Saft LSP Lithiumbatterien – Welcher Kondensator für Ihre IoT-Anwendung?

Von Romain Cayzac, technischer Leiter der CE-Division in Poitiers

Kondensatoren speichern und geben Ladungen ab, um unerwarteten Stromspitzen entgegenzuwirken. In Kombination mit Lithiumbatterien ist die Kondensator Es fungiert als Impulsunterstützung, um schnell die hohe Leistung bereitzustellen, die in IoT-Geräten erforderlich ist. Saft verfügt derzeit über eine breite Palette an Kondensatorlösungen im LSP-Sortiment: Welche Hybridbatterielösung (Primärbatterie + Impulsunterstützung) sollten Sie wählen, um Ihr IoT-Projekt erfolgreich abzuschließen?

Im April 2020 haben wir eine neue Produktreihe auf den Markt gebracht, die LSP20F-Reihe, das die Anforderungen einer neuen Generation intelligenter Geräte erfüllt, die eine höhere Kapazität von Leistungsimpulsen, einen breiteren Betriebstemperaturbereich und eine lange Lebensdauer erfordern.

Unsere LSP-Reihe kombiniert zuverlässige Li-SOCl-Zelltechnologie₂ entladungsarm und der neuesten Generation sowie eine sorgfältige Auswahl von LiC (Li-Ion-Kondensator), das als Pulsunterstützung dient. Seitdem haben wir das Sortiment um verschiedene Kondensatoren erweitert, wodurch wir auf die meisten Anforderungen unserer Kunden und Telekommunikationsprotokollspezifikationen reagieren können.

Wir haben Romain Cayzac, Technischer Direktor der CE-Division in Poitiers, unserer Forschungs- und Entwicklungsabteilung, gebeten, die verschiedenen Optionen und Kondensatoren zu erläutern, die in unserem LSP-Sortiment verfügbar sind, um IoT-Entwicklern zu helfen.

Warum haben wir das LSP-Sortiment entwickelt?

„Saft produziert die LS-Reihe beyogen auf die Chemie von Lithium-Thionylchlorid (Li-SOCl₂), der sich durch seine hohe Spannung und hohe Energiedichte auszeichnet. Aufgrund ihrer Spulenkonstruktion eignen sich diese Zellen besonders für Anwendungen, die sehr niedrige, kontinuierliche oder moderate Impulsströme erfordern, wie z. B. Messgeräte. Mit einem sehr niedrigen Selbstentladungskoeffizienten wurde die LS-Reihe entwickelt, um eine lange Lebensdauer (fünf bis +20 Jahre) in Anwendungen mit niedrigem µA-Basisstrom und periodischen Impulsen zu bieten.

Für höhere Pulsanforderungen haben wir die LSH, auch basierend auf Lithiumthionylchlorid, die eine Spiralkonstruktion darstellt. Dieses Design optimiert die hohe Belastung auf Kosten der Kapazität (typische 10-Jahres-Anwendungen). In unserem Sortiment fehlte daher eine Batterie, die mehr als 10 Jahre Kapazität in Anwendungen bieten könnte, die einen hohen Impulsstrom und eine hohe Spannung von 3,6 V erfordern.

Also haben wir das LSP-Sortiment geschaffen.

Was genau ist das LSP-Sortiment?

Die LSP-Reihe vereint unsere Li-SOCl-Zelltechnologie₂ geringe Selbstentladung und eine Impulsunterstützung, die ein Elektrolytkondensator, ein elektrochemischer Doppelschichtkondensator oder ein Lithiumkondensator sein kann.

Warum brauchen wir einen Kondensator, der als Impulsunterstützung dient?

Li-SOCl-Zellen₂ sie unterliegen einer Passivierung, einem Phänomen, das die Bildung einer Lithiumchloridschicht auf der Anode verursacht.

Die Passivierung schützt die Zelle vor Selbstentladung und ermöglicht eine lange Lebensdauer. Die Passivierungsschicht erhöht jedoch den Innenwiderstand der Zelle, was zu niedrigen Spannungswerten in anfänglichen Momenten (im Bereich von einigen ms) führen kann, wenn eine Last an die Zelle angeschlossen wird. Dieser Vorgang tritt besonders häufig nach Lagerung bei hohen Temperaturen auf.

Natürlich kann unser LS-Sortiment diese Frage beantworten, aber einige Anwendungen mit hohen Stromimpulsen und niedrigen Auslösespannungen, häufigen Schwankungen bei „hohen“ Temperaturen (über +40 °C) und für die jede Protokollierung von Spannungen unterhalb der Unterbrechung aktiviert wird B. ein Warnsignal für schwache Batterie, werden sie eher durch Passivierung gestört.

