一种具有防止电解液泄露的安全超级电容的制作方法

1.本发明涉及超级电容技术领域，具体是具有防止电解液泄露的安全超级电容。


背景技术：

2.超级电容，又名电化学电容，双电层电容器、黄金电容、法拉电容，是从上世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件，它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原赝电容电荷储存电能，具有充电时间短、循环使用寿命长、能量转换效率高、安全系数高、绿色环保等优点，因此被广泛地应用于轨道交通、工程机械、风力发电等领域。
3.而超级电容在制作的过程中，为对超级电容本身提高了一个安全封闭的环境，一般将超级电容存放在一个封闭的箱体内部，使得超级电容在工作的过程中不受到外界因素的影响，而由于超级电容在工作的过程中会产生大量的热量，而超级电容又处于封闭的箱体内部，影响超级电容的散热，而通过开设通气孔和增设风扇来对超级电容进行吹风散热，容易破坏超级电容的工作环境，因此需要一种能够在封闭空间内对超级电容进行散热的结构。
4.且现有的超级电容在工作的过程中，由于超级电容过充或过放电，导致超级电容散发大量的热量和气体，而散发的热量又提高箱体内部的温度，使得超级电容产生更多气体，同时使箱体内部的气体受热膨胀，造成箱体内部的气压过高，使得超级电容在高压环境下容易出现变形甚至破裂，导致超级电容内的电解液泄漏。


技术实现要素：

5.本发明旨在于解决背景技术中存在的缺点，提供具有防止电解液泄露的安全超级电容，通过散热腔、散热箱和降温组件的配合使用，能够将封闭空间内超级电容本体产生的热量进行传导，再对传导后的热量进行散热排出外界，通过恒压腔、泄压管和恒压组件的配合使用，能够在箱体内部高压的情况下将气体排出进行减压，待箱体内部压力下降后，将气体重新排入箱体内，避免箱体内部气压过低。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种具有防止电解液泄露的安全超级电容，包括：箱体；所述箱体内部固定安装有超级电容本体，所述箱体内部开设有散热腔和恒压腔，所述箱体顶部设置有盖板；设置于所述超级电容本体一侧的散热箱；设置于所述盖板与所述超级电容本体之间的固定组件，用于对所述超级电容本体进行按压固定；设置于所述散热箱与所述超级电容本体之间的降温组件，用于对所述超级电容本体进行冷却降温；及设置于所述超级电容本体与所述恒压腔之间的恒压组件，用于避免气压过高导致超级电容本体变形造成电解液泄漏。
7.进一步的，所述固定组件包括：固定连接于所述盖板底部的多个按压弹簧；固定连接于所述按压弹簧底部的按压板，所述按压板表面开设有多个开口，所述箱体顶部开设有多个固定孔，所述盖板顶部开设有多个与固定孔配套使用的连接孔，所述连接孔内部设置
有与其配套使用的固定螺栓。
8.进一步的，所述降温组件包括：固定连接于所述散热箱内部的多块散热片，多块所述散热片呈水平方向均匀排入分布：固定连接于所述散热箱两侧的散热管，所述散热箱一侧固定连接有导管，所述导管远离散热箱的一端固定连接有呈螺旋结构的冷凝管，所述冷凝管底端固定连接有回流管，所述散热箱、散热管、导管、回流管和冷凝管内部均为真空环境。
9.进一步的，所述冷凝管位于散热腔内部，所述箱体一侧开设有进气孔和出气孔，且所述进气孔和出气孔均与散热腔相导通，所述进气孔内部固定安装有吹风机，所述进气孔和出气孔内部均设置有活性炭滤网。
10.进一步的，所述恒压组件包括：固定连接于所述箱体一侧内壁上的多个泄压管，且所述泄压管的两端分布位于箱体和恒压腔内；设置于所述泄压管内部的堵塞块；固定连接于所述堵塞块一侧的复位弹簧，所述复位弹簧的一端与泄压管内壁相连接，所述泄压管一侧固定连接有气囊，且所述气囊位于恒压腔内。
11.进一步的，所述泄压管底部开设有第一泄压孔，且所述第一泄压孔位于箱体内部，所述泄压管顶部开设有第二泄压孔，所述第二泄压孔位于恒压腔内，所述堵塞块内部开设有呈“l”形结构的第一通气孔和第二通气孔，且所述第一通气孔位于第二通气孔下方。
