贴片型超级电容器的制作方法

1.本实用新型涉及超级电容器领域。更具体地说，本实用新型涉及一种贴片型超级电容器。


背景技术：

2.超级电容器在充放电过程中，电解液中的离子在电极/电解液界面进行可逆吸附与脱附，并在界面形成双电层从而储能，具有高功率、长寿命以及快速充放电特性，可广泛应用于轨道交通、国防军事、汽车电子及储能发电等领域。
3.随着电子产品的体积越来越小，传统的穿孔插件元件已无法满足需要，取而代之的是表面贴片元件。smt贴片加工具有以下优点：组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用smt之后，电子产品体积缩小40％～60％，重量减轻60％～80％。故超级电容器集成电路为实现小型化的发展急需采用smt贴片技术。但是，要想实现smt贴片技术首先需要解决的问题是超级电容器产品顺利过smt贴片技术中回流焊的步骤。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种贴片型超级电容器，以解决上述问题。
5.为了实现根据本实用新型的目的和其它优点，提供了一种贴片型超级电容器，包括：超级电容器单体，其底面设有正极导针和负极导针，侧面靠近底面处设有环形的第一束腰；底座，其水平设于所述超级电容器单体的下方，所述底座的顶面设有与所述超级电容器单体的底部配合的圆形凹槽，所述圆形凹槽内设有两个贯穿所述底座设置的方形通孔，两个方形通孔的间距等于所述正极导针和负极导针的间距，所述底座的底面设有两个对称设置的方形凹槽，一个方形凹槽对应一个方形通孔，且所述方形凹槽的一端与外部连通，另一端与所述方形通孔连通；多个固定卡爪，其沿所述圆形凹槽的周向等间隔设置在所述圆形凹槽的外侧，任一固定卡爪竖直设置，且底面与所述底座的顶面固定连接，所述固定卡爪包括一体成型的竖直部和水平部，所述水平部设于所述竖直部的上部且靠近所述圆形凹槽的一侧，所述水平部的顶面为朝向所述圆形凹槽向下倾斜的斜面，所述水平部的远离所述竖直部的侧面为与所述第一束腰配合的弧形面，所述水平部设置为当所述超级电容器单体的底部卡设于所述圆形凹槽内时，所述水平部的自由端卡设于所述第一束腰内，且所述弧形面与所述第一束腰的侧壁紧密接触；其中，所述底座和所述多个固定卡爪均由超高耐热类塑料制成；所述正极导针和负极导针能容纳于所述方形通孔和方形凹槽内。
6.在上述技术方案中，圆形凹槽与超级电容器单体的底部配合设置，并在圆形凹槽内设置两个方形通孔，方形通孔用于引出正极导针和负极导针，以使超级电容器单体的底部能与圆形凹槽紧密贴合；方形凹槽用于放置折弯后的正极导针或负极导针，固定卡爪用于在超级电容器单体与圆形凹槽贴合的同时卡设在超级电容器单体的第一束腰内，对超级电容器单体进行进一步加固，实现超级电容器单体与底座的稳定连接。底座和固定卡爪由
热变性温度大于300℃的超高耐热类塑料制成，比如聚苯酯、聚苯并咪唑等，底座和固定卡爪可通过注塑一体成型，制作工艺简单方便、成本低，适合批量生产。
7.装配时，先将正极导针和负极导针插入对应的方形通孔内，然后下压超级电容器单体，超级电容器单体的底部首先接触到水平部的斜面，继续下压超级电容器单体，超级电容器单体带动固定卡爪向外部展开，当超级电容器单体的底部与圆形凹槽完全贴合时，固定卡爪复位，水平部的自由端卡设于第一束腰内，且弧形面与第一束腰的侧壁紧密接触，使得超级电容器单体稳定的固定在底座上，再将从方形通孔伸出的正负导针向两侧折弯90℃，并置于方形凹槽。
8.优选的是，所述的贴片型超级电容器，还包括：塑壳，其套设在所述超级电容器单体的外部，所述塑壳的底面为开口端，且侧面靠近底面处设有环形的第二束腰，所述第二束腰与所述第一束腰配合且相对设置；树脂层，其填充在所述塑壳与所述超级电容器单体之间；其中，所述水平部设置为当所述超级电容器单体的底部卡设于所述圆形凹槽内时，所述水平部的自由端卡设于所述第二束腰内，且所述弧形面与所述第二束腰的侧壁紧密接触。
