Уводзіны
Інжынеры, ці ёсць у вас праблемы з крыніцай харчавання для вашага разумнага тэрмометра Bluetooth (асабліва зонда для барбекю)? Нягледзячы на тое, што мэтавай аўдыторыяй з'яўляецца Еўропа, новыя правілы ЕС адносна батарэй з'яўляюцца складанай праблемай: батарэі з тытаната літыя (LTO) маюць высокія выдаткі на сертыфікацыю і працяглы час цыклу зарадкі, а тэрмін іх службы (прыблізна 1000 цыклаў) усё яшчэ недастатковы для меркаванага «трывалага» прадукту. Не кажучы ўжо пра лагістычныя праблемы, выкліканыя іх статусам небяспечнага матэрыялу.
Bluetooth-тэрмометр – рашэнне з суперкандэнсатарам
-Тэхнічны аналіз першапрычын-
Тэхнічны аналіз першапрычын
Давайце паглыбімся ў асноўную логіку. Балючая праблема вынікае з «першароднага граху» хімічных батарэй:
Рэгуляцыйнае вызначэнне: Новыя правілы ЕС накіраваны на «батарэі», гэта значыць прылады, якія выпрацоўваюць электрычную энергію з дапамогай хімічнай энергіі. Любая прылада, якая выкарыстоўвае хімічную сістэму, не можа пазбегнуць іх рэгуляцыйнай сеткі.
Хімічная дэградацыя: тэрмін службы акумулятараў LTO абмежаваны электрахімічнымі пабочнымі рэакцыямі, такімі як змены аб'ёму падчас устаўкі/вывазу літый-іённых акумулятараў і бесперапынны рост плёнкі SEI. Гэта ўласціва матэрыялу, і дасягнуць фундаментальных паляпшэнняў складана.
Рызыкі энерганосьбітаў: хімічныя сістэмы на аснове літыя па сваёй сутнасці маюць патэнцыял для цеплавога выкіду, што з'яўляецца асноўнай прычынай таго, што яны класіфікуюцца як небяспечныя грузы ў адпаведнасці з міжнароднымі правіламі перавозкі.
- Рашэнні і перавагі працэсаў YMIN -
Рашэнне YMIN — замяніць іх суперкандэнсатарамі, якія фізічна захоўваюць энергію. Нашы серыі SLX і SDS — гэта не звычайныя кандэнсатары, а літый-іённыя кандэнсатары, якія спалучаюць высокую шчыльнасць энергіі з надзвычай доўгім тэрмінам службы.
Тэхнічны прарыў 1: Рэгулятарная класіфікацыя. Іх прынцып працы — фізічная адсорбцыя/дэсорбцыя іонаў, а не хімічная рэакцыя, таму яны класіфікуюцца як «кандэнсатары» ў адпаведнасці з правіламі, што фактычна абыходзіць патрабаванні ЕС 2023/1542.
Тэхнічны прарыў 2: механізм працягласці тэрміну службы. Працэс зарадкі і разрадкі не ўключае змены фазы, што мінімальна ўплывае на структуру матэрыялу электрода. Гэта прыводзіць да тэрміну службы больш за 500 000 цыклаў, што ў 500 разоў больш, чым у LTO.
Тэхнічны прарыў 3: Характарыстыкі магутнасці і хуткая зарадка. Іх надзвычай нізкі ўнутраны супраціў (ESR) дазваляе зараджаць магутным токам за лічаныя секунды і лёгка спраўляецца з імгненнымі імпульснымі токамі, якія ўзнікаюць пры перадачы дадзеных модулямі Bluetooth, мінімізуючы падзенне напружання і забяспечваючы больш стабільную сістэму.
Зручнасць дызайну: Мы прапануем мадэлі з такімі ж памерамі, як і ў звычайных акумулятараў LTO (напрыклад, Ø4 мм), што выключае неабходнасць для інжынераў перапрацоўваць абсталяванне і дазваляе сапраўдную «замену адразу».
