Þéttar hafa fjölda frábærra eiginleika. Þeir geyma orku sem rafhleðslu frekar en efnaorku, til dæmis. Þetta gerir það að verkum að hleðslutími er nánast samstundis og hámarksútgangsstraumur er mjög mikill. Þeir geta þolað hundruð þúsunda hleðslu- og afhleðsluhringrása, frekar en hundruð hringrása sem gilda um fullhlaðnar rafhlöður. Svo hvað er vandamálið?
Rafhlaða veitir nokkuð stöðuga spennu yfir langan líftíma. Það fer eftir tækinu hvort þú getir lent í afköstum sem eru næstum tæmd. Snjallsímar fara til dæmis í orkusparnaðarstillingu. Það er ekki bara til að halda þeim í gangi aðeins lengur, heldur til að koma í veg fyrir að tækið slekki strax án viðvörunar.
Eins og þú sérð lækkar spennan þegar rafhlaðan er að verða næstum tæmd. Í símanum þínum er rafrás sem breytir orkunotkun, sem er hluti af heildarorkustjórnuninni, og virkar þannig að hún breytir ekki mjög stöðugri rafhlöðuorku í mjög vel stýrða kerfisafl (líklega margar mismunandi spennur). Athugið að það er mikilvægt samband hér: afl = straumur * spenna. Til að viðhalda sömu orku, þegar spennan lækkar, þarf rafrásin mín að draga meiri straum.
Sérhver rafhlaða hefur smá innri viðnám og vegna annars sambands, sem kallast lögmál Ohms, veistu að spennan í rafhlöðunni mun falla. Á myndinni er Vout = V0−r∗I, þar sem I er straumurinn. Þannig, þegar V0 lækkar og orkusparnaðarrásin mín þarf að draga meiri straum til að skila sama afli, lækkar útgangsspenna rafhlöðunnar enn hraðar. Þetta takmarkaði hámarksúttak straums rafhlöðunnar og þýðir líka að hún dettur út nokkuð fljótt þegar hún er næstum tæmd.
En útgangsspennan, hámarksstraumurinn og heildarafl þéttisins lækka veldishraða með tímanum. Þéttinn hefur einn kost: hann geymir rafhleðslu frekar en að breyta rafhleðslu í efnahleðslu eins og í rafhlöðu, svo þó að innri viðnám sé til staðar er það lítið og yfirleitt hægt að hunsa það. Þéttar geta veitt mjög, mjög háa strauma í stuttan tíma.
En til að knýja eitthvað eru þau vandkvæðum bundin. Munið eftir löngun minni til að halda stöðugri orku í aflgjafakerfinu mínu, og að afl = straumur * spenna. Þegar spennan okkar lækkar hratt verðum við að bæta upp fyrir það með ört vaxandi straumi til að skila sama afli. Mjög háir straumar valda mun dýrari rafrásum, stærri aflbreytingaríhlutum, meira afltapi í rafrásarplötum, o.s.frv. ... sama grunnvandamál og rafhlaðan á við að stríða undir lok, nema að þetta byrjar að gerast mjög snemma í endingartíma þéttisins. Og þegar þéttinn tæmist lækkar hámarksstraumurinn, þótt hann sé enn tiltölulega hár, einnig.
Hitt vandamálið er að nútíma öfgaþéttar hafa mun lægri orku en rafhlöður. Bestu öfgaþéttarnir á markaðnum ná 8-10 Wh/kg, flestir eru nær 5 Wh/kg. Bestu litíum-jón rafhlöðurnar skila nærri 200 Wh/kg, margar gerðir geta náð yfir 100 Wh/kg. Þannig að þú þarft um 20 sinnum meiri þyngd til að nota öfgaþétta. En hugsanlega meira, þar sem á einhverjum tímapunkti við útskrift, allt eftir notkun, mun spennan lækka of lágt til að vera nothæf, sem skilur eftir orku ónotaða. Einnig, ólíkt hefðbundnari þéttum, hafa öfgaþéttar einnig tiltölulega hátt innra viðnám. Þannig að þeir geta ekki endilega stutt mikla skipti á spennu fyrir straum.
Svo er það sjálfsafhleðsla: hversu hratt „lekur“ rafmagn úr geymslutæki. Einu NiMh rafhlöðurnar eru sterkar en sjálfsafhleðslan er allt að 20–30% á mánuði. Li-ion rafhlöður draga úr þessu niður í meira en <2% á mánuði, allt eftir því hvaða Li-ion tækni er notuð, kannski 3% í sumum kerfum, allt eftir eftirliti með rafhlöðunni. Nú á dögum lækka hleðslugetu öfgaþétta allt að 50% á fyrsta mánuðinum. Það skiptir kannski ekki máli í tæki sem er hlaðið daglega, en það takmarkar algerlega notkunarmöguleika fyrir hylki samanborið við rafhlöður, að minnsta kosti þar til betri hönnun hefur verið búin til.
Og þar sem þú þarft svo marga, getur núverandi kostnaður við öfgaþétta verið 6-20 sinnum hærri en kostnaðurinn við rafhlöður. Ef forritið þitt þarfnast mjög lítillar afköstunar, sérstaklega við mjög stuttar hástraumsbylgjur, gæti öfgaþétti verið kostur. Annars verður þetta ekki rafhlöðuskipti í náinni framtíð.
Fyrir notkun með mikla straum eins og rafmagnsbíla er þetta ekki mjög gagnleg valkostur ennþá, sem sjálfstæð eining. Þó að kerfi sem nota bæði öfgaþétta og rafhlöður geti verið sannfærandi, þar sem munurinn á þeim bætir hvor annan upp, þá er mikill straumflutningur og langur endingartími þéttanna samanborið við mikla sértæka orku/orkuþéttleika rafhlöðunnar. Og það er mikil vinna í gangi til að skila mun betri öfgaþéttum, sem og mun betri rafhlöðum. Svo kannski tekur öfgaþéttan einn daginn að sér fleiri af hefðbundnum rafhlöðuskyldum.
Grein frá: https://qr.ae/pCacU0
Birtingartími: 6. janúar 2026