预充电超级电容器与预充电电池相比有多安全?


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使用系统运输和出售预充电的超级电容器有多安全?


我正在设计一个太阳能系统,我想使用
Maxwell的BCAP0005超级电容器(2.7V,5F)之类的东西来存储能量。

即使使用超级电容充电器电路,充电也可能需要80秒。有人建议我可以将系统与预充电的超级电容一起包装,以节省首次使用的时间。这听起来很合理,因为有些系统带有预充电的LiPo。但是我听说过有关大型电容器的安全问题。


添加:

感谢那些指出超级电容可能会在一天之内自行放电的人,这使得有关运输带电电容的问题有些不切实际。

请在我的新后续问题中解决与自放电有关的问题。
在给定泄漏电流的情况下,如何计算电容器的自放电时间?


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除了安全性,电容器在存储中的自放电会不会很快?
克里斯·拉普兰特

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数据表表明,它在65摄氏度时的短路电流为16A。
Abdullah kahraman 2012年

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您是否希望为某人节省80秒的时间?
gbarry 2012年

这个问题应该分为两个问题。您从询问安全性开始,这仍然是主题,但是增加了一个本质上无关的问题再发率。正如您在评论中所建议的那样,该应用程序只是虚构的幻象,使人们摆脱了气味(也许不完全是您所说的:-)),因此坚持原始问题比平时更重要,因为没有问题真实的基础可以随机徘徊,并随身携带其伪随机的“背景故事”。
罗素·麦克马洪

您无需编造故事就能使人们高兴。只要您可以清楚地说明问题背后的理由,就不必立即进行特定的应用。通常坚持“知道故事”的原因是,很大一部分人确实有特定的用途,但是他们的问题并不能传达他们的真正要求,并且他们浪费大量时间来回完善问答环节,而最初的答案不是答案。非常相关。
罗素·麦克马洪

Answers:


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预充电超级电容器与预充电电池相比有多安全?
我正在设计太阳能系统,我想使用Maxwell的BCAP0005超级电容器(2.7V,5F)之类的东西来存储大量能量。

  • 与2500 mAh AA电池组甚至单个AA电池相比,这种超级电容器的能量消耗和危险性要低得多。

  • 您选择的超级电容将产生一瞬间的爆发力,该瞬间爆发力会稍微超过现代2500 mAh NimH AA电池通常会产生的能量-但随后会完全放电。

  • 但是,单个AA电池产生的功率会减少一些,但持续数分钟。电池中的单个电池或其中几个可以完全产生极高的温度并起火。超级电容器只能非常困难地用于开火。

  • 一些超级电容或超级电容的功能远胜于此。有些可以用于例如汽车启动。

“ ....裤子着火了”-几乎:在“几次”上,我几乎要着火烧裤子或将(愚蠢地)携带多个AA NimH电池(低于2000 mAh容量)以及硬币和钥匙放在同一个口袋中,并具有导电路径。从口袋里取出牢房突然变成了一个人的唯一和压倒一切的优先事项,而从裤子上移开则是紧随其后的第二选择。这不是我将来打算复制的经验:-)。在这种情况下,某些硬币或钥匙会在几秒钟内达到远高于其安全处理水平的温度。作为示例选择的超级电容器无法实现此结果。


首先,让我们看一下能量容量方面: 从该术语的任何正常含义来看,一个2.7V,5F电容器将不会存储“大量能量”。如果电容器中的所有能量均可用,则将提供E = 0.5 x C x V ^ 2焦耳。对于2.7V,5F电容器E = 0.5 x 5 x 2.7 ^ 2 =〜18焦耳。
相比之下,一块2500 mAh的AA电池将提供大约
E = V x Ah x 3600焦耳
= 1.2 x 2.5 x 3600 = 10,800焦耳。
因此5F超级电容将存储电池中约18 / 10,800 =〜0.17%的能量。同样,在典型的应用中,电池几乎可以提供所有这些能量,而当电压接近零时,超级电容将需要额外的精力来恢复能量。

放电安全:

与电池相比,超级电容器有用的地方在于它具有快速充电和快速放电的能力,并且与电池几乎没有容量损失的情况相比,它可以进行更多次循环。
在某些情况下,这种快速充电和放电能力比典型电池大,而以电池的总容量来表示,则其极快。

但是,您选择的示例以及该系列的所有其他成员远比某些超级/超级大礼帽“笨拙”。此处提供的数据表显示了170毫欧的内部电阻,表明充满电时的短路电流约为2.7 / 0.17 =〜16A,典型的短路电流在65C时为16A,在85C时为14A。由于温度会迅速升高,并且短路时等效电压(一旦短路)会非常迅速地下降(在总容量为18 J时,S / C放电时间将大大低于1秒),因此该电容器不会产生大量能量(峰值可能在20至30W之间),并且持续时间不到1秒。

典型的现代NimH AA电池包含更多的能量,并且可以提供更多的功率,持续的时间更长。

例如2.5阿镍氢AA电池可在高达约5A典型地排出并可以具有在10A至20A的范围短时间在非常降低的电压加载的放电容量。因此它的输出瓦数几乎与超级电容将在几分之一秒内产生的功率相匹配,但是电池将在数秒内产生10瓦以上的功率,并在数分钟内产生5瓦以上的功率。


我也做过battery + keys = hot_pocket几次老技巧:-)作为吉他手,经常演奏很多,所以我总是随身携带9V电池(用于效果踏板,调谐器,DI盒等),这要归功于两个端子成为同一个一方更容易短。
奥利·格拉泽

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有一次,我在教堂里用午餐,有适当的嘉宾出席。罗素拿着相机走进大厅,然后突然掉下所有设备,开始跳动,他试图从腿上拿开口袋,同时挖进去,然后将东西扔到地上。电池,钥匙,电池,硬币,电池,硬币电池...。啊! 然后的解释:-)。也许两次乘汽车成为乘客。同样疯狂,但不那么尴尬。我将尽力吸取这一课。
罗素·麦克马洪

呵呵,这描绘了一个有趣的心理画面……对我来说幸运的是,在演出期间从未发生过,应该给短语“哇,他今晚着火了”一个全新的含义:-)
Oli Glaser

很多年前,我读到一位警察犯了一个错误,他把一些备用对讲机电池和一些宽松的左轮手枪放到了同一个口袋里……
。– WhatRoughBeast


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它会放电,但不会很快-在持续15uA的恒定泄漏电流(非常粗糙的数字)下,将需要2.7 *(5 / 15e-6)= 900000秒或250小时。因此,很可能会持续几天的时间。

就安全性而言,在该电压下不会造成电击危险,但是短路能力为16A,我想如果短路就会很容易起火。然后,电池也可以,交付时已经充满电。如果是我,除非有真正的动力去做,否则我会谨慎行事。


感谢您抽出宝贵的时间进行计算!由于这与评论中的讨论有关,而不是问题的答案,因此您认为可以将其移至评论中吗?非常感谢!
Atav32
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