EO-466

COMPONENTS

SUPERCAPACITOR

- ELETTRONICA OGGI 466 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2017

empre più diffusi e compatti, i dispositivi portatili

e remoti impongono requisiti sempre più severi

in termini di accumulo dell’energia. I dispositi-

vi alimentati a batteria hanno ridotto il loro consumo

di energia per consentire l’uso di batterie sempre più

piccole, supportate da supercondensatori e da altre

tecnologie alternative di accumulo, concepite per ge-

stire i picchi di assorbimento. Gli sviluppi nel campo

dell’elettronica di bassa poten-

za – in particolare, quelli relativi

a microcontrollori e tecnologie

di comunicazione a bassissima

potenza – hanno ormai compiu-

to questo ulteriore passo avanti,

consentendo lo sviluppo di siste-

mi ultra-miniaturizzati in grado di

utilizzare tecniche di harvesting

dell’energia per garantire la pie-

na operatività senza dover esse-

re ricaricati. Ciò che tutte queste

applicazioni hanno in comune è

l’esigenza di maggiori livelli di

densità di energia e di longevità,

combinate con una miniaturizza-

zione spinta. Nei moderni sistemi elettronici, gli EDLC

(condensatori elettrici a doppio strato), comunemente

noti come supercondensatori e la cui struttura è ri-

portata in figura 1, sono spesso utilizzati come fonte

di energia primaria o secondaria. Questi condensatori

non hanno un dielettrico solido ma utilizzano un elet-

trolita liquido con due elettrodi immersi. A differenza

di una batteria, in cui avviene una reazione chimica

in corrispondenza degli elettrodi, negli EDLC gli ioni

sono semplicemente immagazzinati sulla superficie

dell’elettrodo. Questo significa che i supercondensa-

tori possono essere scaricati molto più velocemente

rispetto alle batterie (hanno una densità di potenza

maggiore) e non si usurano nell’arco di poche centi-

naia di cicli come le pile agli ioni di litio, arrivando a

centinaia di migliaia di cicli senza alcuna penalizza-

zione in termini di prestazioni. Tuttavia, essi non pos-

sono raggiungere i valori ener-

getici delle batterie e soffrono

del problema dell’autoscarica

che compromette la loro effi-

cienza quando non vengono

drenati dal circuito del carico.

I supercondensatori prevedono

una vasta gamma di proprietà

per soddisfare le più diverse

applicazioni, dalla sostituzione

delle pile a bottone in unità di

backup per clock in tempo re-

ale ai dispositivi utilizzati nei

propulsori per veicoli elettrici,

fino all’alimentazione delle ap-

parecchiature industriali. Ad

esempio, i prodotti della serie Gold Cap di Panasonic,

della serie HV di Eaton e delle serie BestCap e SCC di

AVX, sono tutti adatti per l’accumulo di energia secon-

daria in sistemi quali i contatori intelligenti. Allo stesso

tempo, la serie DMT di Murata è adatta alle applica-

zioni che richiedono prestazioni ad alta temperatura e

lunga durata, tipiche nell’elettronica portatile.

La gamma di Nichicon si concentra sull’alimentazione

di backup industriale. Eaton offre soluzioni che spa-

I requisiti di energy-harvesting

condizionano le nuove chimiche

dei supercondensatori

Adam Chidley

Senior PM - Passive EMEA

Avnet Abacus

A causa della crescente diffusione degli apparati

alimentati a batteria, le applicazioni di harvesting

dell’energia si stanno affermando come elemento

distintivo dell’Internet of Things; ciò sta spingendo

i produttori a sviluppare nuove chimiche

compatibili con queste soluzioni

Fig. 1 – Struttura di un EDLC: il doppio strato Helmholtz

di cariche separate sulle superfici degli elettrodi da cui

prende il nome