- Produkt-Art
- Super-Cap Kondensator49Doppelschicht-Kondensator15Green-Cap Kondensator4
- Preis
- Marke
- Kemet29Schurter17Samxon14Eaton4Samwha4Bussmann by Eaton1
- Elektr. Kapazität
- 35 mF190 mF2120 mF1160 mF1200 mF10.22 F1220 mF1400 mF2470 mF20.47 F1500 mF1650 mF11 F21000 mF11200 mF21.5 F12400 mF13.3 F14.7 F15 F110 F322 F150 F2100 F2400 F2
- Inhalt
- 1 St.68
- Zertifizierungen
- RoHS53
- Nennspannung
- Toleranz ±
- Max. Temperatur
- Durchmesser
- Verpackungsart
- Neuheiten & Angebote
Superkondensatoren
68 ErgebnisseDetails | Preis | Verfügbarkeit | Nennspannung | Inhalt | Zertifizierungen | Toleranz ± | Elektr. Kapazität | Max. Temperatur | Durchmesser | Verpackungsart | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
inkl. MwSt. 23 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
 Abb. ähnlich Bestell-Nr.:457328 EAN:2050001636362 Teile-Nr.:DDL224S05F1ERRDAPZ CHF 2.05 inkl. MwSt. 602 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | 5.5 V | 1 St. | - | 20 % | 0.22 F | +70 °C | - | - | |||
 Abb. ähnlich Bestell-Nr.:456807 EAN:2050001636270 Teile-Nr.:DRE105S0EF12RRDAP inkl. MwSt. 686 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. Min: 7 | 2.5 V | 1 St. | - | 20 % | 1 F | +70 °C | 8 mm | - | |||
 Abb. ähnlich Bestell-Nr.:457382 EAN:2050001636379 Teile-Nr.:DDL474S05F1ERRDAPZ CHF 2.45 inkl. MwSt. 65 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | 5.5 V | 1 St. | - | 20 % | 0.47 F | +70 °C | - | - | |||
Bestell-Nr.:3464618 Teile-Nr.:KW-5R5C104-R CHF 3.35 inkl. MwSt. 468 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
CHF 14.95 inkl. MwSt. 37 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
CHF 2.20 inkl. MwSt. 367 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
 Abb. ähnlich Bestell-Nr.:457521 EAN:2050001636393 Teile-Nr.:DDL155S05F2CRRDAPZ CHF 2.65 inkl. MwSt. 178 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | 5 V/DC | 1 St. | - | 20 % | 1.5 F | +70 °C | - | - | |||
inkl. MwSt. 293 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
Bestell-Nr.:3454288 Teile-Nr.:KR-5R5C155-R CHF 3.60 inkl. MwSt. 37 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | 21.5 mm | - | |||
Bestell-Nr.:3738293 Teile-Nr.:3-153-435 inkl. MwSt. 5 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | - | 1 St. | RoHS | - | 500 mF | 85 °C | - | - | |||
CHF 3.35 inkl. MwSt. 263 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
CHF 4.85 inkl. MwSt. Lieferung Mo., 14. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
CHF 3.80 inkl. MwSt. 600 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
 Abb. ähnlich Bestell-Nr.:457454 EAN:2050001636386 Teile-Nr.:DDL105S05F1JRRDAPZ CHF 2.45 inkl. MwSt. 308 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | 5.5 V | 1 St. | - | 20 % | 1 F | +70 °C | - | - | |||
inkl. MwSt. 80 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
 Abb. ähnlich Bestell-Nr.:457233 EAN:2050001636348 Teile-Nr.:DRL506S0TL40RRDAP inkl. MwSt. 54 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | 2.7 V | 1 St. | - | 20 % | 50 F | +70 °C | 18 mm | - | |||
 Abb. ähnlich Bestell-Nr.:457063 EAN:2050001636317 Teile-Nr.:DRE226S0EK25RRDAP CHF 2.45 inkl. MwSt. 224 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | 2.5 V | 1 St. | - | 20 % | 22 F | +70 °C | 16 mm | - | |||
Bestell-Nr.:451421 EAN:2050000610547 Teile-Nr.:DS0E505Z10020BB inkl. MwSt. 2600 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | 2.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 20 % | 5 F | +70 °C | 10 mm | - | |||
 Abb. ähnlich Bestell-Nr.:457172 EAN:2050001636331 Teile-Nr.:DRE107S0EL60RRDAP inkl. MwSt. 7 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | 2.5 V | 1 St. | - | 20 % | 100 F | +70 °C | 18 mm | - | |||
Bestell-Nr.:3464773 Teile-Nr.:FYD0H104ZF inkl. MwSt. 596 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | 13 mm | - | |||
