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Das Innere eines EDLC-Superkondensators

TechEkspert 3462 5
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  • Das Innere eines EDLC-Superkondensators
    Überrascht von der Beschädigung des Superkondensators habe ich die Reparatur des Fehlers im Thema beschrieben: Beschädigung des EDLC-Superkondensators (RTC-Backup). Beim Lesen der Antworten habe ich von @bestler erfahren, dass dies ein Standardfehler ist, und ich habe die Haltbarkeit von Superkondensatoren, die den Betrieb von RTC-Systemen unterstützen, im Vergleich zu herkömmlichen Batterien und Einwegzellen, z. B. CR2032, überschätzt.

    @tmf wies darauf hin, dass EDLC kann auslaufen und die Leiterplatte zerstören, @RitterX schlug vor, dass sich drinnen zwei Reihenkondensatoren befinden. Wir werden sehen, was in dem beschädigten Kondensator steckt.

    Wir entfernen die Kappe mit den Zuleitungen, man sieht den Elko und den Kontakt zum ins Metallgehäuse eingesetzten Kondensator, es handelt sich um eine ,,Push-in"-Verbindung ohne zusätzliches Schweißen oder Löten.
    Das Innere eines EDLC-Superkondensators


    Die Kappe auf der anderen Seite ist dem Metallgehäuse verbunden.
    Das Innere eines EDLC-Superkondensators


    Im Gehäuse befindet sich ein weiteres Element in einer Kunststoffhülle.
    Das Innere eines EDLC-Superkondensators


    Das sind zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren. Das Gehäuse ähnelt einer Knopfzelle. Zwischen den Kondensatoren befindet sich eine federnde leitfähige Unterlegscheibe.
    Das Innere eines EDLC-Superkondensators


    Es ist genau so, wie Ihr vorhergesagt habt, im Inneren sind zwei Kondensatoren, die ausgelaufen sind. Gut, dass sich das Ganze in einem zusätzlichen Gehäuse befindet.

    Ich frage mich, ob Sperkondensatoren in einem Gehäuse wie einer Knopfzelle verwendet werden?

    Dann kann man einen solchen Kondensator leicht mit einer Knopfzelle oder einer Batterie verwechseln (es sei denn, er hat eine aussagekräftige Kennzeichnung auf der Platine oder einen Aufdruck auf dem Gehäuse).

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  • #2
    RitterX
    Niveau 39  
    Akkumulatoren werden auch in Knopfzellgehäusen hergestellt. Zu den interessanten Lösungen gehört Seiko Kinetic, bei dem die Batteriezelle TiCLi, TC920S von einem Rotor-angetriebenen Generator geladen wird.
  • #3
    1rycho
    Niveau 22  
    Ich habe viele solcher Kondensatoren in den Drehgeber der Mitsubishi-Motoren ersetzt. Nach mehreren Jahren Arbeit sah das Innere der Kondensatoren genauso aus wie auf den Bildern.
  • #4
    austin007
    Niveau 17  
    Fallen sie durch Arbeitsstunden (unter Spannung) aus oder ist es egal, ob sie arbeiten oder unbenutzt liegen? Wie ist die MTTF im Datenblätter definiert? Interessantes Zerlegen.
  • #5
    TechEkspert
    Editor
    Dieser Kondensator ist im Betrieb unter Spannung (Pufferstrom/RTC-Backup) ausgefallen.
  • #6
    RitterX
    Niveau 39  
    Der Superkondensator unterscheidet sich vom klassischen dadurch, dass die elektrische Ladung nicht so sehr auf den Elektroden im Bereich der elektrischen Barriere, sondern räumlich angesammelt wird und dadurch zusätzliche Kapazität in Bezug auf Abmessungen und Umfang gewonnen wird . Dies bedeutet, dass der Elektrolyt, sofern er nicht durch Überschreiten der Betriebsspannung vollständig polarisiert wird, was zu einem direkten Stromfluss durch den Elektrolyt und damit zu einer Beschädigung führt, in einem großen Umfang in ihm vorhanden ist. Wir haben also eine chemische Wirkung auf die Hülle.
    Die Formel für die im Kondensator gespeicherte Energie lautet E=CU²/2, es liegt uns also mehr an maximaler Betriebsspannung als an der Kapazität. Um sie auf Kosten der Kapazität zu erhöhen, weil es wirtschaftlicher ist, erhöht man die Betriebsspannung, indem man mehrere Superkondensatoren in Reihe schaltet, in diesem Fall zwei. Aber hier kommt das Problem, die Kapazität von Superkondensatoren im Laufe der Zeit auszugleichen. Wenn es sich um Leistungs-Superkondensatoren handeln würde, würde niemand als Problem betrachten, einen Widerstands-Shunt hinzuzufügen, um die Spannungen an ungleich alternden Superkondensatoren auszugleichen, weil niemand aus ein paar µA ein Drama machen würde. Aber hier sind ein paar µA schon viel. Und so steigt die Spannung an einem Superkondensator im Laufe der Zeit langsam bis zum Ende des Bauteils an.
    Glücklicherweise sind Superkondensatoren zur Unterstützung der RTC normalerweise keine Killer von Leiterplatten, die durch galoppierende Korrosion zerstört werden, wie dies bei NiCd- und NiMH-Zellen der Fall war. Diese Batterien haben es geschafft, Platinen stark zu zerstören.
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