12.进一步的，所述恒压腔内壁上固定连接有多个压缩弹簧，多个所述压缩弹簧呈竖直方向具有排列分布，所述压缩弹簧一端固定连接有移动板，且所述移动板紧贴气囊。
13.进一步的，所述箱体一侧开设有排气孔，所述排气孔内壁上开设有连接槽，所述排气孔通过连接槽与恒压腔相导通，所述移动板顶端通过连接槽插入到排气孔内，所述移动板一侧固定连接有顶块，所述排气孔内部固定连接有挡块，所述挡块一侧开设有过气孔，所述过气孔一侧固定连接有多个连接弹簧，所述连接弹簧一侧固定连接有挡板。
14.进一步的，所述超级电容本体顶部连接有两个电极，所述盖板顶部固定安装有两个接电块，所述接电块与电极电性连接。
15.本发明提供了一种具有防止电解液泄露的安全超级电容，具有以下有益效果：
16.1、本发明优点在于，通过散热腔、散热箱和降温组件的配合使用，能够将封闭空间内超级电容本体产生的热量进行传导，再对传导后的热量进行散热排出外界。
17.2、其次，通过恒压腔、泄压管和恒压组件的配合使用，能够在箱体内部高压的情况下将气体排出进行减压，待箱体内部压力下降后，将气体重新排入箱体内，避免箱体内部气压过低。
18.3、接着，通过盖板和固定组件的配合使用，能够对超级电容本体进行按压固定，避免在拿取箱体的过程中，超级电容本体在箱体内部出现位置偏移，撞击到箱体内壁，造成超级电容本体出现损坏。
附图说明
19.图1为本发明的整体结构示意图。
20.图2为本发明的整体结构剖视图。
21.图3为本发明的泄压管结构半剖图。
22.图4为本发明的散热箱结构侧视剖面图。
23.图5为本发明的散热管结构示意图。
24.图6为本发明的散热片结构示意图。
25.图7为本发明的散热箱结构俯视图。
26.图8为本发明的图2中的a处放大图。
27.图9为本发明的图2中的b处放大图。
28.图10为本发明的图2中的c处放大图。
29.图11为本发明的图2中的d处放大图。
30.图1-11中：1、箱体；101、固定孔；102、进气孔；103、吹风机；104、散热腔；105、出气孔；106、恒压腔；2、盖板；201、连接孔；202、固定螺栓；203、接电块；204、按压弹簧；205、按压板；2051、开口；3、超级电容本体；301、电极；4、散热箱；401、散热片；402、散热管；403、导管；404、回流管；405、冷凝管；5、泄压管；501、第一泄压孔；502、第二泄压孔；503、堵塞块；504、第一通气孔；505、第二通气孔；506、复位弹簧；507、气囊；508、移动板；5081、顶块；509、压缩弹簧；6、连接槽；601、排气孔；602、挡块；603、过气孔；604、连接弹簧；605、挡板。
具体实施方式
31.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
33.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了
简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
36.本技术实施例提供一种具有防止电解液泄露的安全超级电容，该具有防止电解液泄露的安全超级电容可以实现通过恒压腔、泄压管和恒压组件的配合使用，能够在箱体内部高压的情况下将气体排出进行减压，待箱体内部压力下降后，将气体重新排入箱体内，避免箱体内部气压过低。以下对该具有防止电解液泄露的安全超级电容进行详细说明。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
37.下面结合附图和具体实施方式对本技术予以详细描述。请参阅图1-11中，本实施例提供的一种具有防止电解液泄露的安全超级电容，包括：箱体1；箱体1内部固定安装有超级电容本体3，箱体1内部开设有散热腔104和恒压腔106，箱体1顶部设置有盖板2；设置于超级电容本体3一侧的散热箱4；设置于盖板2与超级电容本体3之间的固定组件，用于对超级电容本体3进行按压固定；设置于散热箱4与超级电容本体3之间的降温组件，用于对超级电容本体3进行冷却降温；及设置于超级电容本体3与恒压腔106之间的恒压组件，用于避免气压过高导致超级电容本体3变形造成电解液泄漏。
