¿Qué tan duradero es un supercapacitador?

Descripción general

En general, la vida útil de los condensadores (incluidos los supercapacitores) depende de tres cosas:

1. Vida del electrolito
2. Reducción de voltaje
3. Temperatura / Disipación de energía

Si desea que el condensador dure mucho tiempo, limite el voltaje aplicado, manténgalo fresco y limite la corriente de salida. Todo esto debería estar en la hoja de datos de su capacitor.

Vida del electrolito

Si el condensador es, por ejemplo, de cerámica o tantalio, el electrolito es un sólido y la tapa básicamente nunca saldrá mal. Si es un electrolítico, entonces contiene un líquido que se evaporará y eventualmente hará que la tapa falle. En un supercondensador electrolítico de doble capa, el electrolito es una combinación de un fluido y de carbón activado, por lo que es ligeramente vulnerable a la evaporación.

Reducción de tensión

Más importante, sin embargo, es la reducción de voltaje del capacitor. Si el voltaje quema la tapa en el primer uso, no tendrá que preocuparse por la evaporación. Un capacitor es un dispositivo construido cuidadosamente que separa dos películas conductoras con una capa delgada y delgada de material aislante en un área amplia (doblada o enrollada en un paquete). Disminuye la separación y obtienes una mayor capacidad en la misma área. Esta delgada separación es vulnerable a altos voltajes; es por eso que los condensadores tienen máximos de voltaje específicos, a menudo impresos en la carcasa En una supercapa, esta barrera a menudo tiene solo un grosor de nanómetros, y el dieléctrico no aislará los altos voltajes en esta corta distancia.

El uso de un límite máximo cercano a su voltaje máximo hará que falle más rápidamente que si se usa a un voltaje más bajo, esta compensación se conoce como una curva de reducción. Debe estar disponible a través del fabricante de su capacitor.

Temperatura / Disipación de potencia

Un condensador se ve afectado negativamente por el calor. Hace que el electrolito se evapore más rápidamente, debilita el dieléctrico y puede dañar los elementos conductores delgados en el condensador. Se deben considerar tanto el calor ambiental como los efectos de autocalentamiento. Si el condensador se descarga muy rápidamente, la pequeña resistencia de la lámina y los cables será intrascendente en comparación con el cuadrado de la corriente.

Cada condensador tiene diferentes características. Debe revisar la hoja de datos de su capacitor para averiguar cuándo necesita reemplazo.

Las características de su condensador cambiarán con el tiempo, bajo ciertas condiciones. Por lo general, los (supercondensadores) tienen un parámetro llamado resistencia / carga de vida (en horas) o ciclos de vida (en ciclos). Un ejemplo de lo que puede encontrar en una hoja de datos:

  

Después de 1000 horas de aplicación de 5,5 V CC a + 85 ° C, el condensador deberá   Cumplir con los siguientes límites:

     

• Cambio de capacitancia : ± 30% del valor medido inicial

  

• Resistencia interna : < 4 veces del valor inicial especificado

  

Entonces, en el caso anterior, puede decidir si un cambio de ± 30% de la capacitancia inicial sigue siendo adecuado para su aplicación. De lo contrario, debe reemplazar el condensador después de 1000 horas de funcionamiento en esas condiciones.

Una referencia extremadamente buena aquí

Que incluye el comentario:

• Los supercapacitores PowerStor tienen una vida útil más larga que la secundaria Baterías, pero su vida útil no es infinita. El fin de vida básico. El modo de falla para un supercapacitor es un aumento en equivalente Resistencia en serie (ESR) y / o disminución de la capacitancia. los Los criterios reales de final de vida dependen de la aplicación requisitos Exposición prolongada a temperaturas elevadas, Un alto voltaje aplicado y una corriente excesiva conducirán a un aumento ESR y disminución de la capacitancia. Reduciendo estos parámetros alargará la vida útil de un supercapacitor. En general, supercondensadores cilíndricos tienen una construcción similar a Condensadores electrolíticos, que tienen un electrolito líquido dentro de un Lata de aluminio sellada con un tapón de goma. Durante muchos años, la el supercapacitor se secará, similar a un condensador electrolítico, causando una ESR alta y, finalmente, el final de la vida útil.

Aquí hay un diagrama de la referencia anterior que pone algunas figuras en varios efectos.

La'clave'notieneplenosentido.Elsignificativoefectodelvoltajeenlavidaútilesdignodemención.

Esta referencia es sobre el envejecimiento del supercap, no de inmediato aparente.
Parece ser el centro de una discusión más amplia.
Vale la pena.

Algunas discusiones relacionadas aquí