О процессе разряда электростатических ионисторов

Автор: Богданов Евгений Сергеевич, Сухова Ольга Радиевна, Воронцов Александр Геннадьевич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика @vestnik-susu-mmph

Рубрика: Физика

Статья в выпуске: 3 т.13, 2021 года.

Бесплатный доступ

Несмотря на растущую популярность ионисторов (суперконденсаторов), общепринятая модель разряда и единая методика описания их характеристик пока отсутствуют. Это связано со сложностью физико-химических процессов, происходящих в них. В данной работе был проведен анализ заряд-разрядных кривых изготовленного в лаборатории и промышленного ионисторов. Было показано, что для исследованных ионисторов, в отличие от обычных конденсаторов, характерен двухступенчатый механизм разряда с отличающимися примерно на порядок постоянными времени. Быстрый разряд определяется внутренними параметрами ионистора, а постоянная времени этого процесса не зависит от сопротивления внешней цепи. Для медленного процесса постоянная времени линейно зависит от сопротивления внешней цепи, поэтому этот процесс является аналогом разряда обычного конденсатора. Из параметров медленного процесса возможно определить эффективное внутреннее сопротивление ионистора и его емкость. Соотношение скоростей быстрого и медленного разряда в случаях лабораторного и промышленного ионисторов примерно одинаково, что указывает на сходность процессов, протекающих в них. Существенная разница между ионисторами наблюдается в соотношении амплитуд напряжений, соответствующих быстрому и медленному процессам. Для промышленного ионистора вклад напряжения, приходящегося на медленный (зависящий от параметров внешней цепи) процесс, существенно выше, что говорит о большей его эффективности при работе в электрических цепях.

Еще

Ионистор, заряд-разрядные кривые, двухступенчатыйразряд

Короткий адрес: https://readera.org/147235054

IDR: 147235054   |   DOI: 10.14529/mmph210308

Список литературы О процессе разряда электростатических ионисторов

  • Conway, B.E. Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentals and Technological Applications / B.E. Conway. - Springer, 1999. - 698 p.
  • Electrolytes for Electrochemical Supercapacitors / C. Zhong, Y. Deng, W. Hu et al. - CRC Press, 2016, 361 p.
  • Frackowiak, E. Carbon Materials for the Electrochemical Storage of Energy in Capacitors / E. Frackowiak, F. Béguin // Carbon. - 2001. - Vol. 39, Iss. 6. - P. 937-950.
  • Илимбетов, Р.Ю. Разработка компоновочной схемы комбинированной энергетической установки для грузового автомобиля с улучшенными экологическими показателями / Р.Ю. Илимбетов, А.М. Астапенко // Вестник ЮУрГУ. Серия "Машиностроение". - 2013. - Т. 13, № 1. - C. 72-79.
  • Жданкин, Е.В. Имитационное моделирование активной накопительной системы / Е.В. Жданкин, Д.А. Устинов // Вестник ЮУрГУ. Серия "Энергетика". - 2018. - Т. 18, № 4. - С. 52-58.
  • Кошелев, К.С. Выбор схемы поперечно подключаемого активного фильтра с функцией компенсации кратковременных прерываний напряжения / К.С. Кошелев, Н.А. Алексеев, В.Н. Карпов, А.М. Матинян, М.В. Пешков // Электрические станции. Серия: Силовая преобразовательная техника. - 2018. - № 3 (1040). - С. 47-52.
  • Определение интегральной емкости двойного электрического слоя (ДЭС) на межфазной границе блокирующий электрод - твердый электролит кулонометрическим методом. Случай замедленной диффузии и адсорбции-десорбции двух разных сортов частиц / Р.М. Гусейнов, Х.М. Махмудов, Р.А. Раджабов и др. // Известия ДГПУ. Естественные и точные науки. - 2016. - № 1. - C. 11-15.
  • Панкрашин, А. Ионисторы Panasonic: физика, принцип работы, параметры / А. Панкрашин // Компоненты и технологии. - 2006. - № 9(62). - С. 12-17.
  • Belhachemi, F. A Physical Based Model of Power Electric Double-Layer Supercapacitors / F. Belhachemi, S. Rael, B. Davat // Conference Record of the 2000 IEEE Industry Applications Conference. Thirty-Fifth IAS Annual Meeting and World Conference on Industrial Applications of Electrical Energy (Cat. No.00CH37129). - 2000. - Vol. 5. - P. 3069-3076.
  • Embedded Fractional Nonlinear Supercapacitor Model and Its Parametric Estimation Method / N. Bertrand, J. Sabatier, O. Briat, J. Vinassa // IEEE Transactions on Industrial Electronics. - 2010. - Vol. 57, Iss. 12. - P. 3991-4000.
Еще
Статья научная