RU2406176C1 - Quality control method for capacitors with double electric layer - Google Patents

Quality control method for capacitors with double electric layer Download PDF

Info

Publication number
RU2406176C1
RU2406176C1 RU2009133152/07A RU2009133152A RU2406176C1 RU 2406176 C1 RU2406176 C1 RU 2406176C1 RU 2009133152/07 A RU2009133152/07 A RU 2009133152/07A RU 2009133152 A RU2009133152 A RU 2009133152A RU 2406176 C1 RU2406176 C1 RU 2406176C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
capacitors
capacitor
voltage
quality
electric layer
Prior art date
Application number
RU2009133152/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Горидов (RU)
Сергей Иванович Горидов
Original Assignee
Сергей Иванович Горидов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Иванович Горидов filed Critical Сергей Иванович Горидов
Priority to RU2009133152/07A priority Critical patent/RU2406176C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2406176C1 publication Critical patent/RU2406176C1/en

Links

Landscapes

  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: increasing charging voltage is supplied to the capacitor being tested and dependency of internal capacitor resistance on increasing voltage charge is plotted. After that maximum voltage is determined as corresponding abnormality on the said dependency. Based on maximum voltage value, capacitor quality is defined by it's comparing with the allowable standard values.
EFFECT: improved quality control of capacitors with double electric layer.
1 dwg

Description

Изобретение относится к электро- и радиоэлектронной технике и может быть использовано при разработке и производстве конденсаторов с двойным электрическим слоем (ДЭС), в частности в производстве конденсаторных накопителей энергии (НЭ).The invention relates to electrical and electronic equipment and can be used in the design and manufacture of capacitors with a double electric layer (DEL), in particular in the manufacture of capacitor energy storage devices (NE).

Известен способ контроля качества электролитических конденсаторов, включающий подачу зарядного нарастающего напряжения на испытуемый конденсатор до заданной величины и выдержку при этом напряжении в течение 3-10 часов. Отбраковке подлежат конденсаторы, у которых в период выдержки произойдет электрический пробой диэлектрического слоя на электроде (авторское свидетельство СССР №455385, М.кл. H01G 13/00, публ. 1973 г.). Недостатками этого способа являются невозможность его применения для конденсаторов с двойным электрическим слоем с водными электролитами, у которых не бывает электрического пробоя из-за отсутствия диэлектрического слоя на электродах, а также большое время испытаний и невозможность определить причину брака.A known method of controlling the quality of electrolytic capacitors, including supplying a rising charge voltage to the test capacitor to a predetermined value and holding at this voltage for 3-10 hours. Capacitors are subject to rejection, in which during the exposure period an electric breakdown of the dielectric layer on the electrode will occur (USSR author's certificate No. 455385, M.cl. H01G 13/00, publ. 1973). The disadvantages of this method are the impossibility of its use for capacitors with a double electric layer with aqueous electrolytes, in which there is no electrical breakdown due to the absence of a dielectric layer on the electrodes, as well as the long test time and the inability to determine the cause of marriage.