Bestell-Nr.:451435 EAN:2050000610660 Teile-Nr.:DB0E407M35060HA -49% CHF 32.95 CHF 16.95 inkl. MwSt. 32 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | 2.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 20 % | 400 F | +70 °C | 35 mm | - | |||
CHF 10.95 inkl. MwSt. 20 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
 Abb. ähnlich Bestell-Nr.:456858 EAN:2050001636287 Teile-Nr.:DRE335S0EG20RRDAP -7% CHF 0.75 CHF 0.70 inkl. MwSt. 950 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. Min: 3 | 2.5 V | 1 St. | - | 20 % | 3.3 F | +70 °C | 10 mm | - | |||
Bestell-Nr.:3738300 Teile-Nr.:3-153-442 CHF 14.95 inkl. MwSt. 3 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | - | 1 St. | RoHS | - | 120 mF | 85 °C | - | - | |||
Bestell-Nr.:3738265 Teile-Nr.:3-153-407 CHF 8.80 inkl. MwSt. 3 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | - | 1 St. | RoHS | - | 220 mF | 85 °C | - | - | |||
Bestell-Nr.:3738282 Teile-Nr.:3-153-424 CHF 14.95 inkl. MwSt. 5 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | - | 1 St. | RoHS | - | 90 mF | 70 °C | - | Bulk | |||
CHF 2.65 inkl. MwSt. 275 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
CHF 3.55 inkl. MwSt. 50 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
CHF 2.90 inkl. MwSt. 139 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
Bestell-Nr.:3464763 Teile-Nr.:FGH0H224ZF CHF 1.75 inkl. MwSt. 2632 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | 11 mm | - | |||
Bestell-Nr.:3464756 Teile-Nr.:FCS0V474ZFTBR24 CHF 2.65 inkl. MwSt. 1680 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 3.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
Bestell-Nr.:3464751 Teile-Nr.:FC0H473ZFTBR24 CHF 1.75 inkl. MwSt. 286 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
Bestell-Nr.:451440 EAN:2050000610707 Teile-Nr.:DB5U407M35060HA CHF 22.95 inkl. MwSt. 50 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | 2.7 V/DC | 1 St. | RoHS | 20 % | 400 F | +60 °C | 35 mm | - | |||
Bestell-Nr.:3738299 Teile-Nr.:3-153-441 CHF 11.95 inkl. MwSt. 5 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | - | 1 St. | RoHS | - | 2400 mF | 85 °C | - | Bulk | |||
Bestell-Nr.:3738283 Teile-Nr.:3-153-425 inkl. MwSt. 4 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | - | 1 St. | RoHS | - | 160 mF | 70 °C | - | - | |||
Bestell-Nr.:3738290 Teile-Nr.:3-153-432 CHF 16.95 inkl. MwSt. 5 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | - | 1 St. | RoHS | - | 1200 mF | 70 °C | - | Bulk | |||
Bestell-Nr.:3738306 Teile-Nr.:3-153-448 CHF 13.95 inkl. MwSt. 5 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | - | 1 St. | RoHS | - | 650 mF | 85 °C | - | - | |||
Bestell-Nr.:3464776 Teile-Nr.:FYL0H473ZF CHF 2.20 inkl. MwSt. 1549 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | 12 mm | - | |||
Bestell-Nr.:3464766 Teile-Nr.:FS0H473ZF inkl. MwSt. 669 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | 13 mm | - | |||
Bestell-Nr.:3464755 Teile-Nr.:FCS0V224ZFTBR24 CHF 2.20 inkl. MwSt. 400 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 3.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
Bestell-Nr.:3464752 Teile-Nr.:FC0H474ZFTBR32-SS CHF 5.75 inkl. MwSt. 15 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
Bestell-Nr.:3454580 Teile-Nr.:FC0H104ZFTBR24 inkl. MwSt. 3 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
Bestell-Nr.:451422 EAN:2050000610554 Teile-Nr.:DS0E106Z10030BB inkl. MwSt. 999 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | 2.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 20 % | 10 F | +70 °C | 10 mm | - | |||
Bestell-Nr.:2492736 EAN:2050007280934 Teile-Nr.:HV1030-2R7106-R inkl. MwSt. 157 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | - | 1 St. | - | - | - | - | - | - | |||
Bestell-Nr.:3738269 Teile-Nr.:3-153-411 inkl. MwSt. 5 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. Min: 11Vielfache: 11 | - | 1 St. | RoHS | - | 1000 mF | 70 °C | - | Bulk | |||
