超级电容在Beacon/IoT应用 提升电池使用效能

2017/02/13 - 魏淑芳

随着物联网被视为下个科技大事，IoT、Beacon联网装置设备的电池需求进而带动超级电容的应用。电池使用效率在电池模块是2.6AH、负载电流3.76A设定下，观察电池模块重负载的温度效应，发现一般电池的能量热损耗温度增加24.9℃，但导入超级电容5mF后，温度仅升高6.5度℃，随着大幅降低电池的热损耗，可达到延长电池使用时效的效益。

唯电科技总经理刘宏彦指出，电池模块闪光负载将产生压降。也就是电池模块开始有重负载，连续拍照与闪光使得电池过度放电而造成电压降低，电位不稳定、温度升高就可能意外当机等问题。但加装超级电容即大幅改善电池过放电问题，提升电池电压稳定、电池回电快速。

最主要因素是超级电容具备「高功率密度」与「快速放电」特性，实时分摊负载电流、降低电池因重负载冲击导致内阻升高、引起温度升高的恶性循环风险。第二则是Vdrop(电池压降)减少表示电池可以快速回电、提高系统稳定性。再者，电池搭配超级电容即可提升冷启动电流(CA/CCA)，让马达？引擎等负载启动更顺畅。

至于Beacon/BLE 通讯模块实际案例，唯电科技的客户尝试在C218焊上UTC 1mF超级电容，插入低电量电池后，测出工作电压2.5V，测试波型供电从400mV的 Vdrop(电池压降)下降到 40mV的具体效果。

另一个案例则采取超薄型Ultra-Slim超级电容0.25mm，组合到0.8mm厚度的智能卡片中，UTC超级电容可实时输出高电流密度供应通讯、屏幕更新等能量来源，并可当作室内定位与内容显示的应用。

目前UTC超级电容的应用领域广泛，包含动力电池组、智能上网装置、SSD储存碟、物联网？电子标签 无线传感、智能卡？穿戴式装置。

金属氧化物超级电容有几项优势：1. 平面式结构厚度0.25mm是全球最薄超电容；2. 叠层式结构弹性的电压范围、可根据应用条件与环境因素提高Safe Margin设计，工作电压20V以内可达到一颗到位的设计、无须平衡线路；3. 无隔离膜不起燃烧、Hermetic Package环境湿度不影响元件特性；4. 充放电循环寿命长达1亿次 Cycles；5低温特性良好，操作温度区间为-40℃？+70℃。


图说：唯电科技股份有限公司总经理刘宏彦。