38.在本实施例中，具有防止电解液泄露的安全超级电容主要包括箱体1、盖板2、散热腔104、恒压腔106、超级电容本体3、散热箱4、固定组件、降温组件和恒压组件。
39.其中，具有防止电解液泄露的安全超级电容包括的箱体1、盖板2和固定组件用于固定超级电容本体3，为超级电容本体3提供一个安全封闭的工作环境。
40.具有防止电解液泄露的安全超级电容包括的散热腔104、散热箱4和降温组件，用于对超级电容本体3工作时产生热量进行散热降温，避免温度过高影响超级电容本体3的正常使用。
41.具有防止电解液泄露的安全超级电容包括的恒压腔106和恒压组件用于平衡箱体1内部的气压，避免超级电容本体3在高压环境下发生变形甚至破裂，导致电解液泄漏。
42.示例性的，固定组件包括：固定连接于盖板2底部的多个按压弹簧204；固定连接于按压弹簧204底部的按压板205，按压板205表面开设有多个开口2051，箱体1顶部开设有多个固定孔101，盖板2顶部开设有多个与固定孔101配套使用的连接孔201，连接孔201内部设置有与其配套使用的固定螺栓202。
43.在一些实施例中，将超级电容本体3置于箱体1内部并紧贴散热箱4，然后将盖板2置于箱体1上方，并盖板2向箱体1方向移动并与箱体1接触，此时连接孔201与固定孔101位置相对应，然后将固定螺栓202贯穿连接孔201插入到固定孔101内，使得盖板2与箱体1卡合连接，而盖板2在下移的过程中，带动按压板205下移，使得按压板205与超级电容本体3上表面接触，此时盖板2继续下移，使得按压弹簧204受到挤压发生弹性变形产生弹力，并将产生的弹力作用于按压板205上，使得按压板205对超级电容本体3进行按压固定，防止超级电容本体3在箱体1内部出现位置偏移，影响超级电容本体3的正常工作。
44.示例性的，降温组件包括：固定连接于散热箱4内部的多块散热片401，多块散热片401呈水平方向均匀排入分布：固定连接于散热箱4两侧的散热管402，散热箱4一侧固定连
接有导管403，导管403远离散热箱4的一端固定连接有呈螺旋结构的冷凝管405，冷凝管405底端固定连接有回流管404，散热箱4、散热管402、导管403、回流管404和冷凝管405内部均为真空环境。
45.在一些实施例中，超级电容本体3在工作的过程中会产生大量的热量，此时超级电容本体3产生的热量通过散热箱4传导到多块散热片401内，并通过散热箱4中的水对散热片401和散热箱4进行热交换，通过多块散热片401增加与水的接触面积，提高散热效果，然后通过散热管402内的水对超级电容本体3的其他面进行热交换，对超级电容本体3散热降温效果，而由于散热箱4内部为中空环境，使得水的沸点大大降低，使得散热箱4中的水受热蒸发向上流动，而散热管402内的水受热蒸发后产生的蒸汽排入到散热箱4中，而由于散热箱4内部的环境温度高，气压大，而冷凝管405处的温度较低，气压小，使得散热箱4内的蒸汽在气压差的作用下通过导管403排入到冷凝管405内。
46.在一些实施例中，冷凝管405位于散热腔104内部，箱体1一侧开设有进气孔102和出气孔105，且进气孔102和出气孔105均与散热腔104相导通，进气孔102内部固定安装有吹风机103，进气孔102和出气孔105内部均设置有活性炭滤网。
47.在一些实施例中，随着受热后的蒸汽排入到冷凝管405内后，启动吹风机103，使得吹风机103将外界其他吸入到散热腔104内，使得温度较低的气体在冷凝管405表面经过，将冷凝管405内蒸汽携带的热量带走，使得蒸汽遇冷凝华重新变为水，然后再通过回流管404排入到散热箱4内，而经过冷凝管405的气体通过出气孔105排出外界，通过螺纹结构的冷凝管405能够增加冷凝管405与气体的接触面积，提高冷凝管405的散热效果，使得超级电容本体3能够在封闭的环境下将热量进行有效传导后再散发到外界，然后气体在通过进气孔102和出气孔105内时，通过活性炭滤网对气体中的粉尘和杂质进行过滤，防止粉尘或杂质进入到散热腔104内，影响冷凝管405的热交换效果。
48.示例性的，恒压组件包括：固定连接于箱体1一侧内壁上的多个泄压管5，且泄压管5的两端分布位于箱体1和恒压腔106内；设置于泄压管5内部的堵塞块503；固定连接于堵塞块503一侧的复位弹簧506，复位弹簧506的一端与泄压管5内壁相连接，泄压管5一侧固定连接有气囊507，且气囊507位于恒压腔106内。
