Wenn Superkondensatoren und Batterien kombiniert werden, ergibt das eine hohe Kapazität und einen geringen Innenwiderstand. Dabei kommt es auf geringe Leckströme an, um die Lebensdauer der Batterie zu verlängern. HY-LINE Power Components hat einen neuen Superkondensator im Programm, der genau für diese Anwendung optimiert ist.

Superkondensatoren in der Praxis

Superkondensatoren ersetzen zunehmend Knopfzellen in Messgeräten, Wasser- und Stromzählern und Smart Metern, im Internet of Things oder in Telematik- und E-Call-Anwendungen. Sie bieten eine lange Lebensdauer und sind sehr robust: Sie überstehen Ladezyklen im sechsstelligen Bereich, Tiefentladung und sehr niedrige Temperaturen. Auch in Echtzeituhren, als Speichererhaltung oder als kleine Pufferlösungen werden Superkondensatoren seit langem eingesetzt.

Hybrid aus Batterie und Superkondensator

Dennoch haben sie einen gravierenden Nachteil: Superkondensatoren speichern eher kleine Strommengen. Dafür können sie diese schnell und mit hoher Leistung abgeben. Lithium-Ionen-Batterien dagegen können große Strommengen aufnehmen und geben diese langsam und gleichmäßig ab. Eine Möglichkeit, die Stärken beider Technologien zu vereinen, ist das Parallelschalten von Superkondensator und Batterie. Etwa als Hybrid-Superkondensator, der die Vorteile von Supercaps und wiederaufladbarer Lithium-Ionen-Batterie in sich vereint.

Zwei getrennte Bauelemente als Alternative

Eine beliebte Alternative ist auch, zwei getrennte Bauelemente zu verbauen: Eine nicht wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterie mit besonders hoher Kapazität, und ein Supercap. Die Maximalspannung von Superkondensatoren liegt bei 2,5 bis 3,0 Volt pro Zelle. Da Lithium-Batterien 3,6 Volt pro Zelle liefern, ist eine Serienschaltung von Superkondensatoren nötig. Deren Balancierungsnetzwerk sowie die Selbstentladung können wiederum die Lebensdauer der Lithium-Batterie beeinträchtigen.

PHVL-Superkondensator kommt ohne Balancierungsnetzwerk aus

Beim neuen PHVL-Superkondensator von HY-LINE Power ist ein Balancierungsnetzwerk unnötig. Möglich sei dies durch eine geringere Betriebsspannung und gute Selektion der Superkondensatoren auf minimale Leckströme und identische Kapazitäten, teilte der Hersteller mit. Der PHVL-Superkondensator bietet eine Arbeitsspannung von 3,9 Volt bei einer Spitzenspannung von 5,0 Volt sowie Kapazitäten von 0,47 bis 5,0 F bei einem Arbeitstemperaturbereich von -40 bis +65° Celsius, sowie mit Einschränkungen von -40 bis +85°Celsius.

Dabei zeigt der Superkondensator laut HY-LINE nur 10 bis 20 Prozent des Leckstroms vergleichbarer Modelle mit bis zu 5,5 Volt Arbeitsspannung, bei einem 5-F-Modell nur noch 5 µA. Er verbindet somit am kompromisslosesten die besonders lange Betriebsdauer der Lithium-Batterie mit dem geringen Innenwiderstand des Superkondensators.

Quellen / Weiterlesen

Batterie: das beste sinnvoll kombiniert | Elektronik Praxis
Superkondensator mit besonders geringem Leckstrom zur Kombination mit Li-Ion-Batterien | HY-LINE
Back-Up-Power: Akku heiratet SuperCap | elektroniknet.de
Bildquelle: © HY-LINE Power Components

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