Super Caps LIC/PAS

 

Cylinder Type Polyacene Capacitor

PAS – Polyacene-Kondensatoren

Hohe Kapazitätsdichte dank leitfähigem Material auf organischer Basis

Bei den neuen PAS-Kondensatoren von Taiyo Yuden kommen umweltfreundliche, elektrisch halbleitende Polymere als Elektroden zum Einsatz. Betrachtet man das elektrische Verhalten, so kann man diese neuen Kondensatoren zwischen Doppelschicht-Kondensatoren und Batterien einordnen.

Zu den Besonderheiten der neuen Technologie zählen Lade- und Entladezyklen von bis zu 500.000 Durchläufen und Robustheit gegenüber Schnellladung und -entladung sowie gegen Überladung und Tiefentladung. Die entscheidende Grundlage für die PAS (Poly Acen Semiconductor) Technik bildete die Entdeckung des organischen Materials Polyacen, das durch Pyrolyse aus Phenolharz gewonnen wird und dessen Eigenschaft, bei thermischer Kondensation in den amorphen Zustand überzugehen. Die amorphen Strukturen des Polyacen, ein leitfähiges Polymer, ermöglichen eine hohe Ladungsdichte ohne chemische Reaktion mit dem Elektrolyten.

Das Interessante am PAS-Kondensator ist, dass es sich um einen Kondensator handelt, der funktionell aber große Ähnlichkeit mit einem Akku aufweist. Im Vergleich zu Doppelschicht-Kondensatoren (EDLC: electrochemical double layer capacitor) und Akkus findet beim Laden und Entladen keine chemische Reaktion statt. Dies ermöglicht Schnellladungen und Schnellentladungen. Die chemische Stabilität erlaubt zudem bis zu 500.000 Ladezyklen, da kaum Alterungsvorgänge an den Elektroden stattfinden. Die gespeicherte Ladungsmenge in einem PAS-Kondensator ist allerdings viel kleiner als in einem Akku. So gesehen ist es nicht möglich, mit der PAS-Technologie einen Akku völlig zu ersetzen. Für die vorgesehenen Anwendungen ist die gespeicherte Ladungsmenge in einem PAS allerdings voll ausreichend.

Features der PAS-Kondensatoren auf einen Blick:

Die Kapazitäten reichen bis 50 F / 3,0 V bedrahtet (radial) und erreichen materialbedingt eine sehr hohe Energiedichte mit 1/3 des Volumens von Doppellagenkondensatoren bei gleicher Kapazität. Der PAS Kondensator dient zur Entlastung der Primärbatterie und kann durch seinen niedrigen ESR bedingt sehr schnell geladen und entladen werden. Der PAS Kondensator bringt materialbedingt eine sehr hohe Lebensdauer mit; von TAIYO angegeben mit mehr als 500.000 Lade- und Entladezyklen ohne Kapazitätsänderung. Er ist wie ein Kondensator einfach zu beschalten – eine Mindestspannung ist bei dieser Technologie nicht notwendig – und kann mit hohen Strömen sehr schnell aufgeladen und entladen werden. Diese PAS Kondensatoren sind Reflow lötbar und eignen sich perfekt als Zweitbatterie, um die eigentlichen Stromversorger vor starken Belastungen des Verbrauchers zu schützen (Kein Ersatz einer Batterien oder eines Akkus).

Cylinder Type Lithium Ion Capacitor

Zylindrische Lithium-Ionen-Kondensatoren (LIC Kondensatoren)

Von 40 F bis 200 F bei 3,8 V bis zu einer Betriebstemperatur von + 85 °C zertifiziert

Durch eine Optimierung der Struktur dieser Kondensatoren ist es Taiyo Yuden gelungen die obere Grenze der Betriebstemperatur bei einer maximalen Betriebsspannung von 3,8 V (minimal 2,2 V) anzuheben. Das Temperaturspektrum reicht jetzt von -25 bis +85 °C – damit lassen sich die Lithium-Ionen-Kondensatoren auch in Industrie-Applikationen und im Freien einsetzen.

Vorgestellt werden diese Lithium-Ionen-Kondensatoren mit einer Kapazität von 40F, 100F und 200F mit – in Relation zur Kapazität gesehen – sehr kleinen Bauformen d.h. sehr hohe Energiedichten.

Diese Kondensatoren eignen sich hervorragend als Back-Up-Stromversorgungen und für alle mobilen Anwendungen, bei denen hohe Energiedichte, hohe Arbeitsspannung und auch eine lange Lebensdauer erforderlich sind. Optimaler Einsatz z.B. in Netzteilen für Smart-Meter-Einheiten oder für zentrale Zählerablesesysteme, für Smart Grids (intelligente Stromnetze) oder in SSD (Solid-State-Drive)-Storage-Servern, um kurzzeitige Stromausfälle zu überbrücken.

Alle Vorteile auf einen Blick

Sehr hohe Kapazitäten mit 40 F, 100 F und 200 F (radial bedrahtet) auf kleinen Bauformen d.h. sehr hohe Energiedichten. Im Vergleich zum einfachen Doppellagenkondensatoren erreichen die LICs eine um 1,5-fach höhere Spannungen aufgrund einer Lithium-Ionendotierung: 3,8 V. Möglich ist eine 2-fach höhere Kapazität und eine 4-fach höhere Energiedichte im direkten Vergleich zu herkömmlichen Superkondensatoren / Doppellagenkondensatoren. Die Lebensdauer wird bei dieser Kondensatorentechnologie nicht nach Stunden angegeben, sondern nach Zyklen(1 Million Lade- und Entladezyklen). Der LIC erreicht hierdurch eine sehr hohe Zuverlässigkeit und kann mit deutlich höheren Strömen und in kürzester Zeit geladen und entladen werden. Die LIC Kondensatoren zeichnen sich aus durch eine sehr geringe Selbstentladung von nur 80 mV nach 2.500 Stunden (über 100 Tage) und, sehr wichtig: diese LIC-Kondensatoren fallen nicht unter die Batterieverordnung (keine Kosten und Aufwand für Transport, Lagerung und Entsorgung).

Thin Film Type Lithium Ion Capacitors

Weitere Informationen erhalten Sie gern auf Anfrage.