超級(jí)電容將替代可充電電池

針對(duì)大電流環(huán)境，德國(guó)制造商Wima提供了全系列的雙層圓柱形器件，其工作電流額定值高達(dá)400A，脈沖電流承受能力可達(dá)1400A。Wima公司的SuperCap C系列和R系列產(chǎn)品由電容值在110到600F范圍內(nèi)的2.7Vdc電容組成，它們的工作電流和脈沖電流額定值分別可達(dá)100A和800A。

最大和最強(qiáng)健的SuperCap MC系列則規(guī)定了14Vdc的工作電壓和400A的電流。該產(chǎn)品的重量為1.7公斤，長(zhǎng)寬高尺寸為325x60x90mm，正負(fù)電極之間的距離是265mm，可承受高達(dá)1.4kA的脈沖電流。

其它參數(shù)包括110F±20%的電容量，內(nèi)部電阻為7mΩ，最大儲(chǔ)存能量為10kJ，工作溫度范圍是-30℃到65℃，工作壽命長(zhǎng)達(dá)9萬(wàn)小時(shí)。

超級(jí)電容的未來(lái)

如前所述，超級(jí)電容有望代替眾多設(shè)備中的可充電電池。這種演進(jìn)是合理的，特別是目前人們對(duì)綠色技術(shù)和高性?xún)r(jià)比替代能源非?？是?。

最近超級(jí)電容制造商CAP-XX和Perpetuum正在就能量收儲(chǔ)解決方案展開(kāi)合作，目的是要成功創(chuàng)建無(wú)電池的無(wú)線(xiàn)傳感器狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)。在去年6月份舉行的nanoPower論壇上演講的一個(gè)案例研究就介紹了Perpetuum的PGG17振動(dòng)能量收儲(chǔ)微型發(fā)電機(jī)如何與CAP-XX的超級(jí)電容器配合實(shí)現(xiàn)無(wú)電池狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)的。這些系統(tǒng)采集并在機(jī)器上顯示數(shù)據(jù)，目的是改善資產(chǎn)管理質(zhì)量。

據(jù)這兩家公司介紹，傳統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)需要人工的數(shù)據(jù)采集，或使用電池供電的無(wú)線(xiàn)傳感器。據(jù)他們宣稱(chēng)，在與這些系統(tǒng)相關(guān)的惡劣環(huán)境中，電池可能只能用2到5年。顯而易見(jiàn)，在一個(gè)可能有數(shù)千個(gè)電池供電的無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)的工廠中，更換和處理電池的成本將非常高。

在平時(shí)工作過(guò)程中，PMG17將無(wú)用的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電能，可以提供0.5mW到50mW的穩(wěn)定電源。CAP-XX超級(jí)電容器儲(chǔ)存這些能量，然后提供在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)(如IEEE802.15.4和802.11)上傳送傳感器狀態(tài)數(shù)據(jù)所需的峰值功率。

PMG17可以為間歇性無(wú)線(xiàn)傳感器系統(tǒng)(如無(wú)線(xiàn)HART、SP-100和Wi-Fi)提供必要的電能。然而，它的輸出阻抗太高，無(wú)法提供傳感器節(jié)點(diǎn)要求的10到100秒時(shí)間長(zhǎng)的mW級(jí)功率。高容量和低ESR的超級(jí)電容器可以解決這個(gè)問(wèn)題，它可以提供約1秒的峰值功率來(lái)傳送數(shù)據(jù)。

“微型發(fā)電機(jī)和超級(jí)電容組合消除了電池的可靠性問(wèn)題和耗時(shí)的維護(hù)工作，可以極大地節(jié)省操作成本和能量使用。”P(pán)erpetuum公司的技術(shù)管理人員Stephen Roberts表示。

“無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)制造商現(xiàn)在可以使用這種“安裝完就可遺忘的”自發(fā)電能源輕松地設(shè)計(jì)出無(wú)電池的系統(tǒng)?！盋AP-XX公司應(yīng)用技術(shù)副總裁Pierre Mars指出。