Экспериментальные исследования емкостных накопителей

Сентябрь 15, 2022

Главная
Физика
Экспериментальные исследования емкостных накопителей

Содержание

2. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ
3. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ Накопители для элементов питания электронных устройств (мобильных телефонов, переносных компьютеров и т.д.);
4. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ Целью данной работы является экспериментальное исследование, разработка и анализ сверхъемких конденсаторных структур, а
5. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАСЧЕТОВ ОСНОВНЫХ УДЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНДЕНСАТОРА
6. ЭЛЕКТРОДНЫЙ МАТЕРИАЛ Привлекательность углеродных материалов в качестве электродов обусловлена уникальным сочетанием химических и физических свойств углерода,
7. ЭЛЕКТРОДНЫЙ МАТЕРИАЛ а) Фотографии бусофита: а), б) исходный материал без покрытия в) с нанесенным слоем Ti;
8. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МАГНЕТРОННОГО ИСТОЧНИКА Магнетронная распылительная система Установка вакуумной металлизации бусофита Устройство перемотки рулонного материала
9. ЭЛЕКТРОЛИТ В качестве электролита был выбран сульфат лития Li2SO4, с молярной концентрацией 1,2 моль/л. Размеры молекул
10. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ УДЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ЯЧЕЙКИ Интерфейс оператора виртуального прибора
11. Блок контрольно-измерительного стенда МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ УДЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ЯЧЕЙКИ На лицевой панели блока располагаются: выключатель питания
12. ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ КОНДЕНСАТОРНОЙ ЯЧЕЙКИ Макет сверхъемкой конденсаторной ячейки
13. 1) 2) 3) 4) 5) 6) 9) 7) 8) 10) 11) 12) Титановый электрод Сепаратор (калька
14. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ Uз1, В – напряжение, выставленное на стенде; Uз2, В – напряжение,
15. Этапы реализации проекта Потребность в инвестиционных ресурсах и источники их образования, в млн. руб. Капитальные затраты
16. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Анализ современного состояния в области накопителей энергии показал, что суперконденсаторы являются перспективным направлением развития в
18. Скачать презентацию

Слайд 2

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ

Слайд 3

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ
Накопители для элементов питания электронных устройств (мобильных телефонов,

переносных компьютеров и т.д.);
Фильтры электропитания мощных радиосистем;
Гибридный электротранспорт;
Накопители в импульсных системах (фотовспышки, дефибриллятор);
Накопительные элементы в системах автономного и резервного электропитания;
Резонансные системы для электродвигателей, повышающие их КПД;
Пусковые устройства с крутым фронтом.

Слайд 4

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
Целью данной работы является экспериментальное исследование, разработка и

анализ сверхъемких конденсаторных структур, а также сравнение полученных удельных характеристик экспериментальных образцов с существующими аналогами.
Для достижения цели необходимо решение следующих задач:
1) проанализировать среды, в которых могут работать СЭЯ;
2) выбрать оборудование и определиться с методикой для измерения зарядно-разрядных характеристик;
3) исследовать свойства электродных материалов;
4) определиться с выбором электролита и технологией пропитки электродных материалов;
5) рассмотрев все свойства, необходимо получить результаты исследования экспериментальных образцов накопителей энергии.

Слайд 5

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАСЧЕТОВ ОСНОВНЫХ УДЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНДЕНСАТОРА

Слайд 6

ЭЛЕКТРОДНЫЙ МАТЕРИАЛ
Привлекательность углеродных материалов в качестве электродов обусловлена уникальным сочетанием химических

и физических свойств углерода, а именно:
высокой проводимостью;
развитой удельной поверхностью;
коррозионной стойкостью;
термической устойчивостью;
контролируемой пористой структурой;
эксплуатационными характеристиками и возможностью использования в составе композиционных материалов;
относительно низкой стоимостью.

Слайд 7

ЭЛЕКТРОДНЫЙ МАТЕРИАЛ
а)
Фотографии бусофита:
а), б) исходный материал без покрытия
в) с нанесенным слоем

Ti;
г) с нанесенным слоем Ti, увеличение в 50 раз;
д) с нанесенным слоем Ti, увеличение в 16000 раз.

г)

б)

в)

д)

Слайд 8

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МАГНЕТРОННОГО ИСТОЧНИКА
Магнетронная распылительная система
Установка вакуумной металлизации бусофита
Устройство перемотки рулонного

материала

Слайд 9

ЭЛЕКТРОЛИТ
В качестве электролита был выбран сульфат лития Li2SO4, с молярной концентрацией

1,2 моль/л.
Размеры молекул пропитывающей жидкости должны быть изначально меньше минимальных размеров пор исследуемого материала. Для углеродных микропористых образцов наиболее подходящей, с этой точки зрения, жидкость является электролит на основе лития.