Наиболее близким к заевляемому объекту по совокупности признаков является способ контроля качества конденсаторов, включающий подачу зарядного нарастающего напряжения на испытуемый конденсатор, соединенный последовательно с активным сопротивлением, и осуществление контроля путем выявления конденсаторов с аномальным видом временной зависимости нарастающего напряжения на конденсаторе (авторское свидетельство СССР №942183, М.кл. H01G 9/24, публ. 1982 г.- принято за прототип). Годными считаются конденсаторы, у которых за заданное время заряда достигается заданное предельное напряжение. При повышенном токе утечки (Iy) это условие не выполняется и конденсатор отбраковывается. Этот способ контроля имеет недостаточную точность, связанную с разбросом электрических параметров ячеек в многоячеечных конденсаторах. Так как качество конденсатора определяется фактическим по величине тока утечки, то можно получить неверное представление о качестве из-за того, что большой ток утечки дефектных ячеек может "маскироваться" фоном малых токов утечки качественных ячеек. Кроме того, этим способом нельзя определить причину брака.The closest to the object to be sown, according to the totality of features, is a method for monitoring the quality of capacitors, including applying a charging rising voltage to the tested capacitor connected in series with the active resistance, and monitoring by detecting capacitors with an anomalous type of time dependence of the rising voltage on the capacitor (USSR author's certificate No. 942183 , M.cl. H01G 9/24, publ. 1982 - taken as a prototype). Suitable are capacitors in which for a given charge time a specified limit voltage is reached. With increased leakage current (I y ) this condition is not satisfied and the capacitor is rejected. This control method has insufficient accuracy associated with the spread of the electrical parameters of the cells in multi-cell capacitors. Since the quality of the capacitor is determined by the actual value of the leakage current, it is possible to get a wrong idea about the quality due to the fact that the large leakage current of defective cells can be masked by the background of small leakage currents of high-quality cells. In addition, this method cannot determine the cause of the marriage.

Технической задачей изобретения является повышение точности контроля качества конденсаторов с двойным электрическим слоем.An object of the invention is to improve the accuracy of quality control of capacitors with a double electric layer.

Технический результат достигается тем, что в способе контроля качества конденсаторов с двойным электрическим слоем, включающем подачу зарядного нарастающего напряжения на испытуемый конденсатор, строят зависимость величины внутреннего сопротивления конденсатора от нарастающего напряжения заряда, определяют величину максимального напряжения заряда по аномалии на указанной зависимости, и по величине максимального напряжения определяют качество конденсатора путем сравнения с допустимой нормой.The technical result is achieved by the fact that in the method of controlling the quality of capacitors with a double electric layer, including supplying a charging rising voltage to the tested capacitor, the dependence of the value of the internal resistance of the capacitor on the rising voltage of the charge is built, the value of the maximum charge voltage is determined by the anomaly on the specified dependence, and by the value the maximum voltage determines the quality of the capacitor by comparing with the permissible norm.

Изобретение обеспечивает повышение точности контроля качества конденсаторов за счет того, что используются два новых параметра контроля - максимальное напряжение заряда и характер зависимости внутреннего сопротивления от напряжения заряда. По характеру (виду) этой зависимости (нарастающая, убывающая, монотонная, немонотонная) можно определить возможную причину, ограничивающую величину максимального напряжения заряда.The invention improves the accuracy of the quality control of capacitors due to the fact that two new control parameters are used - the maximum charge voltage and the nature of the dependence of internal resistance on the charge voltage. By the nature (type) of this dependence (increasing, decreasing, monotonic, nonmonotonic), one can determine the possible reason that limits the value of the maximum charge voltage.

Способ контроля осуществляется следующим образом.The control method is as follows.

Испытуемый конденсатор подключают к источнику постоянного тока и к схеме измерения напряжения (U) и внутреннего сопротивления (Z); включают переменный ток амплитудой не более 1 А и частотой 1 кГц для измерения внутреннего сопротивления; повышают напряжение постоянного тока до допустимого значения (Uд); с помощью графопостроителя строят зависимость Z(U); определяют максимальное напряжение заряда (Umax), соответствующее началу газовыделения в конденсаторе; сравнивают значение Umax c Uд; качество конденсатора считается удовлетворительным, если Umax больше или равно значению Uд. Продолжительность испытания конденсатора составляет 10 минут.The test capacitor is connected to a direct current source and to a circuit for measuring voltage (U) and internal resistance (Z); include alternating current with an amplitude of not more than 1 A and a frequency of 1 kHz for measuring internal resistance; increase the DC voltage to an acceptable value (U d ); using a plotter, build the dependence Z (U); determine the maximum charge voltage (U max ) corresponding to the start of gas evolution in the capacitor; compare the value of U max c U d ; the quality of the capacitor is considered satisfactory if U max is greater than or equal to the value of U d . The capacitor test duration is 10 minutes.