Bestell-Nr.:3738304 Teile-Nr.:3-153-446 CHF 13.95 inkl. MwSt. 200 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | - | 1 St. | RoHS | - | 400 mF | 85 °C | - | - | |||
Bestell-Nr.:3738308 Teile-Nr.:3-153-450 CHF 15.95 inkl. MwSt. 5 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | - | 1 St. | RoHS | - | 1200 mF | 85 °C | - | Bulk | |||
Bestell-Nr.:3738268 Teile-Nr.:3-153-410 CHF 8.80 inkl. MwSt. 5 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | - | 1 St. | RoHS | - | 470 mF | 70 °C | - | Bulk | |||
Bestell-Nr.:3464760 Teile-Nr.:FG0H473ZF CHF 1.75 inkl. MwSt. 1450 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | 11 mm | - | |||
Bestell-Nr.:3464750 Teile-Nr.:FC0H105ZFTBR44-SS CHF 8.80 inkl. MwSt. 240 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
 Abb. ähnlich Bestell-Nr.:456915 EAN:2050001636294 Teile-Nr.:DRE475S0EG20RRDAP inkl. MwSt. 1024 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. Min: 3 | 2.5 V | 1 St. | - | 20 % | 4.7 F | +70 °C | 10 mm | - | |||
Bestell-Nr.:3738267 Teile-Nr.:3-153-409 CHF 8.80 inkl. MwSt. Lieferung Mi., 24. März 2027 Min: 100Vielfache: 100 | - | 1 St. | RoHS | - | 35 mF | 85 °C | - | Bulk | |||
Bestell-Nr.:3738266 Teile-Nr.:3-153-408 CHF 8.80 inkl. MwSt. Lieferung Mi., 24. März 2027 | - | 1 St. | RoHS | - | 470 mF | 85 °C | - | Bulk | |||
Bestell-Nr.:3738281 Teile-Nr.:3-153-423 inkl. MwSt. 4 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | - | 1 St. | RoHS | - | 90 mF | 70 °C | - | Bulk | |||
Bestell-Nr.:3738286 Teile-Nr.:3-153-428 inkl. MwSt. 4 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | - | 1 St. | RoHS | - | 400 mF | 70 °C | - | Bulk | |||
Bestell-Nr.:3738270 Teile-Nr.:3-153-412 CHF 8.80 inkl. MwSt. Lieferung Mi., 3. Feb. 2027 Min: 100Vielfache: 100 | - | 1 St. | RoHS | - | 200 mF | 70 °C | - | Bulk | |||
CHF 2.05 inkl. MwSt. 909 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
CHF 2.05 inkl. MwSt. 1084 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
Bestell-Nr.:3464757 Teile-Nr.:FG0H104ZF inkl. MwSt. 438 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | 11 mm | - | |||
Bestell-Nr.:3464754 Teile-Nr.:FCS0H224ZFTBR24 CHF 3.10 inkl. MwSt. 409 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
Bestell-Nr.:3464753 Teile-Nr.:FC0V474ZFTBR24 CHF 2.65 inkl. MwSt. 579 Stück auf Lager Lieferung Mo., 7. Dez. | 3.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
 Abb. ähnlich Bestell-Nr.:456984 EAN:2050001636300 Teile-Nr.:DRE106S0EG30RRDAP -33% CHF 2.00 CHF 1.35 inkl. MwSt. 495 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. Min: 2 | 2.5 V | 1 St. | - | 20 % | 10 F | +70 °C | 10 mm | - | |||
 Abb. ähnlich Bestell-Nr.:457119 EAN:2050001636324 Teile-Nr.:DRE506S0EL40RRDAP -12% CHF 4.85 CHF 4.25 inkl. MwSt. 89 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | 2.5 V | 1 St. | - | 20 % | 50 F | +70 °C | 18 mm | - | |||
 Abb. ähnlich Bestell-Nr.:456689 EAN:2050001636256 Teile-Nr.:DRC106S03G20RRDAP CHF 0.90 inkl. MwSt. 228 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. Min: 3 | 2.3 V | 1 St. | - | 20 % | 10 F | +70 °C | 10 mm | - | |||
Bestell-Nr.:3454287 Teile-Nr.:KR-5R5C105-R inkl. MwSt. 171 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | 21.5 mm | - | |||
 Abb. ähnlich Bestell-Nr.:457276 EAN:2050001636355 Teile-Nr.:DRL107S0TL60RRDAP -32% inkl. MwSt. 146 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | 2.7 V | 1 St. | - | 20 % | 100 F | +70 °C | 18 mm | - | |||
Bestell-Nr.:3454581 Teile-Nr.:FC0H224ZFTBR24 CHF 2.20 inkl. MwSt. 6 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Do., 12. Nov. | 5.5 V/DC | 1 St. | RoHS | 80 % | - | - | - | - | |||
Ratgeber
Ein Superkondensator, Ultracap, Gold-Cap oder auch Supercap, ist im Prinzip ein Kondensator, der enorme Mengen an elektrischer Energie speichern kann.
