1시간, 23분 - Togotech

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EDLC
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수퍼커패시터
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<li>링크
 
 
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<li> [[전자부품]]
 
<li> [[전자부품]]
 
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<li> [[캐퍼시터]]
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<li> [[커패시터]]
 
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<li> [[EDLC]] - 이 페이지
 
<li> [[EDLC]] - 이 페이지
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<li> [[수퍼커패시터]] - 이 페이지
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<li> [[SMD타입 수퍼커패시터]]
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<li> [[수퍼커패시터 누액]]
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<li>참조
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<li> [[리튬이온 커패시터]]
 
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<li>기술
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<li>기술, 전기 이중층 커패시터(Electric Double Layer Capacitors;EDLC) = supercapacitor, ultracapacitor
 
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<li>정보
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<li>위키페디아 supercapacitor https://en.wikipedia.org/wiki/Supercapacitor
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<li>측정 방법
 
<li>측정 방법
 
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<li> https://forum.digikey.com/t/how-to-measure-the-capacitance-of-supercapacitors-edlcs/1747
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<li>문서
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<li>Digi-Key https://forum.digikey.com/t/how-to-measure-the-capacitance-of-supercapacitors-edlcs/1747
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<li>Gamry 백서. Testing Super-Capacitors - 58p
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<li>Maxwell 회사 자료 - 11p
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<li>100mA/F 전류로 충전하고 방전한다. 1000F 넘으면 100A로 한다.
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<li>전압의 50%까지 방전한다.
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<li>illinois Capacitor 회사 자료 - 6p
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<li>무라타 회사 자료 - 39p
 
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<li>향후 투고기술 표준 실험방법(2020년 8월 25일 이후부터)
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image:super_c00_001.jpg | E=1/2 CV^2 이므로 방전전압 50%는 충전에너지 75%를 소모했다. 이는 현실적으로 사용조건이기 때문이다.
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<li>계산 방법
 
<li>계산 방법
 
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<li>I=C dV/dt 이므로 C = i x dt/dV  (dV는 80%-40%)
 
<li>I=C dV/dt 이므로 C = i x dt/dV  (dV는 80%-40%)
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<li>카탈로그
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<li>LS Mtron - 16p
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<li>실린더 타입, 나사단자 3000F 2.7V 제품의 ESR은 약 0.23m오옴이다.
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<li>트램에서
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<li>Trams in Luxembourg(룩셈부르크 트램)
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<li>2020/11 일본에서 고려하고 있는, 룩셈부르크 트램 시스템 - 8p
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<li>스페인 CAF 회사에서 개발한 Urbos 3 트램 시스템
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<li>회생제동으로 얻는 에너지를 수퍼커패시터로 저장한다. 제동 에너지를 일반 전차선 전압으로 변환하기 어렸기 때문이다.
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<li>16km 선로 길이에서 red bridge와 중앙역 사이 3.6km가 무가선 구간이다.
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<li>배터리 모듈: 1kAh, 72kW, 605V, 1,600kg, 최대 충방전용량 1kA
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<li>2020/08/15 @1,056원, 5개 디바이스마트에서 구입
 
<li>2020/08/15 @1,056원, 5개 디바이스마트에서 구입
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<li>5개 측정하는 사진
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<li>5개 측정
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<li>사진
 
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image:super_c04_001.jpg
 
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<li>Taiyo Yuden
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<li>5개를 병렬로 측정
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<li>사진
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image:super_c04_005.jpg
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<li>엑셀 데이터 100번 충방전
 
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image:super_c01_001.jpg
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image:super_c04_006.png | #1,2회 충방전그래프
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image:super_c04_007.png | #99,10회 충방전그래프
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image:super_c04_008.png | 100번 충방전 횟수에 따른 용량 변화.
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image:super_c04_009.png | 100번 충방전 횟수에 에너지용량(차이가 효율이므로 약 80%)
 
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<li>해석 - 2020년 8월 21일
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<li>누액
 
 
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<li> [[아이나비 V300]] 블랙박스가 고장을 일으킴
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<li>초기 용량에서 사용함에 따라 용량이 서서히 감소한다.
 
<ol>
 
<ol>
−
<li>사진
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<li>초기 잔류 불순물(수분포함)이 전기화학 반응으로 분해되어 안정화되면서 용량이 감소한다.
−
<gallery>
+
<li>2020년 기준으로, 100싸이클에서 5% 감소는 품질이 좋지 못한 특성이다. 1만~5만싸이클에서 5% 감소를 보여주어야 한다.
−
image:inavi_v300_022.jpg | 누액되어 고무에 액체가 묻어 있다.
+
</ol>
−
image:inavi_v300_023.jpg | 액체를 닦으니 누액 맞다.
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<li>충전/방전 에너지 비율을 충방전효율(Coulombic efficiency)이라고 한다.
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image:inavi_v300_024.jpg | VinaTech Super Capacitor, Hy Cap, 2.7V 10F VEC2R7106QA, 높이 25mm 직경 10mm
 
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image:inavi_v300_025.jpg | 어느 단자 하나가 두 번 휨에 끊어졌다.
 
