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電気二重層キャパシタの寿命性能

電気二重層キャパシタの寿命は、有限です。温度、湿度、振動等の環境条件や、印加電圧、充放電条件等の電気的条件などの使用条件に影響を受けます。電気二重層キャパシタの保証寿命は、カタログ中で高温度負荷特性として明記しております。

●周囲温度と寿命
電気二重層キャパシタの寿命は【図1】のように使用される周囲温度により大きく影響を受けます。実使用時の温度を低く設定すれば、長期の寿命を期待できます。
耐久性試験-dCap(温度パラメータ)耐久性試験-DCIR(温度パラメータ)
【図1】耐久性試験(温度パラメータ)


●印加電圧と寿命
電気二重層キャパシタの寿命は図2のように使用される電圧により大きく影響を受けます。実使用時の印加電圧を低く設定すれば、長期の寿命を期待できます。
耐久性試験-dCap(電圧パラメーター)耐久性試験-DCIR(電圧パラメータ)
【図2】 耐久性試験(電圧パラメータ)


●充放電による自己発熱
電気二重層キャパシタは内部抵抗を持っているため、充放電電流により内部発熱し、寿命に影響を与えます。特に大電流で連続して充放電を行うような用途では温度上昇を伴うため、劣化が加速します。発熱じゃ充放電パターンにより大きく変化するため、この発熱分の温度上昇も考慮する必要があります。また、大電流放電をする場合は、放電開始時に電圧ドロップが発生しますので電圧低下分を考慮する必要があります。

●寿命推定について
電気二重層キャパシタの寿命加速因子としては、温度と継続した電圧印加が大きく影響を与えます。電気的特性の変化と試験時間の平方根√tとの間には図3のような直線関係があり、次式のように表すことができます。
   
ΔCap: 静電容量変化率
k: 寿命加速係数
t: 試験時間[hours]

kは温度、電圧の組み合わせにより異なります。実使用条件におけるkを求めることによって寿命推定が可能になります。
k及びαは温度、電圧、シリーズにより異なりますので、詳細は弊社までお問合せください。
 
耐久性試験の√tプロット例
【図3】 耐久性試験の√tプロット例

 
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