Wenn an einem Kondensator eine Spannung von 1 V angelegt wird und daraufhin für die Dauer von 1 Sekunde ein Strom von 1 Ampere fließt, hat der Kondensator eine Kapazität von einem Farad. Die Einheit 1 Farad wurde nach dem britischen Experimentalphysiker Michael Faraday benannt.
Der Wert 1 Farad (1 F) ist ein sehr großer Kapazitätswert, der in handelsüblichen Schaltungen von Elektronikgeräten nicht unbedingt benötigt wird. Hier werden Kondensatoren benötigt, die nur einen Bruchteil des Wertes haben. Gängige Werte sind z.B.:
Millifarad (mF) = 1/1000 Farad
Mikrofarad (µF) = 1/1000 Millifarad
Nanofarad (nF) = 1/1000 Mikrofarad
Picofarad (pf) = 1/1000 Nanofarad
Bei einem Superkondensator bewegt sich die spezifische Kapazität auf einem ganz anderen Niveau. Hier werden mittlerweile Kapazitätswerte von bis zu einigen tausend Farad erreicht. Demzufolge tragen Superkondensatoren ihren Namen wirklich zu Recht.
Um diese hohen Kapazitätswerte zu erreichen, wurden bei Superkondensatoren verschiedene Technologien entwickelt, nach denen die Kondensatoren unterteilt sind.
Doppelschicht-Kondensatoren
Bei Doppelschicht-Kondensatoren kommt Aktivkohle als Elektrodenmaterial zum Einsatz. Die elektrische Energie wird statisch in den Helmholtz-Doppelschichten an den Elektroden gespeichert.
Pseudokondensatoren
Pseudokondensatoren besitzen Elektroden aus Metalloxiden oder leitfähigen Polymeren. Die elektrische Energie wird elektrochemisch durch den faradayschen Ladungsaustausch gespeichert.
Hybridkondensatoren
Hybridkondensatoren wie z.B. die Lithium-Ionen-Kondensatoren nutzen sowohl die statische als auch die elektrochemische Speicherung. Dazu haben sie eine Elektrode mit einer hohen Doppelschichtkapazität und eine Elektrode mit einer hohen Pseudokapazität.
Grundsätzliche Funktion
Bild 2: 1. Kollektor, 2. Polarisierte Elektrode, 3. Helmholtz-Doppelschicht, 4. Elektrolyt mit positiven und negativen Ionen, 5. Separator, 6. Spannungsquelle.
Ein Superkondensator besteht aus zwei Elektroden, die durch einen Separator mechanisch und elektrisch voneinander getrennt sind.
Trotz der Trennung ist der Separator für Ionen durchlässig. Den Ladungsaustausch ermöglicht ein Elektrolyt, der positiv geladene Ionen (Kationen) und negativ geladene Ionen (Anionen) enthält.
Wenn an dem Kondensator eine Spannung angelegt wird, bildet sich an beiden Elektroden eine Helmholtz-Doppelschicht von negativ und positiv geladenen Ionen (siehe Bild 2).
Aufgrund der unterschiedlichen Ladungen der Elektroden sind die Schichten spiegelbildlich aufgebaut.