−
image:inavi_v300_026.jpg | 금도금 벗겨지고, 전해액이 고인 부분에 동박이 부식되었다.
 
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image:inavi_v300_027.jpg | EDLC 장착 뒷면. 비아홀을 통해 누액이 되어 아래로 흘렀다.
 
−
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<li>설명
 
 
<ol>
 
<ol>
−
<li>사용전압이 2.7V이므로 직렬로 연결해 5.4V를 공급한다.
+
<li>내부에서 부반응에 의한 에너지소모, 커패시터의 시간에 따른 자가방전, 에너지변환시 열손실 등 때문에 발생된다.
−
<li>수퍼캐퍼시터 주변 청소 및 두 개 모두 제거한 후, 차에 장착하니 동작한다.
+
<li>이론적으로 90% 이상을 보인다. 이렇게 측정하지 않는다면 내부저항값을 측정해도 비교가 된다.
 +
</ol>
 +
</ol>
 
</ol>
 
</ol>
−
<li>리드 끊어지지 않은 제품으로, 0.2A 및 0.5A로 100회 충방전 실험 엑셀 데이터  
+
<li>샘플 #5을 +1000회+5000회 충방전 엑셀 데이터  
 
<ol>
 
<ol>
−
<li>0.1A 충전,방전전류로 2회
+
<li>+1000회, 2A에서(앞 병렬실험에 비해 전류를 5배 많이 흐르게 하여, 충전 및 방전 시간은 약 10초 소요된다.)
 
<gallery>
 
<gallery>
−
image:super_c03_001.png | 평균전력 약 7.7mWh, 27.7Ws -> 2.7V 10A 1s -> 2.7V 10F
+
image:super_c04_010.png | 10F에 2A흐르게 하면(약 10초) 용량이 8.8F로 측정된다.
−
image:super_c03_002.png | 무라타 계산식 (329.61-245.5)sec / 2.7Vx(0.8-0.4) x 0.1A = 7.8F
+
image:super_c04_011.png
 +
image:super_c04_012.png | 충방전효율은 68%이다.
 
</gallery>
 
</gallery>
−
<li>0.2A 충전,방전전류로 100회
+
<li>+5000회 추가해서 그래프를 그림
 
<gallery>
 
<gallery>
−
image:super_c03_003.png
+
image:super_c04_013.png | 1000번 8.8F에 비해 6000번은 8F으로 용량이 10% 줄었다.
−
image:super_c03_004.png
+
image:super_c04_014.png
−
image:super_c03_005.png | 평균전력 약 7.5mWh
+
image:super_c04_015.png | 충방전효율은 66%이다.
 
</gallery>
 
</gallery>
−
<li>0.5A 충전,방전전류로 100회
+
<li>+4000회 추가해서 총 1만회까지 그래프를 그림. 1싸이클 약 20초 소요 = 약 20만초(약 56시간 소요)
 
<gallery>
 
<gallery>
−
image:super_c03_006.png
+
image:super_c04_016.png | 1000번 8.8F에 비해 1만번은 7.6F으로 용량이 15% 줄었다.
−
image:super_c03_007.png | 평균전력 약 7.4mWh
+
image:super_c04_017.png
 +
image:super_c04_018.png | 충방전효율은 65%이다.
 
</gallery>
 
</gallery>
 
</ol>
 
</ol>
−
<li>리드 끊어진 제품으로, 0.1A 충방전 실험 엑셀 데이터
+
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 +
<li>Taiyo Yuden
 +
<gallery>
 +
image:super_c01_001.jpg
 +
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 +
</ol>
 +
<li>발견
 +
<ol>
 +
<li> [[SMD타입 수퍼커패시터]]
 +
<ol>
 +
<li>수퍼커패시터로 추정
 
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<ol>
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<li>0.1A 충전,방전전류로 2회
+
<li> [[코원 AE2 블랙박스]]
 
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image:super_c03_008.png | 평균전력 약 7.4mWh, 26.6Ws -> 2.7V 9.9A 1s -> 2.7V 9,9F
+
image:cowon_ae2_014.jpg | [[SMD타입 수퍼커패시터]]
−
image:super_c03_009.png | 무라타 계산식 (322.31-242.5)sec / 2.7Vx(0.8-0.4) x 0.1A = 7.4F
+
image:cowon_ae2_014_001.jpg | [[수퍼커패시터 누액]]
 
</gallery>
 
</gallery>
 
</ol>
 
</ol>
−
<li>두 캐퍼시터는 충방전시간 및 용량에 아무런 차이가 없다. 그러므로 전해액에 의해 주변 동박 부식에 따른 회로 단락 때문에 고장났다.
 
