Kapacitáscsökkenés

Kapacitáscsökkenés (capacity fade) olyan jelenség, amely során egy tárolóeszköz vagy komponens rendelkezésre álló, felhasználható kapacitása idővel vagy használat közben csökken. A fogalom elsősorban villamos energiát tároló rendszerekre vonatkozik, például akkumulátorokra és kondenzátorokra, de általános értelemben előfordulhat egyéb tárolóelemeknél is. A kapacitáscsökkenés gyakran együtt jár más paraméterek romlásával, például növekvő belső ellenállással vagy csökkent energiavisszaadás-sűrűséggel.

Kondenzátoroknál a kapacitáscsökkenés részben az öregedésből származik: a dielektromos anyag tulajdonságainak módosulása, töltés- és kisülés közbeni mechanikai és kémiai folyamatok, illetve szigetelési tulajdonságok változása vezethet a kapacitás és az ellenállások eltolódásához. Gyakori kísérőjelenség az egyenfeszültség, a terhelés és a környezeti hőmérséklet hatására bekövetkező ESR-növekedés és a kapacitás toleranciacsökkenése.

Akéntáplált vagy akkumulátoros rendszereknél a kapacitáscsökkenés jellemzően a ciklus- és naptári öregedés eredménye. Fő tényezők: mély discharge (DOD), magas vagy alacsony töltési feszültség, hőmérséklet, töltési/rákapcsolási sebesség. Mechanizmusai közé tartozik az elektrolit bomlása, SEI-képződés, aktívanyag- és fóliaelválás, illetve belső kémiai változások.

Mérésekor a kapacitás általában amperórákban vagy wattórákban kifejezett érték, és a megőrzött kapacitás százalékában adható meg a gyártói vagy referenciaértékhez képest. Megelőzésére szolgáló intézkedések közé tartozik a hőmérséklet-szabályozás, optimális töltési protokollok, a mélykisülések kerülése és fejlettebb anyag- vagy elektrolittechnológiák alkalmazása.