9.在上述技术方案中，通过在超级电容器单体的外部套设塑壳，并在塑壳和超级电容器单体之间设置树脂层，塑壳和树脂可有效隔热，进一步降低高温对产品性能及外观的影响，且塑壳还具有一定的保护作用，防止产品与外物发生碰撞时，损坏超级电容器单体。
10.优选的是，所述的贴片型超级电容器，所述超级电容器单体的顶面设有十字形的防爆纹，以避免超级电容器单体内部在受到外界压力或者电压过高时发生强烈爆炸。
11.优选的是，所述的贴片型超级电容器，所述底座的一侧为直角结构，另一相对侧为倒角结构，且一个方形通孔靠近所述直角结构，另一个方形通孔靠近所述倒角结构，装配时，将正极导针插入靠近直角结构的方形通孔内，将负极导针插入靠近倒角结构的方形通孔内，以便于区分产品的正负极。
12.优选的是，所述的贴片型超级电容器，所述多个固定卡爪为4个固定卡爪。
13.优选的是，所述的贴片型超级电容器，所述底座和所述多个固定卡爪均由ppa材料制作而成。
14.优选的是，所述的贴片型超级电容器，所述塑壳由pbt增强材料制成。
15.本实用新型至少包括以下有益效果：
16.本实用新型的贴片型超级电容器中，超级电容器单体在底座上的安装是通过圆形凹槽和方形通孔，固定卡爪进一步对超级电容器单体进行加固；底座采用ppa材料制成，能够满足超级电容器电子元件的电性能要求和其在回流焊的焊接温度要求。底座结构简易，可采用注塑一体成型，制作工艺简单方便、成本低，适合批量生产。超级电容器组装工艺简单，成本低，易于在超级电容器应用中实现。
17.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
18.图1为超级电容器单体的卷芯结构示意图；
19.图2为超级电容器单体结构示意图；
20.图3为一个实施例的贴片型超级电容器装配后的立体结构示意图；
21.图4为一个实施例的底座俯视角的立体结构示意图；
22.图5为一个实施例的底座仰视角的立体结构示意图；
23.图6为套设塑壳后的超级电容器单体结构示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
25.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，并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实用新型的限制。
26.名词解释：
27.ppa材料为改性聚对苯二酰对苯二胺。
28.pbt增强材料为玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯。
29.超级电容器单体的制备方法为，如图1、图2所示，超级电容器单体是将活性炭材料、导电剂和粘结剂按照一定比例混合，混合后的浆料通过涂布机均匀涂覆在金属集流体表面，同时通过干燥设备进行烘干干燥，再通过辊压机进行碾压，再按所需规格将电极裁切得到不同尺寸的正极片2和负极片1，然后将正极片2、负极片1、多孔隔膜3按一定顺序叠加在一起后卷绕成卷芯，将所得卷芯大气压下浸渍电解液一段时间，然后转至真空环境中浸渍一段时间，之后装入铝壳4中，控制真空度和浸渍时间，最后，经组立，封口端采用丁基橡胶胶塞，经封口机封口后，进行老化，控制老化电压及温度，经测试分选得到的。
30.实施例1：
31.如图3-5所示，本实施例提供了一种贴片型超级电容器，包括：超级电容器单体5、底座6和多个固定卡爪。其中，
32.超级电容器单体5的底面引出有正极导针8和负极导针9，侧面靠近底面处设有环形的第一束腰10，第一束腰10包括顶面、底面以及连接顶面与底面的侧壁，进一步的，顶面为倒置的圆台面，侧壁为圆柱面，底面为正置的圆台面。