 
</ol>
 
</ol>
−
</ol>
+
<li>Radial Lead Type
−
<li>스마트폰에서
+
<li>Stacked Coin Type(5V 전압이 필요하면 2개 직렬연결한다.)
 +
<ol>
 +
<li>Korchip http://www.korchip.com/
 
<ol>
 
<ol>
−
<li> 삼성 [[GT-i5500]] 휴대폰에서
+
<li> [[HP Officejet젯 4355 올인원]], [[잉크젯 프린터]]에서
 
<gallery>
 
<gallery>
−
image:gt_i5500_001.jpg
+
image:inkjet02_038.jpg | Korchip(코칩) Starcap 0.22F 5.5V (coin type, V type)
−
image:gt_i5500_004.jpg
 
−
image:gt_i5500_005.jpg
 
 
</gallery>
 
</gallery>
 
</ol>
 
</ol>
−
<li>산업용 장치 등에서
 
−
<ol>
 
−
<li>Radial Lead Type
 
−
<li>Stacked Coin Type
 
−
<ol>
 
 
<li>NEC
 
<li>NEC
 
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image:agilent1260lc02_005.jpg | super capacitor 5.5V 1.0F
 
image:agilent1260lc02_005.jpg | super capacitor 5.5V 1.0F
 
</gallery>
 
</gallery>
−
<li>GPStarplus에서, 5.5V 1.0F
+
<li> [[GPStarplus GPSDO]]에서, 5.5V 1.0F
 
<gallery>
 
<gallery>
 
image:gpstarplus565_025.jpg
 
image:gpstarplus565_025.jpg
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 +
</ol>
 +
<li>풀칠로 고정
 +
<ol>
 +
<li> [[Mitsubishi HC-MF 시리즈]] AC서보모터
 +
<gallery>
 +
image:ac_servo2_005_001.jpg | [[수퍼커패시터]] 흔들리지 않게 풀로 고정
 +
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2025년 1월 5일 (일) 16:56 판

수퍼커패시터

  1. 전자부품
    1. 커패시터
      1. EDLC - 이 페이지
      2. 수퍼커패시터 - 이 페이지
        1. SMD타입 수퍼커패시터
        2. 수퍼커패시터 누액
    2. 참조
      1. 리튬이온 커패시터
  2. 기술, 전기 이중층 커패시터(Electric Double Layer Capacitors;EDLC) = supercapacitor, ultracapacitor
    1. 정보
      1. 위키페디아 supercapacitor https://en.wikipedia.org/wiki/Supercapacitor
    2. 측정 방법
      1. 문서
        1. Digi-Key https://forum.digikey.com/t/how-to-measure-the-capacitance-of-supercapacitors-edlcs/1747
        2. Gamry 백서. Testing Super-Capacitors - 58p
        3. Maxwell 회사 자료 - 11p
          1. 100mA/F 전류로 충전하고 방전한다. 1000F 넘으면 100A로 한다.
          2. 전압의 50%까지 방전한다.
        4. illinois Capacitor 회사 자료 - 6p
        5. 무라타 회사 자료 - 39p
      2. 향후 투고기술 표준 실험방법(2020년 8월 25일 이후부터)

        • E=1/2 CV^2 이므로 방전전압 50%는 충전에너지 75%를 소모했다. 이는 현실적으로 사용조건이기 때문이다.

      3. 계산 방법
        1. I=C dV/dt 이므로 C = i x dt/dV (dV는 80%-40%)
    3. 카탈로그
      1. LS Mtron - 16p
        1. 실린더 타입, 나사단자 3000F 2.7V 제품의 ESR은 약 0.23m오옴이다.
    4. 트램에서
      1. Trams in Luxembourg(룩셈부르크 트램)
        1. 2020/11 일본에서 고려하고 있는, 룩셈부르크 트램 시스템 - 8p
          1. 스페인 CAF 회사에서 개발한 Urbos 3 트램 시스템
          2. 회생제동으로 얻는 에너지를 수퍼커패시터로 저장한다. 제동 에너지를 일반 전차선 전압으로 변환하기 어렸기 때문이다.
          3. 16km 선로 길이에서 red bridge와 중앙역 사이 3.6km가 무가선 구간이다.
          4. 배터리 모듈: 1kAh, 72kW, 605V, 1,600kg, 최대 충방전용량 1kA
  3. 구입 및 미사용
    1. KAMCAP HP-2R7-J106VYJ11 - 11p
      1. 2020/08/15 @1,056원, 5개 디바이스마트에서 구입
      2. 5개 측정
        1. 사진
          • super c04 001.jpg

