Qual a segurança das supercaps pré-carregadas em comparação com as baterias pré-carregadas?

Quão seguro é transportar e vender supercaps pré-carregadas com um sistema?

Estou projetando um sistema movido a energia solar e eu gostaria de usar algo como
a supercap BCAP0005 (2.7V, 5F) da Maxwell para armazenar a energia.

Mesmo com um circuito de supercap, pode demorar 80 segundos para carregar. Foi sugerido que eu pudesse empacotar o sistema com a supercap pré-carregada para economizar tempo no primeiro uso. Isso parece razoável, porque existem sistemas que vêm com LiPo pré-carregados; mas ouvi histórias sobre preocupações de segurança com capacitores grandes.

Adicionado:

Graças a pessoas que apontaram que uma supercap pode se auto-descarregar em um período de menos de um dia, tornando a pergunta sobre o envio de bonés cobrados um tanto discutível.

Aborde questões relacionadas à autodescarga na minha nova pergunta de acompanhamento.
Como calcular o tempo de autodescarga dos capacitores, dada a corrente de fuga?

Qual a segurança das supercaps pré-carregadas em comparação com as baterias pré-carregadas?
Estou projetando um sistema movido a energia solar e gostaria de usar algo como a supercap BCAP0005 (2.7V, 5F) da Maxwell para armazenar muita energia.

• Essa supercap é muito menos energética e muito menos perigosa do que uma bateria de 2500 mAh de células AA ou mesmo que uma célula AA individual.

• A supercap que você escolheu produziria uma explosão de energia por uma fração de segundo que excedia levemente o que você normalmente obteria de uma moderna célula NimH AA de 2500 mAh - mas ela seria totalmente descarregada.

• Uma única célula AA produziria um pouco menos de energia, mas por muitos minutos. Uma única célula ou algumas delas em uma bateria seria capaz de criar temperaturas muito altas e iniciar um incêndio. O supercap poderia ser usado para iniciar um incêndio apenas com grande dificuldade.

• Algumas supercaps ou ultracaps são muito mais capazes que essa. Alguns podem ser usados ​​para, por exemplo, a partida de automóveis.

".... pants on fire" - quase: em "algumas ocasiões", cheguei perto de incendiar o bolso da calça ou de me queimar com as temperaturas geradas por (estupidamente) transportar várias células AA NimH (sob Capacidade de 2000 mAh), mais moedas e chaves no mesmo bolso e com um caminho condutor. A remoção das células do bolso repentinamente se torna a única e esmagadora prioridade, com a remoção de calças, uma segunda escolha próxima. Esta não é uma experiência que pretendo replicar no futuro :-). Nessas ocasiões, algumas moedas ou chaves atingem temperaturas bem acima do seu nível de manuseio seguro em alguns segundos. A supercap escolhida como exemplo não conseguiu alcançar esse resultado.

Primeiro, vejamos os aspectos da capacidade de energia: Por qualquer significado normal do termo, um capacitor de 2,7V, 5F não armazenará "muita energia". Se toda a energia no capacitor estivesse disponível, ele forneceria E = 0,5 x C x V ^ 2 Joule. Para um capacitor de 2,7V, 5F E = 0,5 x 5 x 2,7 ^ 2 = ~ 18 Joule.
Em comparação, uma bateria AA de 2500 mAh fornecerá cerca de
E = V x Ah x 3600 Joule
= 1,2 x 2,5 x 3600 = 10.800 Joule.
Portanto, a supercap 5F armazenará cerca de 18 / 10.800 = ~ 0,17% da energia da bateria. Além disso, enquanto a bateria poderá fornecer quase toda essa energia em uma aplicação típica, a supercap exigirá um esforço extra para recuperar energia à medida que a tensão se aproxima de zero.

Segurança de descarga:

Onde uma supercap é útil em comparação com uma bateria, é possível carregar e descarregar rapidamente e fazê-lo por muito mais ciclos do que uma bateria com pouca perda de capacidade.
em alguns casos, essa capacidade de carga e descarga rápida é grande em comparação com a de uma bateria típica e é extremamente grande em comparação com a de uma bateria quando expressa em termos de capacidade total.

No entanto, o exemplo que você escolheu e todos os outros membros de sua família são muito "mais fracos" do que alguns super / ultra caps. A folha de dados disponível aqui mostra resistência interna de 170 miliohms, sugerindo uma corrente de curto-circuito em torno de 2,7 / 0,17 = ~ 16A quando totalmente carregada, e a corrente de curto-circuito típica é mostrada como 16A a 65 ° C e 14A a 85 ° C. Como a temperatura aumentava rapidamente e a tensão equivalente (uma vez eliminada) caía muito rapidamente em curto-circuito (como na capacidade bruta de 18 J, o tempo de descarga s / c seria bem inferior a 1 segundo), esse capacitor não produzia grandes quantidades de energia (talvez 20 a 30W de pico) e apenas por menos de 1 segundo.

Uma célula moderna típica de NimH AA contém muito mais energia e fornecerá muito mais energia por muito mais tempo.

Por exemplo, uma célula AA de 2,5 Ah Nimh pode ser normalmente descarregada em até cerca de 5 A e pode ter uma capacidade de descarga carregada na faixa de 10 A a 20 A por períodos curtos em voltagem muito reduzida. Portanto, sua potência de saída quase coincide com o que a supercap produzirá por uma fração de segundo, mas a bateria produzirá mais de 10 watts por muitos segundos e mais de 5 watts por muitos minutos.

Na folha de dados real , essa peça possui corrente de fuga máxima de 0,015 mA. O SimpleCoder está certo, ele se auto-descarregará.

Ele descarregará, mas não rapidamente - a 15uA de vazamento constante (número muito aproximado) levaria 2,7 * (5 / 15e-6) = 900000 segundos ou 250 horas. Portanto, é provável que mantenha uma carga significativa por alguns dias.

No que diz respeito à segurança, nessa voltagem, não há risco de choque elétrico, mas com uma capacidade de curto-circuito de 16A, imagino que poderia facilmente iniciar um incêndio se estivesse em curto. As baterias também podem ser entregues, já carregadas. Se fosse eu, a menos que houvesse um incentivo real para isso, eu iria errar por precaução.