn được gọi là tụ điện hai lớp hoặc tụ điện hai lớp điện ( EDLC ). Khi diện tích quy hoạnh của những bản tăng và khoảng cách giữa những bản giảm thì điện dung của tụ tăng .
Khi chúng không được sạc, tổng thể những điện tích được phân phối ngẫu nhiên trong tế bào. Khi chúng được tích điện, tổng thể những điện tích dương được hút vào cực âm và những điện tích âm được hút vào cực dương. Thông thường, những siêu tụ điện có sẵn với điện dung 420F, dòng sạc và xả 4-2 A với nhiệt độ phòng – 22 độ C .

Làm thế nào để sạc một siêu tụ điện?

Các siêu tụ điện có năng lực tự xả và chu kỳ luân hồi sạc không số lượng giới hạn. Những loại tụ điện này hoàn toàn có thể thao tác với điện áp thấp ( 2-3 V ) và hoàn toàn có thể được liên kết tiếp nối đuôi nhau để tạo ra điện áp cao, được sử dụng trong những thiết bị cần nguồn lớn. Nó hoàn toàn có thể tàng trữ nhiều nguồn năng lượng hơn và giải phóng tức thời và nhanh hơn khi so sánh với pin .
Khi tụ điện này được liên kết với mạch hoặc nguồn điện áp DC, những bản là điện tích và điện tích trái dấu được hình thành ở cả hai phía của dải phân cách, tạo thành một tụ điện điện phân hai lớp .

Để sạc một siêu tụ điện, liên kết cực dương của nguồn điện áp với cực dương của siêu tụ điện và cực âm của nguồn điện áp được nối với cực âm của chúng .
Nếu siêu tụ điện được liên kết với nguồn điện áp 15V, thì nó sẽ sạc tới 15V. Khi điện áp được tăng lên quá điện áp ngưỡng, thì chúng hoàn toàn có thể bị hỏng. Vì vậy, điện trở được liên kết tiếp nối đuôi nhau với nguồn điện áp và tụ điện để giảm dòng điện chạy qua tụ điện và nó không bị hỏng .
Nguồn phân phối dòng không đổi và nguồn cung ứng điện áp số lượng giới hạn tương thích với siêu tụ điện. Khi điện áp tăng dần, lượng dòng điện chạy qua tụ đổi khác. Trong chính sách sạc đầy, dòng giảm theo mặc định .

So sánh siêu tụ điện với pin

Pin được sử dụng thoáng rộng với dung tích đơn cử, cũng có tỷ lệ nguồn năng lượng tốt hơn. Các siêu tụ điện là những tụ điện dung tích cao với tỷ lệ nguồn năng lượng cao. Khi so sánh với pin, siêu tụ điện có năng lực sạc nhanh, hoàn toàn có thể giải quyết và xử lý nhiệt độ thấp, độ đáng tin cậy cao và trở kháng thấp .

giá thành của pin thấp trong khi ngân sách của siêu tụ điện cao. Các siêu tụ điện có năng lực tự xả. Trong pin, điện áp hoạt động giải trí xác lập chính sách sạc và xả. Trong một siêu tụ điện, điện áp được cho phép nhờ vào vào loại vật tư điện môi được sử dụng giữa những bản. Và cũng là chất điện phân trong tụ điện hoàn toàn có thể làm tăng điện dung .
Pin có những dạng như pin axit-chì, Ni-MH, Li-Po, Li-ion, LMP, … Các siêu tụ điện có sẵn với chất điện phân hữu cơ, chất điện phân nước, chất lỏng ion, … Pin được sử dụng để tàng trữ một lượng lớn nguồn năng lượng và siêu tụ điện được sử dụng để phân phối tỷ lệ nguồn năng lượng cao .

Sự khác biệt giữa siêu tụ điện và tụ điện bình thường là gì?

Có một vài điểm độc lạ giữa siêu tụ điện và tụ điện thông thường như :
– Tụ điện thông thường có vật tư điện môi nhưng siêu tụ điện không có vật tư điện môi .
– Các siêu tụ điện có dung dịch điện phân nhưng tụ điện thông thường không có dung dịch điện phân .
– Trong một tụ điện thông thường, những vật tư điện môi dùng để cách điện giữa những bản hoặc điện cực. Nhưng trong siêu tụ điện, một bộ phân tách được sử dụng để cách điện giữa những điện cực .
– Tốc độ sạc và xả của tụ điện thông thường rất nhanh. Nhưng trong trường hợp siêu tụ điện, vận tốc sạc rất nhanh nhưng vận tốc xả chậm .
– Công suất điện áp của siêu tụ điện rất thấp thường là 2,7 V nhưng những tụ điện thông thường như tụ điện phân có sẵn có định mức điện áp rất cao .
– Điện dung của siêu tụ điện rất cao thường trên 500F .

Ưu điểm của siêu tụ điện

Các siêu tụ điện có nhiều lợi thế như :
– Hiệu quả rất cao .
– Khả năng sạc nhanh .

– Siêu tụ điện có tuổi thọ cao hơn pin 10 đến 15 năm.