Слайд 10

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ УДЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ЯЧЕЙКИ
Интерфейс оператора виртуального прибора

Слайд 11

Блок контрольно-измерительного стенда
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ УДЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ЯЧЕЙКИ
На лицевой панели блока

располагаются:
выключатель питания (1),
панель оператора (2),
лампа для индикации питания(3),
кнопка "Старт" (4),
кнопка "Стоп" (5),
лампа "Сбой в работе" (9),
лампа "Прерывание работы" (6),
лампа "Работа" (7),
клеммы подключения тестируемого конденсатора (8).

Слайд 12

ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ КОНДЕНСАТОРНОЙ ЯЧЕЙКИ
Макет сверхъемкой конденсаторной ячейки

Слайд 13

1)
2)
3)
4)
5)
6)
9)
7)
8)
10)
11)
12)
Титановый электрод
Сепаратор (калька с плотностью 42 г/м2)
Чистый бусофит
Бусофит с пленкой титана
Бусофит

с пленкой титана, пропитанный электролитом и с титановым контактом
Бусофит с пленкой титана, титановым контактом и сепаратором
Симметричная сборка ячейки
Структура сборки конденсаторной ячейки без корпуса
Сборка конденсаторной ячейки без корпуса
Сборка корпуса ячейки
Герметичная вакуумированная ячейка
Опытные образцы СИИТ

ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ КОНДЕНСАТОРНОЙ ЯЧЕЙКИ

Слайд 14

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ
Uз1, В – напряжение, выставленное на стенде;
Uз2,

В – напряжение, до которого заряжается ячейка;
RН, Ом - сопротивление нагрузки, на которое разряжается
измеряемая конденсаторная ячейка;
C, Ф – измеренная емкость конденсаторной ячейки.

Слайд 15

Этапы реализации проекта
Потребность в инвестиционных ресурсах и источники их образования, в

млн. руб.

Капитальные затраты по статьям расходов, источникам финансирования и годам реализации проекта, млн. руб.

Текущие (операционные) затраты по статьям расходов, источникам финансирования и годам реализации проекта, млн. руб.

СТОИМОСТЬ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПОДГОТОВКИ ОСВОЕНИЯ СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Слайд 16

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализ современного состояния в области накопителей энергии показал, что суперконденсаторы являются

перспективным направлением развития в области накопителей энергии.
Было показано, что энергоемкость в конденсаторах растет по квадратичному закону от приложенного напряжения, следовательно, привлекательным направлением являются конденсаторные структуры с диэлектрическим слоем. Поэтому, суперпористый материал в виде волокна является перспективным в связи с тем, что на нем в отличие от порошкообразных материалов, можно создать конденсаторные структуры с диэлектрическим слоем. Это обеспечивает рост рабочего напряжения до 10 В и более. Кроме того, рулонные технологии производства являются более технологичными и менее затратными.
В качестве электродного материала был выбран бусофит, так как он имеет ряд преимуществ: высокоразвитую удельную поверхность, хорошую электропроводность и технологичность. Так же он имеет пористую структуру, которая хорошо смачивается электролитом.
Разработаны уникальная технология измерения зарядно-разрядных характеристик СЭЯ на основе углеродных материалов (бусофита) и автоматизированный стенд для измерения параметров электролитической ячейки, тренировки и тестирования СИИТ.
Проведенные исследования показывают, что измеренная емкость ячеек находится в диапазоне С=600-1200 Ф, а рабочее напряжение ячеек составляет Uр=2,5-3,0 В. Также было установлено, что тренировка ячеек на заряд-разряд уменьшает ток утечки.

Экспериментальные исследования емкостных накопителей

Содержание

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙНакопители для элементов питания электронных устройств (мобильных телефонов,

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ Целью данной работы является экспериментальное исследование, разработка и

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАСЧЕТОВ ОСНОВНЫХ УДЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНДЕНСАТОРА

ЭЛЕКТРОДНЫЙ МАТЕРИАЛ Привлекательность углеродных материалов в качестве электродов обусловлена уникальным сочетанием химических

ЭЛЕКТРОДНЫЙ МАТЕРИАЛа)Фотографии бусофита:а), б) исходный материал без покрытияв) с нанесенным слоем

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МАГНЕТРОННОГО ИСТОЧНИКАМагнетронная распылительная системаУстановка вакуумной металлизации бусофитаУстройство перемотки рулонного

ЭЛЕКТРОЛИТВ качестве электролита был выбран сульфат лития Li2SO4, с молярной концентрацией

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ УДЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ЯЧЕЙКИИнтерфейс оператора виртуального прибора

Блок контрольно-измерительного стендаМЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ УДЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ЯЧЕЙКИНа лицевой панели блока

ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ КОНДЕНСАТОРНОЙ ЯЧЕЙКИМакет сверхъемкой конденсаторной ячейки

1)2)3)4)5)6)9)7)8)10)11)12)Титановый электродСепаратор (калька с плотностью 42 г/м2)Чистый бусофитБусофит с пленкой титанаБусофит

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙUз1, В – напряжение, выставленное на стенде;Uз2,

Этапы реализации проектаПотребность в инвестиционных ресурсах и источники их образования, в

ЗАКЛЮЧЕНИЕАнализ современного состояния в области накопителей энергии показал, что суперконденсаторы являются

Похожие презентации