Crynodeb
Mae GMCC wedi llwyddo i ddatblygu uwch-gynhwysydd 5000F arloesol gyda dwysedd ynni uwch (>10 Wh/kg) mewn maint safonol 60138, a all gynnig dwysedd pŵer uchel, gwefru a rhyddhau bron yn syth, dibynadwyedd uchel, goddefgarwch tymheredd eithafol, a bywyd gwasanaeth o dros 1,000,000 o gylchoedd gwefru-rhyddhau ar yr un pryd. Gall y gell GMCC 5000F wella'r gefnogaeth inertia a gallu modiwleiddio amledd cynradd ar gyfer y grid pŵer yn fawr, a gwella perfformiad offer yn y rhwydwaith. Yn y cyfamser, gall y gell GMCC 5000F fodloni cychwyn oer tymheredd isel ategol, cefnogaeth pŵer, adfer ynni, cyflenwad pŵer foltedd isel a reolir gan wifren ar gyfer cymwysiadau modurol a chymwysiadau pŵer eraill.
Cyflwyniad
Uwch-gynwysyddion, fel ffynhonnell pŵer hynod ddibynadwy sy'n darparu cerrynt uchel mewn cyfnod byr o amser, wedi denu mwy a mwy o sylw y dyddiau hyn. Gyda thrydaneiddio byd-eang cynyddol, gwnaed ymdrechion aruthrol i wella dwysedd ynni a phŵer, ansawdd, diogelwch, a lleihau cost dyfeisiau storio ynni. Mae uwch-gynwysyddion yn cael eu derbyn fwyfwy fel systemau storio ynni sy'n galluogi cymwysiadau modurol fel cymorth gyrru uwch (ADAS), systemau ataliad a bar gwrth-rolio arloesol, a system frecio argyfwng uwch (AEBS), ac ati. Yn y dyfodol agos, yng ngwyneb cysylltiad grid ynni ar raddfa fawr o ynni glân fel pŵer ffotofoltäig a gwynt, disgwylir y bydd uwch-gynwysyddion yn arwain at ddatblygiad cyflymach mewn systemau pŵer newydd, fel modiwleiddio amledd grid pŵer.
Ffig. 1 Cell EDLC GMCC 2.7V 5000F
Technoleg Ultracapacitor 5000F
Ar hyn o bryd, dim ond 3000F yw cynhwysedd mwyaf y gell yn y diwydiant uwch-gynwysyddion, ac oherwydd bod arwynebedd penodol y carbon wedi'i actifadu yn yr electrodau positif a negatif ymhell o gael ei ddefnyddio'n effeithiol, dim ond tua 10% yw'r gyfradd defnyddio effeithiol gyfredol. Os caiff y tagfeydd dwysedd ynni a chyfyngiadau uwch-gynwysyddion eu torri, rhaid gwneud rhai arloesiadau ac addasiadau sylfaenol o strwythur y deunydd, y rhyngwyneb solid-hylif, a'r system electrogemegol.
Mae GMCC wedi cynnal optimeiddio technegol cynhwysfawr aml-ddimensiwn, gan gynnwys graddfa foleciwlaidd/ïonig, graddfa microstrwythur a nano-strwythur deunydd, graddfa rhyngwyneb micro solid-hylif deunydd, graddfa gronynnau deunydd, datblygu system electrogemegol capasiti uchel, dylunio strwythur celloedd, ac ati. Yn gyntaf, mae strwythur mandwll a nodweddion arwyneb deunyddiau carbon wedi'u dadansoddi a'u optimeiddio'n fanwl, ac mae'r deunydd carbon wedi'i gynllunio'n benodol gyda strwythur mandwll hierarchaidd rhyngdreiddiol (mae micromandyllau, mesopandyllau, a macropandyllau heb eu rhwystro i'w gilydd). Yn ail, mae dangosyddion allweddol fel maint ïon, gweithgaredd ïon, effaith hydoddiant, gludedd yr electrolyt wedi'u hystyried yn gynhwysfawr. Yn seiliedig ar yr astudiaeth gyfatebu o ryngwyneb solid-hylif deunydd/electrolyt, mae arwynebedd penodol carbon wedi'i actifadu yn cael ei ddefnyddio'n llawn i'r graddau mwyaf, ac mae swm a gallu gwefr amsugno arwyneb wedi'i wella'n fawr. Yn drydydd, mae'r gwahanydd arbennig wedi'i wneud o ddeunydd ffibr cyfansawdd, ac mae ganddo nodweddion cryfder uchel, mandylledd uchel a gallu amsugno hylif uchel. Wedi hynny, mabwysiadir y broses electrod sych di-lygredd i wella dwysedd cywasgu'r electrod yn fawr. Yn y cyfamser, mae hefyd yn gwneud i'r gell gael gwell ymwrthedd i ddirgryniad a pherfformiad oes, ac mae'r broses ffibrosis gludiog yn glynu wrth ac yn dirwyn ar wyneb y gronynnau deunydd i ffurfio strwythur "cawell", sy'n hwyluso amsugno'r electrolyt a throsglwyddo ïonau. Yn olaf, mae GMCC yn mabwysiadu'r broses dechnoleg weldio all-tab, all-laser, ac mae'r gell a geir yn strwythur cysylltiedig caled metelegol gyda gwrthiant cyswllt ohmig isel a gwrthiant dirgryniad rhagorol, sy'n bodloni gofynion safon gradd modurol AECQ200.