Um dies zu vermeiden, fügen wir parallel zur Zelle einen Elektrolytkondensator, einen Superkondensator oder einen Lithiumkondensator hinzu. Der Kondensator speichert Energie, um die erforderliche Spannung zu erhöhen und Verzögerungen bei der Stromabgabe zu verhindern. Die Menge an elektrischer Ladung, die der Impulskondensator bei einem bestimmten elektrischen Potential trägt, wird als bezeichnet Kapazität, und es wird gemessen in Farad (F).
Welche unterschiedlichen Kapazitäten gibt es?

Wir haben eine große Auswahl an Kondensatoren, die eine Vielzahl von Kundenanforderungen erfüllen.

Zuerst erstellen wir die LSP 3F (3 Farad) die eine doppelte elektrochemische Schicht haben, die regelmäßig bei niedrigen Temperaturen (-30°C bis +60°C) übertragen müssen. Aber bei hohen Temperaturen ist die Lösung durch den Leckstrom dieser Technologie begrenzt (was zu einem Kapazitätsverlust einer Zelle führt).

Nach Marktstudien haben wir das erkannt Kunden benötigten Pulsunterstützungen mit höherer Farad-Kapazität für verbundene Objekte, die eine regelmäßige Kommunikation und starke, aber nicht zu lange Pulse erfordern. Deshalb erstellen wir die LSP 20F (20 Farad), mit einem Li-Ionen-Kondensator, einer Lösung, die bei mittleren Temperaturen (-20 °C +70 °C) eine bessere Stabilität bietet. Wir haben es im Vergleich zur Konkurrenz getestet, wodurch Batterieimpulstests beschleunigt wurden, und unsere Lösung bietet eine bessere Leistung in Bezug auf Impulsfähigkeit, Betriebstemperaturbereich und Leistungsstabilität über die gesamte Lebensdauer. Außerdem sind die Selbstentladung und der äquivalente Serienwiderstand (ESR) geringer.

Einige Kunden benötigen auch eine Lösung für Anwendungen mit weniger Impulsen, bei Temperaturen von -60 °C bis +85 °C. Sie möchten Ihre Batteriekapazität nicht mit einem größeren Kondensator beeinträchtigen. Also haben wir die erstellt LSP 20mF, unter Verwendung eines 20 Millifarad (20 mF) Elektrolytkondensators. Der LSP 20mF ist besonders nützlich für Anwendungen, die bei hohen Temperaturen implementiert werden. Es ist auch billiger und bietet ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis. Saft ist heute der einzige Hersteller, der eine Elektrolytkondensator-Batterielösung anbietet..

Diese 3 identifizierten Produkte, die in verschiedenen Zellgrößen von AA bis D erhältlich sind, wurden seitdem mit verschiedenen Kondensatorkombinationen entwickelt, die von einigen Mikrofarad (µF) bis zu mehreren Zehntel Farad reichen. Jetzt können wir stabile und qualitative Lösungen anbieten, die fast alle Bedürfnisse unserer Kunden erfüllen. Einige Anwendungsbeispiele der LSP-Reihe: Gas- und Wasserwärmezähler, Innen- und Außen-IOT-Sensoren (intelligentes Parken, intelligente Landwirtschaft...), Asset-Tracking...

Saft LSP: Eine flexible Lösung, die an Ihre Bedürfnisse angepasst werden kann

Und für das Unerwartete können wir auch kundenspezifische Lösungen entwickeln. Bei Bedarf können wir verschiedene Kondensatoren verwenden, wir können eine Plug-and-Play-Lösung mit einem Stecker anbieten oder ihn löten, wir können Halterungen für den Kondensator erstellen, mehrere Zellen in Reihe oder parallel montieren usw.

Eine vollständig getestete Lösung für absolute Sorgenfreiheit

100 % unserer Kondensatoren und 100 % unserer endgültigen LSP-Batterien werden getestet, um sicherzustellen, dass sie nach dem Zusammenbau unsere Standards in Bezug auf die Impulsabgabe erfüllen. Wir montieren nur die besten Komponenten und führen verschiedene Kontrollen an unseren Impulskondensatoren durch, um sicherzustellen, dass sie der kalkulierten Lebensdauer des Kunden entsprechen. Einige Entwickler ziehen es vor, ihren eigenen Kondensator auszuwählen und zusammenzubauen, führen jedoch keine erweiterten Tests mit ihm durch, was zu enttäuschenden Ergebnissen im Feld führen könnte.

Mit dem LSP-Sortiment von Saft haben wir, was auch immer der Kunde wünscht, wie komplex die Batterie auch sein mag, eine flexible und qualitativ hochwertige Lösung, um seine Anforderungen zu erfüllen.

Wenn Sie weitere Informationen über die LSP-Produktpalette wünschen oder personalisierte Empfehlungen erhalten möchten, kontaktieren Sie uns bitte unter contact@saftbatteries.comWir helfen Ihnen gerne weiter.

Eigenschaften unseres Sortiments an LSP-Batterien