– Siêu tụ điện hoàn toàn có thể chịu được mọi nhiệt độ trong khoảng chừng từ – 30 đến 65 độ trong khi pin hoàn toàn có thể chịu được từ 10 đến 40 độ C .
– Các siêu tụ có khối lượng rất nhẹ .
– Các siêu tụ điện hoàn toàn có thể được thiết lập trong một khu vực hẹp vì nó có size rất nhỏ .
– Các siêu tụ điện có phản ứng thoáng qua rất nhanh .

Nhược điểm của siêu tụ điện

Các siêu tụ điện cũng có 1 số ít điểm yếu kém, ví dụ điển hình như :
– Các siêu tụ điện có nguồn năng lượng riêng rất thấp .
– Rất khó để tạo ra siêu tụ điện có hiệu suất điện áp cao ở thời gian hiện tại, đó là nguyên do tại sao hầu hết những siêu tụ điện 2.7 V đều có sẵn trên thị trường .
– Thuộc tính điện áp phóng tuyến tính của chúng là một bất lợi. Đặc tính điện áp phóng tuyến tính có nghĩa là khi siêu tụ phóng 50 % tổng năng lượng dự trữ, điện áp cũng giảm 50%. Có nghĩa là nếu điện áp đầy của chúng là 2,7 V thì điện áp sẽ giảm xuống còn 1,3 V. Nhưng trong trường hợp pin, điện áp sẽ gần với điện áp đầy thậm chí còn khi pin xả 50 % nguồn năng lượng .
– Giá của siêu tụ điện cao hơn pin Li-ion cùng dung tích .
– Siêu tụ điện xả nhanh hơn pin khi không được liên kết với tải hoặc nói cách khác, đặc tính tự xả của siêu tụ là một bất lợi nữa .

Ứng dụng của siêu tụ điện

Một số ứng dụng đáng chú ý quan tâm của siêu tụ điện mà tất cả chúng ta hoàn toàn có thể thấy như :
– Các siêu tụ đa phần được sử dụng ở những nơi cần sạc và xả rất nhanh .
– Chúng được sử dụng trong máy ảnh kỹ thuật số để nhấp nháy ánh sáng .
– Chúng được sử dụng trong xe điện và cơ cấu tổ chức hãm tái sinh được sử dụng để sạc siêu tụ điện. Phanh tái tạo giúp sạc trong thời hạn rất ngắn. Để khởi động điện trong mạng lưới hệ thống start-stop

– Chúng cũng được sử dụng trong máy khử rung tim trong ngành y tế, để gây sốc tim cho người bệnh .
– Chúng được sử dụng để phân phối nguồn năng lượng dự trữ cho những thiết bị nguồn năng lượng thấp như những card PC, những đồng hồ đeo tay đo tự động hóa .
– Ngày nay những siêu tụ điện được sử dụng trong nhiều công cụ điện và điện tử cầm tay .

Một số câu hỏi thường gặp về siêu tụ điện

Sau đây là một vài câu hỏi mà tất cả chúng ta thường tìm thấy trên những forum công nghệ tiên tiến khi luận bàn về siêu tụ điện. Các bạn cùng tìm hiểu thêm nhé !

Siêu tụ điện có thể thay thế pin?

Để phân phối tỷ lệ nguồn năng lượng cao, và cho những mục tiêu sạc đơn thuần và nhanh nhất, những siêu tụ điện hoàn toàn có thể thay thế sửa chữa pin .

Một siêu tụ điện có thể lưu trữ bao nhiêu năng lượng?

Các siêu tụ điện tàng trữ 22,7 J lượng nguồn năng lượng tối đa cho nguồn cung ứng 5,5 V. Nó tàng trữ nguồn năng lượng gấp 10 – 100 lần trên mỗi đơn vị chức năng khối lượng hoặc thể tích khi so sánh với những tụ điện điện phân

Sự khác biệt giữa pin và siêu tụ điện là gì?

Pin được sử dụng để tàng trữ nguồn năng lượng cao và siêu tụ điện có tỷ lệ nguồn năng lượng cao .

Các siêu tụ điện được sử dụng để tàng trữ và giải phóng nguồn năng lượng nhanh gọn trong khi pin tàng trữ nguồn năng lượng trong thời hạn dài hơn .

Một siêu tụ điện có thể giữ điện tích trong bao lâu?

Thời gian sạc của siêu tụ điện là 1-10 giây khi so với 10-60 phút để đạt được pin sạc đầy. Nó phân phối 10.000 W / kg với chu kỳ luân hồi xả sạc không số lượng giới hạn .

Tại sao không sử dụng tụ điện thay vì pin?

Tụ điện tàng trữ nguồn năng lượng điện và có hàng ngàn chu kỳ luân hồi sạc-xả. Pin khi xả có dòng điện không đổi và có hiệu suất không đổi. Trong khi điện áp Tụ điện giảm tuyến tính ở dòng điện không đổi, thì hiệu suất cũng giảm. Vì vậy, những tụ điện không hề thay thế sửa chữa cho pin .

Qua bài viết này, chúng ta đã biết được một siêu tụ điện là gì rồi phải không nào?

Các bạn giúp mình san sẻ bài viết này nhé ! Chân thành cảm ơn bạn đọc .