- Праверка дадзеных -
Размовы нічога не вартыя; дадзеныя гавораць самі за сябе. Мы пераканаліся ў гэтым на практыцы ў прадуктах для кліентаў:
Тэставанне тэрміну службы: пры выкарыстанні мадэляванага зонда для барбекю, які падключаўся і адключаўся 10 разоў на дзень (10 цыклаў зарадкі і разрадкі), з выкарыстаннем суперкандэнсатараў серыі YMIN SDS, пасля двух гадоў бесперапыннай працы (значна больш за аднагадовую гарантыю) узровень захавання ёмістасці заставаўся вышэй за 80%, а павелічэнне ўнутранага супраціўлення не перавышала 1,1 раза.
Імпульсныя характарыстыкі: Падчас запуску мікракантролера і перадачы дадзеных праз Bluetooth у зыходным рашэнні LTO назіралася значнае падзенне напружання. Аднак рашэнне з кандэнсатарам YMIN знізіла ваганні напружання на 40%, што забяспечыла надзейнасць канала сувязі.
Выпрабаванні на экстрэмальныя тэмпературы: пры 2-гадзінных цыклах зарадкі-разрадкі пры тэмпературы 100°C змяненне ёмістасці склала менш за -4% пасля васьмі цыклаў, што дэманструе выдатную ўстойлівасць да высокіх тэмператур і робіць яго ідэальным для выкарыстання ў кухонных умовах.
Ніжэй прыведзена дыяграма дадзеных пасля мадэлявання выпрабаванняў у экстрэмальных умовах выкарыстання: зарадка і разрадка пры тэмпературы 100℃ на працягу 2 гадзін, усяго 8 цыклаў, хуткасць змены ёмістасці менш за -4%, а хуткасць змены ўнутранага супраціўлення ў межах 1,1 раза.
Рэкамендаваныя мадэлі -
Гэтае рашэнне падыходзіць не толькі для тэрмометраў з Bluetooth, але і можа быць шырока распаўсюджана на прымяненне ў якасці назапашвальніка энергіі для мікрапрылад, такіх як бесправадныя сэнсарныя сеткі (WSN), электронныя біркі, разумныя дзвярныя замкі і пульты дыстанцыйнага кіравання, якія патрабуюць працяглага тэрміну службы, хуткай зарадкі і высокай надзейнасці.
Для прылад з шырокім дыяпазонам працоўнага напружання, якія патрабуюць надзвычай хуткай зарадкі і падоўжанага часу чакання, серыя YMIN SLX (3,8 В) з'яўляецца пераважным выбарам. – -SLX 3,8 В 1,5-10 Ф 3,55*7,7 (мін)
Для прылад з абмежаваным бюджэтам і дастатковай прасторай серыя YMIN SDS (2,7 В) з'яўляецца вельмі эканамічна выгадным варыянтам. – -SDS 2,7 В 1,0-2,0 Ф 4*25
Выснова
Для інжынераў, якія імкнуцца да доўгатэрміновай надзейнасці прадукцыі і адпаведнасці экалагічна чыстым нормам, замена традыцыйных батарэй суперкандэнсатарамі стала прывабным тэхналагічным варыянтам. YMIN Electronics, дзякуючы сваім надзейным электрахімічным працэсам і інавацыям у галіне матэрыялаў, прапануе правераныя на рынку, высоканадзейныя кандэнсатарныя рашэнні.
Мы спадзяемся, што гэты тэхнічны абмен натхніць вас на распрацоўку наступнага прадукту. Калі ў вас узнікнуць якія-небудзь цяжкасці з ужываннем кандэнсатараў, звяжыцеся з YMIN. Мы з нецярпеннем чакаем сумеснага вывучэння новых магчымасцей.
Час публікацыі: 23 кастрычніка 2025 г.