Seberapa awetnya superkapasitor?

Misalkan saya memiliki perangkat yang menggunakan super kapasitor.

Berapa lama yang diperlukan untuk melelahkan superkapasitor sehingga perlu diganti?

Gambaran

Secara umum kapasitor seumur hidup (termasuk super kapasitor) tergantung pada tiga hal:

1. Kehidupan Elektrolit
2. Penurunan tegangan
3. Suhu / Daya Pembuangan

Jika Anda ingin kapasitor bertahan lama, batasi tegangan yang diberikan, biarkan dingin, dan batasi arus keluaran. Semua ini harus ada dalam lembar data kapasitor Anda.

Kehidupan Elektrolit

Jika kapasitor adalah, katakanlah, keramik atau tantalum, elektrolitnya adalah padatan dan tutupnya pada dasarnya tidak akan pernah rusak. Jika elektrolitik, maka mengandung cairan yang akan menguap dan akhirnya menyebabkan tutupnya gagal. Dalam super-kapasitor elektrolit lapisan ganda, elektrolit adalah kombinasi fluida dan karbon aktif, sehingga agak rentan terhadap penguapan.

Penurunan tegangan

Namun yang lebih penting adalah penurunan tegangan kapasitor. Jika tegangan membakar tutup pada penggunaan pertama, Anda tidak perlu khawatir tentang penguapan. Kapasitor adalah perangkat yang dibangun dengan hati-hati yang memisahkan dua film konduktif dengan lapisan tipis, bahan isolasi di atas area yang luas (dilipat atau digulung menjadi satu paket). Kurangi pemisahan, dan Anda punya kapasitansi lebih tinggi dengan area yang sama. Pemisahan tipis ini rentan terhadap tegangan tinggi; itu sebabnya kapasitor memiliki voltase maksimum tertentu, sering kali dicetak pada case. Dalam supercap, penghalang ini seringkali hanya setebal nanometer, dan dielektrik tidak akan mengisolasi tegangan tinggi di jarak pendek ini.

Menggunakan tutup pada tegangan maksimum akan menyebabkan kegagalan lebih cepat daripada menggunakannya pada tegangan lebih rendah, pengorbanan ini dikenal sebagai kurva derating. Itu harus tersedia dari produsen kapasitor Anda.

Suhu / Daya Pembuangan

Kapasitor dipengaruhi secara negatif oleh panas. Ini menyebabkan elektrolit menguap lebih cepat, menyebabkan dielektrik melemah, dan itu dapat merusak elemen penghantar tipis dalam kapasitor. Baik panas lingkungan dan efek pemanasan sendiri harus dipertimbangkan. Jika kapasitor dilepaskan dengan sangat cepat, resistansi kecil foil dan timah akan menjadi tidak penting dibandingkan dengan kuadrat arus.

Setiap kapasitor memiliki karakteristik yang berbeda. Anda harus memeriksa lembar data kapasitor Anda untuk mencari tahu kapan perlu diganti.

Karakteristik kapasitor Anda akan berubah seiring waktu, dalam kondisi tertentu. Biasanya, kapasitor (super) memiliki parameter yang disebut daya tahan / masa pakai (dalam jam) atau siklus hidup (dalam siklus). Contoh apa yang bisa Anda temukan di lembar data:

Setelah 1000 jam penerapan 5.5V DC pada + 85 ° C, kapasitor harus memenuhi batas berikut:

• Perubahan kapasitansi : ± 30% dari nilai awal yang diukur

• Resistansi internal : <4 kali dari nilai awal yang ditentukan

Jadi, dalam kasus di atas, Anda dapat memutuskan apakah perubahan ± 30% dari kapasitansi awal masih cocok untuk aplikasi Anda. Jika tidak, Anda harus mengganti kapasitor setelah 1000 jam beroperasi dalam kondisi tersebut.

Referensi yang sangat bagus di sini

http://www.digikey.co.nz/Web%20Export/Supplier%20Content/CooperBussmann_283/PDF/CooperBussmann_Guidelines_using_aerogel.pdf?redirected=1

Yang termasuk komentar:

• Superkapasitas PowerStor memiliki masa pakai yang lebih lama daripada baterai sekunder, tetapi masa pakai mereka tidak terbatas. Mode kegagalan akhir hidup dasar untuk super kapasitor adalah peningkatan resistansi seri ekuivalen (ESR) dan / atau penurunan kapasitansi. Kriteria akhir kehidupan yang sebenarnya tergantung pada persyaratan aplikasi. Pemaparan berkepanjangan terhadap suhu tinggi, tegangan yang diterapkan tinggi dan arus berlebih akan menyebabkan peningkatan ESR dan penurunan kapasitansi. Mengurangi parameter ini akan memperpanjang masa pakai super kapasitor. Secara umum, superkapasitor silinder memiliki konstruksi yang mirip dengan kapasitor elektrolitik, memiliki elektrolit cair di dalam aluminium dapat disegel dengan karet. Selama bertahun-tahun, superkapasitor akan mengering, mirip dengan kapasitor elektrolitik, menyebabkan ESR tinggi dan akhirnya berakhir.

Berikut adalah diagram dari referensi di atas yang menempatkan beberapa angka pada berbagai efek.

'Kunci' tidak masuk akal sepenuhnya. Efek signifikan dari tegangan seumur hidup perlu diperhatikan.

Referensi ini adalah tentang penuaan supercap - tidak segera terlihat.
Tampaknya menjadi tengah diskusi yang lebih luas.
Bermanfaat.

Beberapa diskusi terkait di sini