一种超级电容器的制作方法

1.本实用新型涉及一种超级电容器。


背景技术：

2.超级电容器是一种新型快速充放电储能装置，由于其具备能量密度大，体积小，充放电效率高，速度快，循环寿命长，工作温度宽等特点，使得其在工业电子、交通运输、再生能源、军事等领域作为功率电源或储能电源得到广泛的应用。
3.目前市场上有两种超级电容器，一种为通过外壳机械密封封装的圆柱形或者方形超级电容器，另一种为软包超级电容器。前者的外壳上会设有防爆阀，以使超级电容器在恶劣条件或者高电压使用条件下产生的大量气体和热量能够及时排出，但其结构工艺更为复杂，而后者的结构工艺更为简单，能量密度也大，但此结构的超级电容器不具有外壳，因此无法设置防爆阀，安全性能差。


技术实现要素：

4.本实用新型提出一种超级电容器，其能量密度和密封性能更好，且能够逐渐释放压力，安全性能更好。
5.本实用新型通过以下技术方案实现：
6.一种超级电容器，包括芯体、正极耳、负极耳、电解液、铝塑膜和外壳，芯体由正极片、负极片和隔膜卷绕而成，正极耳和负极耳分别通过超声波焊接在正、负极片上，铝塑膜形成有放置芯片且密封的长方体腔体，电解液填充于铝塑膜与芯体之间，外壳为长方体，放置有芯体的腔体置于外壳内，铝塑膜与外壳之间灌封有熔点高于铝塑膜熔点的绝缘材料，正、负极耳依次伸出腔体和外壳。
7.进一步的，所述正、负极片均包括依次布置的碳系导电层、活性物质层和导电增塑层。
8.进一步的，所述外壳具有开口，腔体通过该开口进入外壳内，开口处设置有密封胶以封闭开口。
9.进一步的，所述绝缘材料包括环氧树脂材料。
10.进一步的，所述正、负极片上均设置有铝箔区，所述正、负极耳分别焊接在正、负极片的铝箔区上。
11.进一步的，所述铝塑膜由尼龙层、铝箔层和cpp薄膜层复合而成。
12.进一步的，所述外壳由不锈钢材料、铝合金材料或者耐高温、耐腐蚀的聚合物塑料制成，所述外壳厚度不小于1mm。
13.进一步的，所述铝塑膜通过冷冲压形成一面开口的长方体腔体，开口的一面通过加热加压与长方体腔体粘结。
14.进一步的，所述芯体包括间隔布置的正极片、负极片和两隔膜，正、负极片之间布置有一层隔膜，正极片外侧布置有另一层隔膜。
15.进一步的，所述正、负极耳位于壳体的同一端。
16.本实用新型具有如下有益效果：
17.1、本实用新型的芯体置于铝塑膜形成的长方体腔体中，腔体则置于外壳内，铝塑膜与外壳之间灌封有熔点低于铝塑膜熔点的绝缘材料，密封的长方体腔体和绝缘材料形成的双重结构能够确保电解液在正常使用过程中不漏液，而芯体能够完全独立于壳体，芯体内部释放的压力由壳体承担，且铝箔膜的熔点比绝缘材料的熔点低，当铝塑膜发生气胀到极端裂开时，通过绝缘材料的缓冲作用能够逐渐缓解释放压力，从而起到安全泄压的保护作用，消除了瞬间压力释放带来的安全隐患，提高了产品的安全性能，且提高了产品安全使用的灵活性；另一方面，芯体由正极片、负极片和隔膜卷绕而成，也解决了目前叠片式超级电容因极板边缘过多而造成的微短路现象；再者，壳体独立于芯体设计，芯体可单独制作，且长度可单独设计，而壳体的大小和长度也可根据不同的使用安装需求以及芯体的尺寸进行设计和调整，通用性强。
附图说明
18.下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
19.图1为本实用新型的结构示意图。
20.图2为本实用新型芯体的结构示意图。
21.图3为本实用新型芯体和铝塑膜的结构示意图。
22.其中，1、芯体；11、正极片；12、负极片；13、隔膜；2、铝塑膜；3、外壳；4、正极耳；5、负极耳；6、密封胶。
具体实施方式
23.如图1至图3所示，超级电容器包括芯体1、正极耳4、负极耳5、电解液、铝塑膜2和外壳3。芯体1由正极片11、负极片12和两隔膜13卷绕而成，具体地，正极片11和负极片12之间布置有一层隔膜13，正极片11外侧布置有另一层隔膜13。正极片11、负极片12均包括依次布置的碳系导电层、活性物质层和导电增塑层，关于正极片11和负极片12的具体结构在专利号为zl201610378153.9的专利中已有记载。为了能够焊接正极耳4和负极耳5，在正极片11和负极片12上均通过刷箔操作设置有铝箔区，正极耳4和负极耳5分别通过超声波焊接在正极片11和负极片12的铝箔区上。在本实施例中，利用全自动卷绕机使正极片11、负极片12和两隔膜13进行卷绕，并在卷绕过程中同时完成正极耳4和负极耳5的焊接，并能有效控制正极耳4和负极耳5在芯体1上位置的一致性，避免芯体1装入壳体后正极耳4和负极耳5偏差大，影响电气安全间隙距离。
24.铝塑膜2由尼龙层、铝箔层和cpp薄膜层复合而成。铝塑膜2通过专用的冲壳机内腔冷冲压形成一面开口的长方体腔体，芯体1通过该开口的一面进入长方体腔体后，将长方体腔体放入温度在80℃～120℃的真空烘箱中进行真空干燥14～18小时后，通过循环抽真空充氮气进行冷却，冷却后的芯体1可直接在干燥房中或通过真空周转至手套箱中注入电解液，以使电解液填充于铝塑膜2与芯体1之间。注液完成后通过对开口的一面加热加压，以使其与长方体腔体粘结，以实现长方体腔体的密封。
25.外壳3由不锈钢材料制成，厚度不小于1mm。具体地，外壳3为长方体且具有开口，经
上述处理后的腔体通过该开口进入外壳3内，铝塑膜2与外壳3之间灌封有熔点高于铝塑膜2熔点的绝缘材料，在本实施例中，绝缘材料为环氧树脂材料，为了使环氧树脂材料固定并干燥，可加入一定量的固化剂，灌封完成后，外壳3开口处设置有密封胶6以封闭开口，正极耳4、负极耳5位于壳体的同一端，且依次伸出腔体和外壳3。
26.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。