49.在一些实施例中，由于超级电容本体3在长时间的过充过放电或是长时间处于高温环境下工作时，超级电容本体3会产生大量的气体，使得箱体1内部的气压上升，此时箱体1内的气体通过第一泄压孔501进入到泄压管5内，使得堵塞块503两侧的气压不平衡，进而时的堵塞块503在气压的作用下向远离超级电容本体3的方向移动，并对复位弹簧506进行挤压，使得复位弹簧506发生弹性变形产生弹力，并将产生的弹力作用于堵塞块503上，而堵塞块503移动到一定距离后，堵塞块503上的第二通气孔505与第二泄压孔502位置相对应，此时箱体1内部的通过第一泄压孔501、第二通气孔505和第二泄压孔502与气囊507内部形成气路，使得箱体1内产生的气体在气压的作用下排入到气囊507内，使得箱体1内部气体容量下降，气压减少，避免箱体1内部的气压过高，导致超级电容本体3出现变形甚至破裂，造成电解液泄漏的情况发生。
50.在一些实施例中，泄压管5底部开设有第一泄压孔501，且第一泄压孔501位于箱体1内部，泄压管5顶部开设有第二泄压孔502，第二泄压孔502位于恒压腔106内，堵塞块503内部开设有呈“l”形结构的第一通气孔504和第二通气孔505，且第一通气孔504位于第二通气
孔505下方。
51.在一些实施例中，待停止超级电容本体3工作后，箱体1内部的温度下降，超级电容本体3不再产生气体后，箱体1内部的气压减少，此时泄压管5内的堵塞块503在气压差和复位弹簧506弹力的作用下向超级电容本体3方向移动，使得第一泄压孔501与堵塞块503上的第一通气孔504位置相对应，使得气囊507内部通过第二泄压孔502、第一通气孔504和第一泄压孔501与箱体1内部形成气路，而气囊507又受到移动板508的挤压，使得气囊507内的气体排入到箱体1内，使得箱体1内部的气压上升，实现对箱体1内部进行恒压调节，避免气压过高或气压过低而导致超级电容本体3出现变形损坏。
52.在一些实施例中，恒压腔106内壁上固定连接有多个压缩弹簧509，多个压缩弹簧509呈竖直方向具有排列分布，压缩弹簧509一端固定连接有移动板508，且移动板508紧贴气囊507。
53.在一些实施例中，气体在进入到气囊507后膨胀并挤压移动板508，使得移动板508进行移动并挤压压缩弹簧509，使得压缩弹簧509受到挤压发生弹性变形产生弹力，并将产生的弹力作用于移动板508上，使得移动板508对气囊507进行挤压。
54.在一些实施例中，箱体1一侧开设有排气孔601，排气孔601内壁上开设有连接槽6，排气孔601通过连接槽6与恒压腔106相导通，移动板508顶端通过连接槽6插入到排气孔601内，移动板508一侧固定连接有顶块5081，排气孔601内部固定连接有挡块602，挡块602一侧开设有过气孔603，过气孔603一侧固定连接有多个连接弹簧604，连接弹簧604一侧固定连接有挡板605。
55.在一些实施例中，若箱体1内部的温度无法及时降低，导致超级电容本体3在高温环境下进行长时间工作并持续释放气体，导致气囊507膨胀到极限而撑破，此时箱体1内的气体通过泄压管5和气囊507排入到恒压腔106内，而移动板508在移动的过程中通过顶块5081将挡板605顶开，使得恒压腔106通过连接槽6、过气孔603和排气孔601与外界形成气路，使得恒压腔106内的气体通过排气孔601排出外界，进而使得箱体1内部的气压快速下降，避免气压过高导致超级电容本体3变形，造成电解液泄漏，引发爆炸。
56.在一些实施例中，超级电容本体3顶部连接有两个电极301，盖板2顶部固定安装有两个接电块203，接电块203与电极301电性连接，超级电容本体3的电极301通过接电块203对外界进行充电或放电。
57.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
58.以上对本技术实施例所提供的一种具有防止电解液泄露的安全超级电容进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例的技术方案的范围。