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廣東韓研活性炭科技股份有限公司
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閱讀：165發(fā)布時(shí)間：2021-11-29
今天小編帶您們了解超級(jí)電池活性炭，隨著熱能的運(yùn)用石油枯竭，流動(dòng)性不斷增長(zhǎng)的需求，以及對(duì)污染物排放量和碳排放量日益嚴(yán)格的法規(guī)正在加快向可持續(xù)和高效的運(yùn)輸。超級(jí)電容器，也被稱為超級(jí)電容器(UCS)或電化學(xué)雙層電容器是傳統(tǒng)靜電電容器和電池之間的能量存儲(chǔ)裝置。由于突出的優(yōu)勢(shì)，它們引起了的關(guān)注。如今，超級(jí)電容器已被廣泛用于在混合動(dòng)力汽車，航空飛機(jī)，電子通信，表明廣泛的應(yīng)用前景。
溫度，作為超級(jí)電池活性炭最重要的工作參數(shù)之一，對(duì)超級(jí)電容器[穩(wěn)定性有很大的影響。溫度對(duì)超級(jí)電容器電池和模塊的老化影響很大。由于超級(jí)電容器是大功率電子器件，因此在快速吸收和釋放過(guò)程中會(huì)在內(nèi)部產(chǎn)生熱量并累積在內(nèi)部，這可能導(dǎo)致明顯的溫度升高甚至熱損傷。因此，超級(jí)電容器的熱穩(wěn)定性研究非常重要。然而，大多數(shù)的熱行為的研究的重點(diǎn)放在鋰離子電池和鎳氫電池，并在超級(jí)電容器的熱行為的分析相對(duì)較少。有人提出了一種基于在充放電過(guò)程中用量熱計(jì)測(cè)量的加熱速率的可堆疊超級(jí)電容器的三維對(duì)稱熱模型。他根據(jù)模型進(jìn)一步研究了內(nèi)部溫度和環(huán)境溫度之間的變化。
超級(jí)電容活性炭的有限元建模
一般的超級(jí)電容器，由活性炭，鋁殼，酚醛樹(shù)脂蓋和內(nèi)部構(gòu)成。尺寸為21mm×44mm(直徑×長(zhǎng)度，不包括導(dǎo)線高度)。結(jié)構(gòu)如圖1所示。超級(jí)電容器是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的一種圓柱繞組型。精密的測(cè)試了內(nèi)阻。內(nèi)部由活性炭電極，鋁集電器和聚丙烯隔膜，有機(jī)電解質(zhì)系統(tǒng)組成。電荷存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)是雙電層電容器的存儲(chǔ)原理，內(nèi)阻約為30mΩ。材料的物理參數(shù)( 表1)不同。
超級(jí)電容器活性炭的熱分析理論-熱分析基本假設(shè)
在超級(jí)電容器的工作過(guò)程中，有三種傳熱方式，包括導(dǎo)熱，對(duì)流和輻射。為了簡(jiǎn)化分析，對(duì)于這些模型以下假設(shè)已經(jīng)提出。
仿真對(duì)象是電雙層超級(jí)電容器，電荷存儲(chǔ)原理是電雙層儲(chǔ)能機(jī)制。因此，內(nèi)熱的主要形式是內(nèi)阻產(chǎn)生的焦耳熱。
盡管活性炭具有多孔性質(zhì)，電解質(zhì)的不均勻分布可導(dǎo)致內(nèi)部區(qū)域發(fā)熱不均勻。然而，在整體水平上，在充放電過(guò)程中的內(nèi)部區(qū)域均勻地產(chǎn)生熱量。
忽略在芯中流動(dòng)的電解質(zhì)，熱傳導(dǎo)可以被看作是傳熱的途徑。相反，熱輻射和對(duì)流是超級(jí)電容器表面的兩個(gè)主要方式，因?yàn)闊醾鲗?dǎo)的影響太弱而無(wú)法考慮。
根據(jù)螺旋纏繞超級(jí)電容器的特點(diǎn)和材料不同部位的物理性質(zhì)，碳電極的徑向?qū)崧士纱笾孪喈?dāng)于活性炭的導(dǎo)熱系數(shù)，軸向熱導(dǎo)率近似等于鋁的導(dǎo)熱系數(shù)集電器。
采用有限元分析法分析恒流充放電實(shí)驗(yàn)中螺旋纏繞超級(jí)電容活性炭?jī)?nèi)部溫度場(chǎng)的分布情況。由于熱量在芯體中均勻地產(chǎn)生，最內(nèi)層的真空表面幾乎是絕熱的，所以溫度出現(xiàn)在工作過(guò)程中心附近。我們得出的結(jié)論是，在恒定電流為2A的50個(gè)循環(huán)中，內(nèi)循環(huán)的溫度在5個(gè)循環(huán)后上升到34.5℃，35次循環(huán)后最終溫度超過(guò)42.5℃。但是，隨著時(shí)間的推移，溫度沒(méi)有明顯的變化，說(shuō)明它處于穩(wěn)定狀態(tài)。隨著工作電流的增加，內(nèi)部區(qū)域的溫度將迅速上升。如果溫度在4A的恒定電流下超過(guò)60℃，則必須進(jìn)行冷卻測(cè)量。
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