技术特征：
1.一种超级电容器，其特征在于：包括芯体、正极耳、负极耳、电解液、铝塑膜和外壳，芯体由正极片、负极片和隔膜卷绕而成，正极耳和负极耳分别通过超声波焊接在正、负极片上，铝塑膜形成有放置芯片且密封的长方体腔体，电解液填充于铝塑膜与芯体之间，外壳为长方体，放置有芯体的腔体置于外壳内，铝塑膜与外壳之间灌封有熔点高于铝塑膜熔点的绝缘材料，正、负极耳依次伸出腔体和外壳。2.根据权利要求1所述的一种超级电容器，其特征在于：所述正、负极片均包括依次布置的碳系导电层、活性物质层和导电增塑层。3.根据权利要求1所述的一种超级电容器，其特征在于：所述外壳具有开口，腔体通过该开口进入外壳内，开口处设置有密封胶以封闭开口。4.根据权利要求1或2或3所述的一种超级电容器，其特征在于：所述绝缘材料包括环氧树脂材料。5.根据权利要求1或2或3所述的一种超级电容器，其特征在于：所述正、负极片上均设置有铝箔区，所述正、负极耳分别焊接在正、负极片的铝箔区上。6.根据权利要求1或2或3所述的一种超级电容器，其特征在于：所述铝塑膜由尼龙层、铝箔层和cpp薄膜层复合而成。7.根据权利要求1或2或3所述的一种超级电容器，其特征在于：所述外壳由不锈钢材料、铝合金材料或者耐高温、耐腐蚀的聚合物塑料制成，所述外壳厚度不小于1mm。8.根据权利要求1或2或3所述的一种超级电容器，其特征在于：所述铝塑膜通过冷冲压形成一面开口的长方体腔体，开口的一面通过加热加压与长方体腔体粘结。9.根据权利要求1或2或3所述的一种超级电容器，其特征在于：所述芯体包括间隔布置的正极片、负极片和两隔膜，正、负极片之间布置有一层隔膜，正极片外侧布置有另一层隔膜。10.根据权利要求1或2或3所述的一种超级电容器，其特征在于：所述正、负极耳位于壳体的同一端。

技术总结
本实用新型提供一种超级电容器，包括芯体、正极耳、负极耳、电解液、铝塑膜和外壳，芯体由正极片、负极片和隔膜卷绕而成，正极耳和负极耳分别通过超声波焊接在正、负极片上，铝塑膜形成有放置芯片且密封的长方体腔体，电解液填充于铝塑膜与芯体之间，外壳为长方体，放置有芯体的腔体置于外壳内，铝塑膜与外壳之间灌封有熔点高于铝塑膜熔点的绝缘材料，正、负极耳依次伸出腔体和外壳。本实用新型的能量密度和密封性能更好，且能够逐渐释放压力，安全性能更好。能更好。能更好。


技术研发人员：吴永礼 蔡劲军 张子山 林志盛
受保护的技术使用者：福建火炬电子科技股份有限公司
技术研发日：2021.05.25
技术公布日：2022/1/28