Die beiden Schichten wirken wie zwei Kondensatoren, die in Serie geschaltet sind. Die Gesamtkapazität des Kondensators berechnet sich nach der Formel:
C1 · C2
Cgesamt = -------------
C1 + C2
Statische Doppelschichtkapazität:
Bild 3: 1. Kollektor, 2. Polarisierte Elektrode, 3. Molekulare Schicht aus polarisierten Lösungsmittelmolekülen, 4. Elektrolyt, 5. Separator, 6. Sulvatisierte Kationen, 7. Gouy-Chapmann Doppelschicht. 8. Helmholtz Doppelschicht.
Die Oberflächen der Elektroden werden vom Elektrolyt großflächig benetzt. Genau in dieser Berührungsfläche (Phasengrenze) entstehen nach Anlegen einer Spannung zwei ionisierte Schichten (siehe Bild 2).
Bei einem wässerigen Elektrolyt werden die beiden Schichten durch eine molekulare Lage aus polaren Wassermolekülen getrennt.
Die Wassermoleküle haften sowohl an der Elektrode (Adsorption) als auch an den Ionen (Solvation).
Die Ladungstrennung wirkt ähnlich wie das Dielektrikum in einem herkömmlichen Kondensator und bewirkt die statische Speicherung der elektrischen Energie in einem elektrischen Feld.
Die extrem dünne Helmholtz-Schicht von einigen Nanometern und die enorm große Oberfläche der Elektroden mit bis zu 2500 m² pro Gramm sind der wesentliche Grund für die extremen Kapazitätswerte dieser Kondensatoren.
Elektrochemische Pseudokapazität:
Bild 4: 1. Kollektor, 2. Polarisierte Elektrode, 3. Molekulare Schicht aus polarisierten Lösungsmittelmolekülen, 4. Elektrolyt, 5. Separator, 6. Sulvatisierte Kationen, die noch keinen direkten Kontakt zur Elektrode haben, 7. Eingebettete Redox-Ionen, die ihre Ladung an die Elektrode abgegeben haben, 8. Helmholtz Doppelschicht.
Bei einem Kondensator mit elektrochemischer Pseudokapazität schaffen es die Ionen, die trennende Schicht aus Lösungsmittelmolekülen zu überwinden und direkten Kontakt zur Elektrodenoberfläche zu erhalten.
Dabei verlieren die Ionen die sie umgebende Solvathülle.
Bei der anschließenden Anhaftung (Adsorption) findet ein Elektronentransfer (Redoxreaktion) bzw. ein faradayscher Ladungsaustausch statt, der zur Pseudokapazität beiträgt.
Eine chemische Verbindung zwischen dem Redox-Ionen und der Anode findet nicht statt.
Der Vorgang ist umkehrbar, wodurch der Ladungsaustausch beim Entladen des Kondensators rückgängig gemacht wird.
Da die desolvatisierten Ionen keine Schutzhülle aus Lösungsmittelmolekülen mehr aufweisen, benötigen sie weniger Elektrodenoberfläche.
Demzufolge ist die Pseudokapazität an einer geeigneten Elektrode bei gleicher Oberfläche um ein Vielfaches höher als bei einer Doppelschichtkapazität.
Die Unterschiede zwischen einem Superkondensator und einem Akku liegen in der Energiedichte und der Leistungsdichte.
In der Praxis bedeutet das, dass ein Akku mit seiner höheren Kapazität bzw. seiner höheren Energiedichte deutlich mehr Energie speichern kann als ein Superkondensator mit gleicher Bauform.
Allerdings kann ein Super-Cap aufgrund seiner höheren Leistungsdichte die Energiemenge wesentlich schneller aufnehmen und auch schneller wieder abgeben. Kurze Ladezeiten und sehr hohe Entladeströme sind so leicht zu realisieren.
Zudem haben Supercaps eine hohe Zyklusfestigkeit und halten sehr viel mehr Lade-/Entlade-Zyklen stand als Akkus. Die Lebensdauer ist somit um ein Vielfaches größer. Aufgrund dieser Eigenschaften können Supercaps in vielen Anwendungen die bis dato genutzten Akkus ergänzen oder sogar komplett ersetzen.