          • 소스미터로 0.5A 충전 및 방전

          • 측정 프로그램 실행 화면

        2. 엑셀 데이터 2번 충방전

          • 두번째 방전 기울기(0.8,0.4지점)로 계산하면 9.69, 10.13, 12.10, 11.98, 10.07F

      3. 5개를 병렬로 측정
        1. 사진
          • super c04 005.jpg
        2. 엑셀 데이터 100번 충방전
            1. 1,2회 충방전그래프
            1. 99,10회 충방전그래프

          • 100번 충방전 횟수에 따른 용량 변화.

          • 100번 충방전 횟수에 에너지용량(차이가 효율이므로 약 80%)

        3. 해석 - 2020년 8월 21일
          1. 초기 용량에서 사용함에 따라 용량이 서서히 감소한다.
            1. 초기 잔류 불순물(수분포함)이 전기화학 반응으로 분해되어 안정화되면서 용량이 감소한다.
            2. 2020년 기준으로, 100싸이클에서 5% 감소는 품질이 좋지 못한 특성이다. 1만~5만싸이클에서 5% 감소를 보여주어야 한다.
          2. 충전/방전 에너지 비율을 충방전효율(Coulombic efficiency)이라고 한다.
            1. 내부에서 부반응에 의한 에너지소모, 커패시터의 시간에 따른 자가방전, 에너지변환시 열손실 등 때문에 발생된다.
            2. 이론적으로 90% 이상을 보인다. 이렇게 측정하지 않는다면 내부저항값을 측정해도 비교가 된다.
      4. 샘플 #5을 +1000회+5000회 충방전 엑셀 데이터
        1. +1000회, 2A에서(앞 병렬실험에 비해 전류를 5배 많이 흐르게 하여, 충전 및 방전 시간은 약 10초 소요된다.)

          • 10F에 2A흐르게 하면(약 10초) 용량이 8.8F로 측정된다.

          • super c04 011.png

          • 충방전효율은 68%이다.

        2. +5000회 추가해서 그래프를 그림

          • 1000번 8.8F에 비해 6000번은 8F으로 용량이 10% 줄었다.

          • super c04 014.png

          • 충방전효율은 66%이다.

        3. +4000회 추가해서 총 1만회까지 그래프를 그림. 1싸이클 약 20초 소요 = 약 20만초(약 56시간 소요)

          • 1000번 8.8F에 비해 1만번은 7.6F으로 용량이 15% 줄었다.

          • super c04 017.png

          • 충방전효율은 65%이다.

    2. Taiyo Yuden
      • super c01 001.jpg
  4. 발견
    1. SMD타입 수퍼커패시터
      1. 수퍼커패시터로 추정
        1. 코원 AE2 블랙박스
    2. Radial Lead Type
    3. Stacked Coin Type(5V 전압이 필요하면 2개 직렬연결한다.)
      1. Korchip http://www.korchip.com/
        1. HP Officejet젯 4355 올인원, 잉크젯 프린터에서

          • Korchip(코칩) Starcap 0.22F 5.5V (coin type, V type)

      2. NEC
        1. 5.5V 0.22F - 4338A Milliohmmeter, A2 CPU board에서
          • 4338a01 006.jpg

          • XICOR X28C64P EEPROM, 0433B-85001 ROM, NEC 5.5V 0.22F supercapacitor

      3. Tokin 제조
        1. 5.5V 0.22F - 4339B High Resistance Meter
          • 4339b01 003.jpg

          • 며칠사용하지 않으면 직전 세팅을 잃어버림

        2. 5.5V 0.47F - Keyence KZ-A500 PLC CPU에서
          1. 세트에서
            • plc1 cpu 005.jpg

            • SRAM 백업용 TOKIN 5.5V 0.47F

          2. 단품
            • super c02 001.jpg
          3. 분해
            • super c02 002.jpg
            • super c02 003.jpg
            • super c02 004.jpg
            • super c02 005.jpg
            • super c02 006.jpg

            • 6개 stack

      4. 마쓰시타(파나소닉) 제조
        1. NF-series
          1. 1260LC에서, 5.5V 1.0F

            • super capacitor 5.5V 1.0F

          2. GPStarplus GPSDO에서, 5.5V 1.0F
            • gpstarplus565 025.jpg
            • gpstarplus565 026.jpg
  5. 풀칠로 고정
    1. Mitsubishi HC-MF 시리즈 AC서보모터
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