64 / 102
COMPONENTS
SUPERCAPACITOR
64
- ELETTRONICA OGGI 466 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2017
spesso rappresentano il limi-
te degli EDLC. Rispetto alle
batterie Li-ion, offrono un
numero di cicli di carica no-
tevolmente superiore (simile
a quello degli EDLC), pur es-
sendo più sicuri perché non
esposti all’instabilità termica.
I condensatori agli ioni di
litio sono adatti alle applica-
zioni ultra-miniaturizzate che
richiedono alta densità di
energia in combinazione con
un ciclo di vita molto lungo,
come ad esempio i sistemi di
energy harvesting. Essi sod-
disfano anche le applicazioni
precluse agli EDLC, a causa
della loro caratteristica di
auto-scarica particolarmente pronunciata, soprattut-
to alle alte temperature. Esempi applicativi includono
fonti di alimentazione di backup per memorie e altri
circuiti integrati, dispositivi di alimentazione ausiliaria
per risparmio energetico (come ad esempio il riscal-
damento rapido del tamburo delle fotocopiatrici o i
circuiti di start-up per i proiettori) e l’elettronica auto-
mobilistica soggetta a temperature rigide.
Avnet Abacus offre attualmente i condensatori agli
ioni di litio di Taiyo Yuden da 40 a 270F in package
cilindrico, caratterizzati da bassa ESR (fino a 0,05 ) ed
elevata tensione di uscita (3,8V). Nella tabella 1 sono
riportate le caratteristiche salienti dei condensatori
EDLC, in polyacene e Li-ion.
Le chimiche prossime venture
Poiché gli EDLC offrono un indiscusso potenziale di
accumulo dell’energia, sono in corso numerose ri-
cerche per migliorare ancora di più la loro densità.
Alcune delle idee attualmente oggetto di studio inclu-
dono l’impiego di nanotubi di carbonio o grafene per
gli elettrodi. Tali soluzioni permettono principalmente
di aumentare l’area superficiale, consentendo di sop-
portare tensioni superiori rispetto al carbonio attivo
tradizionale. Altre tecniche sperimentali riguardano gli
elettroliti liquidi ionici, elementi totalmente composti
di ioni (nessuna soluzione) che si comportano come
un fluido. Gli elettroliti ionici liquidi hanno dimostrato
il potenziale per triplicare la tensione di uscita del di-
spositivo, moltiplicando per nove la densità di energia.
Sfortunatamente, impongono anche dei compromessi:
al di sotto della temperatura ambiente perdono la liqui-
dità e presentano un ESR relativamente elevato, quindi
la densità di potenza si riduce. Quando saranno pron-
te per l’uso commerciale, queste nuove chimiche per
EDLC estenderanno il potenziale applicativo di questa
tecnologia in molte altre aree.
Batterie agli ioni di litio
Nelle applicazioni di alimentazione secondaria, dove
i condensatori EDLC, in polyacene o Li-ion, non sono
in grado di fornire la densità di energia necessaria e
dove non sono richiesti grandi spunti, le batterie agli
ioni di litio rappresentano ancora la soluzione migliore.
I produttori stanno lavorando duramente per sviluppa-
re dispositivi più piccoli, più densi e più affidabili. La
gamma CoinPower di Varta lo dimostra. La società ha
recentemente rivisto la sua cella CP1454 aumentando
la densità di energia fino al 30% rispetto ai prodotti
comparabili presenti sul mercato. Questa serie è og-
getto di sei brevetti (incluso il sistema di tenuta iLock)
che, in combinazione con un involucro in acciaio inos-
sidabile, offrono una soluzione meccanicamente più
stabile rispetto al passato che non presenta pratica-
mente alcun rigonfiamento. In definitiva, complice la
crescente diffusione degli apparati alimentati a batte-
ria, le applicazioni di harvesting dell’energia si stan-
no affermando come elemento di spicco dell’Internet
of Things. Ciò sta spingendo i produttori a sviluppare
nuove chimiche compatibili con queste soluzioni. Nel
frattempo, le batterie agli ioni di litio sono ancora og-
getto di notevoli iniziative di R&S in quanto permettono
di coprire esigenze specifiche di accumulo di energia
che gli EDLC non sono in grado di soddisfare.
Tabella 1 – Le proprietà dei condensatori EDLC, in polyacene e agli ioni di litio (LIB)