सारांश
GMCC ने 60138 मानक आकारात, उच्च ऊर्जा घनतेसह (＞10 Wh/kg) एक नाविन्यपूर्ण 5000F अल्ट्राकॅपॅसिटर यशस्वीरित्या विकसित केला आहे, जो उच्च पॉवर घनता, जवळजवळ तात्काळ चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग, उच्च विश्वसनीयता, अत्यंत तापमानाला सहनशीलता आणि एकाच वेळी 1,000,000 पेक्षा जास्त चार्ज-डिस्चार्ज सायकलचे सेवा आयुष्य देऊ शकतो. GMCC 5000F सेल पॉवर ग्रिडसाठी जडत्व समर्थन (inertia support) आणि प्राथमिक वारंवारता मॉड्युलेशनची (primary frequency modulation) क्षमता मोठ्या प्रमाणात वाढवू शकतो आणि नेटवर्कमधील उपकरणांची कार्यक्षमता सुधारू शकतो. त्याचबरोबर, GMCC 5000F सेल ऑटोमोटिव्ह आणि इतर पॉवर ॲप्लिकेशन्ससाठी सहाय्यक कमी तापमान कोल्ड स्टार्ट, पॉवर सपोर्ट, ऊर्जा पुनर्प्राप्ती आणि वायर-नियंत्रित कमी व्होल्टेज वीज पुरवठा या गरजा पूर्ण करू शकतो.
प्रस्तावना
अल्ट्राकॅपॅसिटरअल्पावधीत उच्च विद्युत प्रवाह पुरवणारा एक अत्यंत विश्वसनीय ऊर्जा स्रोत म्हणून अल्ट्राकॅपॅसिटर्सनी आजकाल वाढते लक्ष वेधून घेतले आहे. वाढत्या जागतिक विद्युतीकरणामुळे, ऊर्जा आणि शक्ती घनता, गुणवत्ता, सुरक्षितता सुधारण्यासाठी आणि ऊर्जा साठवण उपकरणांची किंमत कमी करण्यासाठी प्रचंड प्रयत्न केले गेले आहेत. अल्ट्राकॅपॅसिटर्सना ऊर्जा साठवण प्रणाली म्हणून अधिकाधिक स्वीकारले जात आहे, ज्यामुळे प्रगत ड्रायव्हिंग सहाय्य (ADAS), नाविन्यपूर्ण सस्पेंशन आणि अँटी-रोल बार प्रणाली, आणि प्रगत आपत्कालीन ब्रेकिंग प्रणाली (AEBS) इत्यादींसारख्या ऑटोमोटिव्ह अनुप्रयोगांना सक्षम करता येते. नजीकच्या भविष्यात, फोटोव्होल्टेइक आणि पवन ऊर्जेसारख्या स्वच्छ ऊर्जेच्या मोठ्या प्रमाणावरील ऊर्जा ग्रीड जोडणीच्या पार्श्वभूमीवर, अल्ट्राकॅपॅसिटर्समुळे पॉवर ग्रीड फ्रिक्वेन्सी मॉड्युलेशनसारख्या नवीन ऊर्जा प्रणालींच्या विकासाला गती मिळेल अशी अपेक्षा आहे.
आकृती १ जीएमसीसी २.७व्ही ५०००एफ ईडीएलसी सेल
५०००F अल्ट्राकॅपॅसिटर तंत्रज्ञान
सध्या, सुपरकॅपॅसिटर उद्योगातील सेलची कमाल धारकता केवळ ३०००F आहे, आणि पॉझिटिव्ह व निगेटिव्ह इलेक्ट्रोडमधील ॲक्टिव्हेटेड कार्बनच्या विशिष्ट पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ प्रभावीपणे वापरले जात नसल्यामुळे, सध्याचा प्रभावी वापर दर केवळ १०% आहे. जर अल्ट्राकॅपॅसिटरमधील ऊर्जा घनतेचा अडथळा आणि मर्यादा दूर करायच्या असतील, तर पदार्थाची रचना, घन-द्रव आंतरपृष्ठ आणि इलेक्ट्रोकेमिकल प्रणालीमध्ये काही मूलभूत नवकल्पना आणि बदल करणे आवश्यक आहे.