ПримерExample

Два конденсаторных накопителя энергии типа 200ПП-18/0,31, №254 и №256, изготовленные в ЗАО "ЭЛИТ" (г.Курск) и удовлетворяющие нормам технических условий, подвергались испытаниям заявленным способом. На конденсаторы подавалось нарастающее напряжение постоянного тока до 212 и 242 В соответственно, на графопостроителе строилась зависимость внутреннего сопротивления от напряжения заряда. Согласно рисунку графики указанной зависимости имели характерные резкие изломы соответственно при напряжениях 198 и 240 В, при которых начинается газовыделение в конденсаторах. Эти напряжения являются максимальными (Umax), до которых можно заряжать конденсаторы без отрицательных последствий.Two capacitor energy storage devices of the type 200PP-18 / 0.31, No. 254 and No. 256, manufactured at ZAO ELIT (Kursk) and meeting the standards of technical conditions, were tested by the claimed method. The capacitors were supplied with an increasing DC voltage of up to 212 and 242 V, respectively, and a plotter was used to plot the dependence of the internal resistance on the charge voltage. According to the figure, the graphs of the indicated dependence had characteristic sharp breaks, respectively, at voltages of 198 and 240 V, at which gas evolution in the capacitors begins. These voltages are maximum (U max ), to which capacitors can be charged without negative consequences.

По техническим условиям указанные НЭ должны иметь внутреннее сопротивление (Z) не более 310 мОм, допустимое напряжение заряда (Uд) - не менее 210 В. Согласно рисунку величина Z у обоих НЭ соответствует нормам. В то же время у НЭ №254 Umax меньше, чем Uд, и, следовательно, его качество неудовлетворительно. У НЭ №256 Umax больше, чем Uд, и поэтому его качество является удовлетворительным.According to technical conditions, these NEs must have an internal resistance (Z) of no more than 310 mOhm, the permissible charge voltage (U d ) is at least 210 V. According to the figure, the value of Z for both NEs complies with the standards. At the same time, NE 254 has U max less than U d , and, therefore, its quality is unsatisfactory. NE # 256 has U max more than U d , and therefore its quality is satisfactory.

Согласно убывающей зависимости Z (U) причиной малого значения Umax у НЭ №254 является закорачивание конденсаторных ячеек. Количество закорачивающих контактов и их площадь увеличиваются при повышении напряжения заряда за счет взаимного притяжения электродов в ячейках. Закорачивание приводит к перераспределению напряжения между захороненными и незахороненными ячейками, к перенапряжениям в незакороченных ячейках и преждевременному газовыделению в них.According to the decreasing dependence Z (U), the reason for the small value of U max at NE 254 is the shorting of capacitor cells. The number of shorting contacts and their area increase with increasing charge voltage due to the mutual attraction of the electrodes in the cells. Shorting leads to redistribution of voltage between buried and unburied cells, to overvoltages in unshortened cells and premature gas evolution in them.

Увеличение внутреннего сопротивления у НЭ №256 при увеличении зарядного напряжения связано с уменьшением площади сечения сквозных пор в сепараторах за счет взаимного притяжения электродов.An increase in the internal resistance of NE No. 256 with an increase in the charging voltage is associated with a decrease in the cross-sectional area of the through pores in the separators due to the mutual attraction of the electrodes.

Заявленным способом контролировались экспериментальные конденсаторные накопители энергии с номинальными напряжениями заряда от 14 до 200 В, признанные годными при контроле их по ранее использовавшимся параметрам (электрической емкости, внутреннему сопротивлению, току утечки и сопротивлению изоляции). В отдельных партиях этих НЭ после контроля заявленным способом было забраковано до 50% НЭ, в то время как при контроле ранее применявшимися способами - не более 10%.The claimed method was used to control experimental capacitor energy storage devices with nominal charge voltages from 14 to 200 V, which were found to be suitable for monitoring them according to previously used parameters (electric capacitance, internal resistance, leakage current, and insulation resistance). In individual batches of these NEs, after control by the claimed method, up to 50% of NEs were rejected, while during control by previously applied methods, no more than 10%.