| MANYLEBAU TRYDANOL | |
| Tmath | C60W-2R7-5000 |
| Foltedd GraddedigVR | 2.7V |
| Foltedd YmchwyddVS1 | 2.85V |
| Capasiti Graddio C2 | 5000 F |
| Goddefgarwch Cynhwysedd3 | -0%/+20% |
| ESR2 | ≤0.25mΩ |
| Cerrynt GollyngiadauFiL4 | <9 mA |
| Cyfradd hunan-ryddhau 5 | <20% |
| Cerrynt Cyson Uchaf IMCC(ΔTymheredd = 15°C)6 | 136A |
| Cerrynt UchafIUchafswm7 | 3.0 kA |
| Cerrynt ByrFiS8 | 10.8 kA |
| Wedi'i storio YnniE9 | 5.1 Wh |
| Dwysedd YnniEd 10 | 9.9 Wh/kg |
| Dwysedd Pŵer DefnyddiadwyPd11 | 6.8 kW/kg |
| Pŵer Impedans CyfatebolPdMax12 | 14.2kW/kg |
Tab. 1 Manyleb drydanol sylfaenol cell GMCC 2.7V 5000F EDLC
Er mwyn pennu uwch-gynhwysydd gyda foltedd graddedig, rhaid i'r gell fodloni rhai amodau. Mae safon wedi'i sefydlu yn y diwydiant dros y blynyddoedd diwethaf. Pan gaiff ei chadw ar y tymheredd gweithredu uchaf (65oC ar gyfer y rhan fwyaf o uwch-gynwysyddion) a'r foltedd graddedig, rhaid i'r gell gyflawni oes ddiffiniedig tra'n aros o fewn y meini prawf diwedd oes diffiniedig. Mae'r oes wedi'i gosod ar 1500 awr ar gyfer y rhan fwyaf o weithgynhyrchwyr uwch-gynhwysydd a'r meini prawf diwedd oes yw llai na 20% o golled cynhwysedd enwol a chynnydd mwyaf o 100% o'r gwerth ESR penodedig. Mae Ffig.2 yn dangos y gall uwch-gynhwysydd GMCC 5000F fodloni'r amodau hyn.
Ffig. 2 Esblygiad cynhwysedd (cromlin chwith) ac ESR (cromlin dde) uwch-gynhwysydd GMCC 5000F a gedwir ar dymheredd o 65 oC a foltedd o 2.7V.
Y Dyfodol
Credwn y bydd gweithgareddau Ymchwil a Datblygu dwys, sy'n canolbwyntio ar dargedau, yn ein galluogi i wella perfformiad cyffredinol y gell ymhellach, yn enwedig foltedd y gell. Yn seiliedig ar ganlyniadau labordy cyfredol, rydym yn disgwyl i'r lefel foltedd cell nesaf ddigwydd yn y dyfodol rhagweladwy. Bydd hyn yn ein galluogi i gynyddu dwysedd ynni a phŵer uwch-gynwysyddion GMCC ac felly cadw i fyny â'r duedd tuag at atebion storio ynni sy'n llai ac yn fwy pwerus fyth.
Amser postio: Hydref-09-2023