जीएमसीसीने आण्विक/आयनिक स्तर, पदार्थाची सूक्ष्म आणि नॅनो संरचना स्तर, पदार्थाचा सूक्ष्म घन-द्रव आंतरपृष्ठ स्तर, पदार्थाचा कण स्तर, उच्च-धारकता विद्युत रासायनिक प्रणालीचा विकास, सेल संरचनेची रचना इत्यादींसह बहु-आयामी व्यापक तांत्रिक अनुकूलन केले आहे. सर्वप्रथम, कार्बन पदार्थांच्या छिद्र संरचनेचे आणि पृष्ठभागाच्या वैशिष्ट्यांचे सखोल विश्लेषण करून अनुकूलन केले गेले आहे, आणि कार्बन पदार्थाची रचना विशेषतः आंतरप्रवेशी पदानुक्रमित सच्छिद्र संरचनेसह केली आहे (सूक्ष्मछिद्र, मध्यछिद्र आणि स्थूलछिद्र एकमेकांना अडथळाविरहित आहेत). दुसरे म्हणजे, आयनचा आकार, आयनची सक्रियता, विद्राव्यतेचा परिणाम, इलेक्ट्रोलाइटची स्निग्धता यांसारख्या प्रमुख निर्देशकांचा सर्वसमावेशकपणे विचार केला गेला आहे. पदार्थ/इलेक्ट्रोलाइट घन-द्रव आंतरपृष्ठाच्या जुळवणी अभ्यासावर आधारित, सक्रिय कार्बनच्या विशिष्ट पृष्ठभागाच्या क्षेत्राचा जास्तीत जास्त वापर केला जातो आणि पृष्ठभागावर चार्ज शोषून घेण्याची क्षमता मोठ्या प्रमाणात सुधारली जाते. तिसरे म्हणजे, विशेष विभाजक संमिश्र फायबर पदार्थापासून बनवला जातो, आणि त्यात उच्च मजबुती, उच्च सच्छिद्रता आणि उच्च द्रव शोषण क्षमता ही वैशिष्ट्ये आहेत. त्यानंतर इलेक्ट्रोडची कॉम्पॅक्शन घनता मोठ्या प्रमाणात सुधारण्यासाठी प्रदूषणरहित कोरडी इलेक्ट्रोड प्रक्रिया अवलंबली जाते. त्याचबरोबर, यामुळे सेलला उत्तम कंपन प्रतिरोध आणि आयुर्मान मिळते, आणि चिकट तंतुमय प्रक्रियेद्वारे पदार्थाच्या कणांच्या पृष्ठभागावर चिकटून एक "पिंजऱ्यासारखी" रचना तयार होते, ज्यामुळे इलेक्ट्रोलाइटचे अधिशोषण आणि आयनांचे वहन सुलभ होते. शेवटी, जीएमसीसी (GMCC) ऑल-टॅब, ऑल-लेझर वेल्डिंग तंत्रज्ञान प्रक्रिया वापरते, आणि प्राप्त झालेला सेल हा कमी ओमिक संपर्क प्रतिरोध आणि उत्कृष्ट कंपन प्रतिरोध असलेली एक धातूशास्त्रीयदृष्ट्या घट्ट जोडलेली रचना आहे, जी ऑटोमोटिव्ह ग्रेड AECQ200 मानकांच्या आवश्यकता पूर्ण करते.
| विद्युत तपशील | |
| Tयपे | C60W-2R7-5000 |
| रेटेड व्होल्टेजव्हीR | २.७V |
| सर्ज व्होल्टेजVS1 | २.८५V |
| रेटेड कपॅसिटन्स सी२ | ५००० फॅ |
| कॅपेसिटन्स टॉलरन्स३ | -०%/+२०% |
| ईएसआर2 | ≤०.२५एमΩ |
| गळती प्रवाहमीL४ | <9 mA |
| स्व-डिस्चार्ज दर 5 | <२०% |
| कमाल स्थिर प्रवाह Iएमसीसी(ΔT = 15°C)6 | १३६A |
| कमाल प्रवाहIमॅक्स7 | ३.० केA |
| शॉर्ट करंटमीS8 | १०.८ केए |
| साठवलेले ऊर्जाई9 | ५.१ व्हॉट |
| ऊर्जा घनताईd 10 | ९.९ व्हॉट-तास/किलो |
| वापरण्यायोग्य उर्जा घनताPd11 | ६.८ किलोवॅट/किलो |
| मॅच्ड इम्पेडन्स पॉवरPडीमॅक्स12 | १४.२किलोवॅट/किलो |
तक्ता १ जीएमसीसी २.७व्ही ५०००एफ ईडीएलसी सेलची मूलभूत विद्युत वैशिष्ट्ये
रेटेड व्होल्टेजसह अल्ट्राकॅपॅसिटर निर्दिष्ट करण्यासाठी, सेलने काही विशिष्ट अटी पूर्ण करणे आवश्यक आहे. गेल्या काही वर्षांमध्ये उद्योगात एक मानक स्थापित केले गेले आहे. कमाल कार्यकारी तापमानात (बहुतेक अल्ट्राकॅपॅसिटरसाठी ६५°C) आणि रेटेड व्होल्टेजवर ठेवल्यावर, सेलने निर्धारित अंतिम आयुष्याच्या निकषांमध्ये राहून एक निर्धारित आयुष्यमान गाठले पाहिजे. बहुतेक अल्ट्राकॅपॅसिटर उत्पादकांसाठी आयुष्यमान १५०० तास निश्चित केले आहे आणि अंतिम आयुष्यमानाचे निकष म्हणजे २०% पेक्षा कमी नाममात्र कपॅसिटन्स घट आणि निर्दिष्ट ESR मूल्याच्या १००% पर्यंत कमाल वाढ. आकृती २ दर्शवते की GMCC 5000F अल्ट्राकॅपॅसिटर या अटी पूर्ण करू शकतो.
आकृती २. ६५°C तापमान आणि २.७V व्होल्टेजवर ठेवलेल्या GMCC 5000F अल्ट्राकॅपॅसिटरच्या कपॅसिटन्स (डावा वक्र) आणि ESR (उजवा वक्र) मधील बदल.
भविष्य
आमचा विश्वास आहे की लक्ष्य-केंद्रित, सखोल संशोधन आणि विकास (R&D) कार्यांमुळे आम्हाला सेलची एकूण कार्यक्षमता, विशेषतः सेल व्होल्टेज, आणखी सुधारता येईल. सध्याच्या प्रयोगशाळेतील निष्कर्षांनुसार, आम्हाला अपेक्षा आहे की सेल व्होल्टेजची पुढील पातळी नजीकच्या भविष्यात गाठली जाईल. यामुळे आम्हाला GMCC अल्ट्राकॅपॅसिटर्सची ऊर्जा आणि शक्ती घनता वाढवता येईल आणि अशा प्रकारे अधिकाधिक लहान व शक्तिशाली ऊर्जा साठवण उपायांच्या दिशेने असलेल्या प्रवाहाशी जुळवून घेता येईल.
पोस्ट वेळ: ऑक्टोबर-०९-२०२३