Ezen egységek számára egy stabil feszültségű, kis önkisülésű, de impulzus üzemben nagy áramot leadni képes tápforrásra van szükség, melyet gyakorta szuper kapacitások integrálásával biztosítanak a tervezők. Ezek az eszközök a normál elektrolit kondenzátoroknál 10–100-szor nagyobb energiasűrűséggel rendelkeznek, és sokkal gyorsabban töltődnek, valamint sülnek ki, illetve sokkal több ilyen ciklust tolerálnak, mint a tölthető elemek. Az SPC gyakran nem is elektrosztatikus, hanem elekrokémiai elven működik. Ilyen az EVE Energy saját szabadalmán alapuló kémiai szerkezetű SPC eszköze is.

SPC eszköz

Az EVE által tervezett és gyártott szuper impulzus kondenzátorok (SPC) -40°C és +85°C hőmérséklet-tartományban képesek nagy töltésmennyiség impulzusszerű kisütésére. Ezek az eszközök az EVE Energy saját szabadalmai által védett egyedi szerkezettel készülnek, elektrokémiai működési elven. Hermetikusan zárt kivitelük, kis tömegük és biztonságos felépítésük miatt olyan helyeken is kiválóan használhatók, ahol hagyományos szuperkondenzátorok esetleg nem.

Ilyen terület például a gázfogyasztásmérés, ahol az ATEX minősítéssel rendelkező SPC kiváló megoldás lehet, mivel a beépített biztonsági szelepnek köszönhetően az eszköz robbanásbiztos. A tápfeszültsége 3.6V, a szintén nagy impulzus-áram leadására képes spirális felépítésű lítiumelemeknél (ER) tapasztalható passziváció itt nem jelentkezik. Az önkisülése évi 2% alatt marad, ezzel rendkívül sokáig képes bármikor a készenléti állapotból kilépve aktiválódni, és nagy energiamennyiséget impulzusszerűen a táplált áramkörbe pumpálni.

Amennyiben például egy intelligens mérőórában csak egy lítiumelem található, a passziváció gondot okozhat. Ez a folyamat minden primer lítiumcellában jelenlévő folyamat, a fém anód és az elektrolit kölcsönhatása miatt az anódon egy vékony passzivációs réteg alakul ki, ami nagyon fontos szerepet játszik abban, hogy nyugalmi állapotban megvédje az anódot a további reakciótól és így növelje a tárolás maximális idejét.

Azonban ha a réteg nagyon megvastagszik például a helytelen tárolás, magas hőmérséklet, vagy egyéb környezeti hatás miatt, ez negatív hatással lehet a működésre, késleltetve jelenik meg a feszültség a kivezetéseken, mivel a terhelőáramnak időre van szüksége a depassziválásra. Ilyen esetben a mérőóra adatkiolvasó áramköre hibásan működhet, lefagyhat, és az adatkiolvasás meghiúsul. Ezen segíthet a passziváció mentes SPC és a lítiumelem együttes használata.

Kombinált megoldás: EVE ES energiatároló rendszerek

Az EVE SPC természetesen önálló eszköz, azonban a gyakorlatban inkább eldobható (primer) lítiumcellákkal kombinálva használatosak, melyek az SPC folyamatos töltéséről gondoskodnak. Az EVE-ES kombinált eszköz egy SPC és egy lítium thionyl-klorid (Li-SOCl₂) párhuzamos kapcsolásával létrehozott termék.

Természetesen más elrendezések is alkalmazhatók, mint például az alábbi ábrán lévők:

Az EVE által változatos formákban gyártott Li/SOCl₂ elemek a legkönnyebb fémanóddal és porózus szénből és thiolyl kloridból álló folyékony anóddal rendelkeznek, spirális elektródás változatban a nagyobb teljesítmény, vagy bobbin (szemcsés) elektródával a lassabb kisülés érdekében. A legszélesebb hőmérsékleti tartományban használható (-60℃..+150℃), a 3,6V feszültségével a kereskedelemben kapható primer elemek közt a legmagasabb feszültségű, legnagyobb energiasűrűségű (650Wh/kg).

A hermetikusan zárt kivitelnek köszönhetően leghosszabb ideig tárolható (10-20 év) és legkisebb önkisüléssel rendelkező (<1% 20℃) Li/SOCl₂ eszközök kiválóan alkalmasak a gáz-, víz-, hőmennyiség- és elektromos fogyasztásmérő órákhoz, vezetékmentes riasztó szenzorokhoz, memóriák készenléti táplálásához (backup), nyomkövető rendszerekhez és katonai alkalmazásokhoz.

Az SPC és a  Li/SOCl₂ technológia társításával ötvözhetjük a két eszköz előnyeit, az SPC passzivációtól mentes mivolta biztosítja a szükség esetén gyorsan rendelkezésre álló impulzus formában leadott energiamennyiséget, míg a lítium primer elem gondoskodk az SPC töltéséről a háttérben készenléti üzemmódban. Ezt az elrendezést összehasonlítva egy primer lítiumelem és egy hagyományos szuper kondenzátor kombinációjával a következő előnyöket élvezhetjük :

• nagyobb feszültség (3,6V vs  max 2,7V)

• sokkal kisebb impedancia (<150 mOhm vs cca 400 mOhm)

• nagyobb kapacitás (>270F vs max 100F)

• sokkal nagyobb energiasűrűség

• nagyságrenddel kisebb és hőmérséklettől alig függő szivárgási áram, ami kevésbé meríti le a lítiumelemet (<1uA)

• sokkal szélesebb működési hőmérséklet-tartomány

• sokkal hosszabb (kb. 15 év) élettartam

• biztonságosabb kivitel (UL1642 UN 38.3)

Az ábrán látható, hogy az SPC gyors kisülése kiküszöböli a Li/SOCl₂ elem passzivációjából származó késleltetett aktiválódást, és a telepfeszültség sosincs az üzemi feszültség szintje alatt. A mérést 10 mA folyamatos terhetőáram mellett egy ER14250 lítiumelem és egy SPC1520 összekapcsolásával létrehozott EVE ES energiatárolón végezték.

További mérésekkel igazolható, hogy az EVE ES  szivárgási áramának mértéke -30 ℃ esetén 2uA alatt, +25 ℃ esetén 1uA alatt és +85 ℃ esetén is 5uA alatt marad, tehát a hőmérséklettől függetlenül stabilan alacsony. Élettartama elérheti a 10–15 évet, maxiálisan 1A impulzus áram leadására képes megbízható konstrukciója miatt biztonságosan alkalmazható. A kombinált eszköz sikeresen biztosítja a nagy energiasűrűség-igény  kiszolgálását.