Akku und Supercap im direkten Vergleich
Zum Vergleich wurden zwei Zellen mit annähernd gleicher Bauform und Baugröße gewählt.
| NiMH-Akku | Supercap | |
|---|---|---|
| TypEMMERICH NIMH AKKU SUB C 2400 MAH FT-1Z | EMMERICH NIMH AKKU SUB C 2400 MAH FT-1Z | VINAtech VEC3R0107QG Doppelschicht-Kondensator |
| Kapazität | 2400 mAh | 100 F |
| Betriebsspannung | 1,2 V | 3 V |
| Gespeicherte Energie* | 2,88 Wh | 0,08 Wh |
| Max. Stromstärke | 48 A | 75 A |
| Innenwiderstand | 15 mΩ | 6 mΩ |
| Zyklenfestigkeit | Min. 500 | Über 500.000 |
| Abmessungen (Ø x H) | 22,5 x 43 mm | 22 x 45 mm |
| Gewicht | 54 g | 20 g |
| Temperaturbereich | 0 °C bis +45 °C | -40 °C bis +65 °C |
*Bei dem Wert handelt es sich um eine rein rechnerische Größe aufgrund der technischen Daten und nicht um einen in der Praxis nutzbaren Wert.
Fazit: Bis auf die Energiedichte sind Supercaps den Akkus überlegen.
Doch es gibt einen wichtigen Punkt der beachtet werden muss: Da in vielen Fällen die Betriebsspannung einzelner Zellen zu gering ist, werden Akkus und Supercaps gerne in Serie geschaltet, um die Gesamtspannung zu erhöhen. Während bei Akkus (Abbildung A) die Kapazität von zwei in Serie geschalteten Zellen gleich bleibt, reduziert sich bei den Kondensatoren (Abbildung B) der Kapazitätswert.
Aufgrund ihrer enormen Kapazität können Doppelschichtkondensatoren viel Energie aufnehmen, verlustarm speichern und auch wieder abgeben. Deshalb wurden die ersten Doppelschichtkondensatoren zur Spannungsversorgung von flüchtigen Speichern in den unterschiedlichsten Geräten eingesetzt. Auch heute werden Superkondensatoren noch vorzugsweise zur Stromversorgung, als Backup-Spannungsquellen oder zur Lastnivellierung genutzt.
Allerdings hatten die ersten Superkondensatoren aufgrund des hohen Innenwiderstandes noch ein nicht zu verschweigendes Manko. Sie konnten nicht für Hochstromanwendungen eingesetzt werden. So hat man in den 1980er Jahren an den Materialien der Kondensatoren stetig weitere Verbesserungen vorgenommen und leitfähigere Elektrolyte entwickelt. Dadurch konnte die Kapazität und vor allen Dingen die Strombelastbarkeit deutlich gesteigert werden.
Dank dieser Eigenschaften sind niederohmige LOW ESR-Superkondensatoren überall dort gefragt, wo kurzzeitig eine hohe Schaltbelastbarkeit notwendig ist. Aber auch in Fahrzeugen, wo beim Bremsen Energie gespeichert und beim Beschleunigen dem Antrieb wieder zugeführt wird (KERS oder Rekuperation), werden Supercaps gerne genutzt.
Supercaps haben bauartbedingt einen Plus-Anschluss und einen Minus-Anschluss. Im praktischen Einsatz muss man sehr genau darauf achten, dass der Kondensator richtig gepolt in der Schaltung verwendet wird.
Ein weiteres wichtiges Kriterium ist die Betriebsspannung. Die kann bei Einzelzellen je nach Kondensatortyp und Bauweise zwischen 2,5 V und 5,5 V liegen.
Einige Hersteller integrieren zwei Kondensatoren in einem Gehäuse, um Betriebsspannungen von 6,0 V oder mehr zu erreichen. Da diese Spannungen für viele Applikationen oftmals zu gering sind, werden Supercaps sehr oft seriell verschaltet. Dadurch verringert sich jedoch entsprechend der nachfolgenden Formel die nutzbare Kapazität.
1/Cgesamt = (1/C1) + (1/C2) + (1/C3) + (1/C4)
Die geringere Kapazität einer Serienschaltung wird dadurch kompensiert, dass mehrere serielle Kondensatorketten parallelgeschaltet werden. So erreicht man die erforderliche Spannungsfestigkeit und die geforderte Kapazität. Allerdings muss durch passives oder aktives Balancing sichergestellt werden, dass die einzelnen Zellen nicht überladen werden.
Beim passiven Balancing werden lediglich Shuntwiderstände (R) parallel zum Kondensator geschaltet (siehe Abbildung A). Dies kann bei dynamischen Systemen gemacht werden, die oft geladen und entladen werden. Bei statischen Systemen, die eher selten geladen werden, sollte aktives Balancing gemacht werden. Dabei wird jeder Shuntwiderstand über einen Schalter (S) elektronisch zu- und weggeschaltet (siehe Abbildung B).