33.底座6水平设于超级电容器单体5的下方，底座6由ppa材料制作而成，ppa材料具有优良的电绝缘性，满足超级电容器电子元件的电性能要求，另外ppa材料具有良好的耐热性能，使用温度在250℃左右长达10min不会出现形变，满足其在表面贴装制程中回流焊的焊接温度要求。底座6的一侧为直角结构11，另一侧为倒角结构12。底座6顶面中心部位设置有圆形凹槽13，圆形凹槽13的直径根据超级电容器单体5的底部直径大小进行设计，使圆形凹槽13与超级电容器单体5底部之间有良好的配合。圆形凹槽13内设置有两个用于引出导针的方形通孔14，其呈对称分布在圆形凹槽13内，一个方形通孔14对应一个导针，两个方形通孔14之间的间距与正极导针8和负极导针9之间的间距相一致，且其中一个方形通孔14靠近直角结构11，另一个方形通孔14靠近倒角结构12，产品的正负极通过底座6的倒角结构区分，靠近直角结构11的方形通孔14对应正极导针8(长引线)，靠近倒角结构12的方形通孔14对应负极导针9(短引线)。底座6的底面设有两个对称设置的方形凹槽15，一个方形凹槽15
对应一个方形通孔14，且方形凹槽15的一端与外部连通，另一端与方形通孔14连通。在进行装配时，正负导针分别通过与其对应的方形通孔14引出，以确保超级电容器单体5底部边缘与底座6上的圆形凹槽13完全贴合，保证超级电容器单体5在底座6上处于平稳状态，正负导针经处理呈扁平状，正负导针引出后向两侧折弯，折弯角度为90
°
，导针折弯后置方形凹槽15内，方形凹槽15的宽度稍大于或等于压扁后的导针的宽度。
34.底座6的顶面沿圆形凹槽的周向等间隔固定设置有4个固定卡爪，固定卡爪也由ppa材料制作而成，且4个固定卡爪与底座6一体注塑成型。固定卡爪的高度与第一束腰10相吻合，固定卡爪包括一体成型的竖直部16和水平部17，竖直部16的底面与底座6的顶面固定连接，竖直部16具有一定厚度，以防止超级电容器单体5固定时，竖直部16太薄而损坏，水平部17设于竖直部16的上部且靠近圆形凹槽13的一侧，水平部17的顶面为朝向圆形凹槽向下倾斜的斜面18，水平部17的远离竖直部16的侧面为与第一束腰10的侧壁配合的弧形面19，弧形面19的宽度及弧度与第一束腰10的侧壁的宽度及弧度相吻合。在进行装配时，超级电容器单体5的底部先与水平部17的斜面18接触，下压超级电容器单体5时，固定卡爪向外部展开，当超级电容器单体5的底部与圆形凹槽13完全贴合时，固定卡爪复位，水平部17的自由端卡设于第一束腰10内，且弧形面19与第一束腰10的侧壁紧密接触，确保超级电容器单体5稳定的固定在底座6上。
35.超级电容器单体5顶部设有十字形的防爆纹7，防爆纹是一种安全保护阀，电容内部由于受到外界压力或者电压过高导致电容爆裂，这时候防爆纹便会裂开，将内部压力释放，避免发生强烈的爆炸。
36.本实施例中，通过将超级电容器单体固定在底座上，且底座和固定卡爪均由ppa材料制作而成，以满足超级电容器单体在表面贴装制程中回流焊的焊接温度要求。
37.实施例2：
38.如图4-6所示，本实施例是对实施例1进行的进一步改进，不同之处在于，还包括：塑壳21和树脂层22，以及底座6与超级电容器单体5的连接方式。其中，
39.塑壳21呈圆柱形状，且由pbt增强材料制成，塑壳21的底面为开口端，超级电容器单体5由此端口放入塑壳21内，塑壳21上设有环形的第二束腰23，第二束腰23的位置和高度与第一束腰10的位置和高度相吻合；
40.树脂层22，其填充在塑壳21与超级电容器单体5之间，具体的，树脂层22是将黑胶与固化剂在树脂灌封机中按一定比例混合、抽真空将气泡排掉后，通过树脂灌封机的胶头定量灌封进塑壳21，使树脂包围在超级电容器单体5的四周，常温固化得到的。
41.底座6与超级电容器单体5连接时，当超级电容器单体5的底部卡设于圆形凹槽13内时，水平部17的自由端卡设于第二束腰23内，且弧形面19与第二束腰23的侧壁紧密接触。
42.本实施例中，通过增设塑壳和树脂层，塑壳和树脂可有效隔热，进一步降低高温对产品性能及外观的影响，且塑壳还具有一定的保护作用，防止产品与外物发生碰撞时，损坏超级电容器单体。
43.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。