Таким образом, заявленный способ повышает точность контроля качества конденсаторов с двойным электрическим слоем на 40%.Thus, the claimed method improves the accuracy of quality control of capacitors with a double electric layer by 40%.

Claims (1)

Способ контроля качества конденсаторов с двойным электрическим слоем, включающий подачу зарядного нарастающего напряжения на испытуемый конденсатор, отличающийся тем, что строят зависимость величины внутреннего сопротивления конденсатора от нарастающего напряжения заряда, определяют величину максимального напряжения, соответствующую аномалии на указанной зависимости, и по величине максимального напряжения определяют качество конденсатора путем сравнения ее с допустимой нормой. A method for controlling the quality of capacitors with a double electric layer, comprising supplying a charging rising voltage to the tested capacitor, characterized in that the dependence of the value of the internal resistance of the capacitor on the rising voltage of the charge is determined, the maximum voltage corresponding to the anomaly in the specified dependence is determined, and the maximum voltage is determined quality of the capacitor by comparing it with an acceptable norm.
RU2009133152/07A 2009-09-03 2009-09-03 Quality control method for capacitors with double electric layer RU2406176C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009133152/07A RU2406176C1 (en) 2009-09-03 2009-09-03 Quality control method for capacitors with double electric layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009133152/07A RU2406176C1 (en) 2009-09-03 2009-09-03 Quality control method for capacitors with double electric layer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2406176C1 true RU2406176C1 (en) 2010-12-10

Family

ID=46306576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009133152/07A RU2406176C1 (en) 2009-09-03 2009-09-03 Quality control method for capacitors with double electric layer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2406176C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2270689C (en) Implant
KR100701525B1 (en) Method for testing precursor of secondary cell, its testing instrument, and method for manufacturing secondary cell using the method
JP2011222358A (en) Charging method of lithium ion secondary battery
CN106405424B (en) Method and device for metering residual electric quantity of lithium ion battery
Yang Supercapacitor energy delivery capability during a constant power discharge process
Michalczyk et al. Ultimate properties of the polypropylene film for energy storage capacitors
Nikkhoo et al. A simple method for parameters identification of three branches model of supercapacitors
DE602005013127D1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING A TIME POINT FOR CHANGING AN ELECTRICAL BATTERY
Reema et al. Comparative analysis of CC-CV/CC charging and charge redistribution in supercapacitors
RU2406176C1 (en) Quality control method for capacitors with double electric layer
Xue et al. Mobility of charge carriers in dielectric liquids
CN107942254A (en) Li-ion batteries piles measuring contact resistance method
Kannan et al. The effect of pulse charging on commercial lithium cobalt oxide (LCO) battery characteristics
KR101310553B1 (en) Electrochemical device having improved wettability between electrode and electrolyte, and method for preparing the same
EP4049710B1 (en) High voltage pulse generator for electro-poration
DE102022200721B4 (en) Method for operating a battery system during a charging process
JP2004111371A (en) Method for inspecting secondary battery precursor, its inspection device, and method for manufacturing secondary battery using the method
JP6629549B2 (en) Electric device and dendrite detection method
RU2521607C1 (en) Method for accelerated build-up and recovery of capacity for nickel-cadmium accumulators by alternating asymmetric current
Gauchia et al. New approach to supercapacitor testing and dynamic modelling
CN100428380C (en) Method for mfg. electrolytic capacitor
Torregrossa et al. Understanding the ageing process, recovering phase and fault diagnosis of electrochemical double layer capacitors
Ito et al. Accumulation and decay processes of interfacial charge in LDPE/EVA laminated film
Tao et al. Volt-time characteristics of transformer oil under impulse voltage with different waveforms
KR20230039583A (en) Electrochemical Impedance Spectroscopy System

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110904