一種圓柱形超級電容器的製作方法

2023-05-30 18:46:51 1

專利名稱：一種圓柱形超級電容器的製作方法
技術領域：
本發明涉及超級電容器技術領域，特別是涉及一種圓柱形超級電容器。
背景技術：
超級電容器(又叫電化學電容器)是一種新型的電荷儲備元件，與一般電池相比， 具有容量大、支持大電流充放電、循環壽命長和環保無汙染等優點，能提供快速的能量釋 放，滿足高功率需求，因此超級電容器在新能源、交通運輸、工業等領域有著廣闊的應用前 景，適用於電動汽車、風力發電等領域。目前超級電容器在外形上主要包括圓柱形和方形，在極性位置上分為同端和異端 兩種。從荷電量區分，可分為微法級、毫法級、法拉級和千法級。從外殼材質可分為鋁殼、鋼 殼和塑殼。傳統的超級電容器的製作工藝為通過極片伸出的極耳將極組兩端分別與上蓋和 殼體連接，這樣的缺點是內阻高，而且使製作工藝過於複雜；並且由於密封工藝只有一重密 封，在經過多次使用後，電解液洩漏的隱患大大提高，其安全性能較差，無法保證用戶長時 間安全使用。

發明內容
有鑑於此，本發明的目的是提供一種圓柱形超級電容器，其具有較低的內阻，並且 還具有高功率以及低洩漏隱患的特點，可以提高圓柱形超級電容器整體的安全性能，讓用 戶長時間安全使用，有利於擴大電容器廠家的市場佔有率，具有重大的生產實踐意義。為此，本發明提供了一種圓柱形超級電容器，包括有中空的殼體7，所述殼體7頂 部開口設置有上蓋4，所述殼體7內部設置有極組2 ；
所述極組2頂面和底面分別與上集流體6和下集流體9直接焊接，所述下集流體9與 殼體7底部相焊接。其中，所述極組2的頂端和底端分別具有無漿箔20，所述極組2頂面的無漿箔20 與所述上集流體6相焊接，所述極組2底面的無漿箔20與所述下集流體9相焊接。其中，所述極組2包括正極片21和負極片22，所述正極片21和負極片22中間具 有隔膜23，所述正極片21和負極片22的上下兩端分別具有無漿箔20，所述無漿箔20的寬 度為 lmnT20mmo其中，所述上蓋4上設置有一個注液孔，所述注液孔從上到下依次塞入有密封塞5 和密封銷釘3，所述密封銷釘3和上蓋4頂面相密封焊接。其中，所述上蓋4底面與所述上集流體6頂面相焊接，所述上蓋4的四周邊緣與所 述殼體7的頂部相密封焊接。其中，所述殼體7上部外側壁上開有一條環形的滾槽10，所述滾槽10的底面與所 述極組2頂面相接觸。由以上本發明提供的技術方案可見，與現有技術相比較，本發明提供了一種圓柱形超級電容器，其 具有較低的內阻，並且還具有高功率以及低洩漏隱患的特點，可以提高圓 柱形超級電容器整體的安全性能，讓用戶長時間安全使用，有利於擴大電容器廠家的市場 佔有率，具有重大的生產實踐意義。


圖1為本發明提供的一種圓柱形超級電容器的剖面結構示意圖； 圖2為本發明提供的一種圓柱形超級電容器中極組的結構示意圖中，2為極組，3為密封銷釘，4為上蓋，5為密封塞，6為上集流體，7為殼體，9為下集 流體，10為滾槽，20為無漿箔，21為正極片，22為負極片，23為隔膜。
具體實施例方式為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和實施方式對本 發明作進一步的詳細說明。參見圖1、圖2，本發明提供了一種圓柱形超級電容器，包括有中空的圓柱形殼體 7，所述殼體7頂部開口，所述殼體7的頂部設置有上蓋4，所述殼體7內部設置有圓柱形的 極組2。參見圖2，所述極組2包括正極片21和負極片22，所述正極片21和負極片22中 間具有隔膜23，所述正極片21和負極片22的上下兩端分別具有無漿箔20，所述無漿箔20 的寬度為lmnT20mm，其材料可以是鋁、銅等低電阻率材質。具體實現上，所述極組2由帶有無漿箔20的正極片21和帶有無漿箔20的負極片 22卷繞成在一起形成，所述極組2為圓柱形，所述極組2的頂端和底端分別具有無漿箔20， 在卷繞過程中所述正極片21和負極片22的中間由隔膜23分隔開。所述極組2是通過整 形後得到，極組2兩端的無漿箔20分別向卷芯方向彎曲併集中。參見圖1，在本發明中，所述極組2頂面和底面沒有向外伸出的極耳，所述極組2頂 面和底面分別與上集流體6和下集流體9直接固定焊接，具體為所述極組2頂面的無漿箔 20與所述上集流體6相焊接，所述極組2底面的無漿箔20與所述下集流體9相焊接。需要 說明的是，所述焊接方法包括氬弧焊、超聲焊、雷射焊或電阻焊等。在本發明中，所述下集流體9與殼體7內底面相接觸，所述下集流體9與殼體7底 部相焊接。需要說明的是，所述焊接方法包括氬弧焊、超聲焊、雷射焊或電阻焊等。在本發明中，所述上蓋4上設置有一個注液孔，所述注液孔從上到下依次塞入有 密封塞5和密封銷釘3，所述密封銷釘3和上蓋4頂面相密封焊接，從而實現了將所述注液 孔進行雙重密封，減少了殼體7內液體從注液孔中洩漏的隱患。需要說明的是，所述注液孔具有兩重密封，一是通過壓入密封塞5密封，其材質可 以是過氟烷基化物PFA、乙烯丙烯橡膠EPDM或苯乙烯丁二烯SBR等；而是通過壓入密封銷 釘3，然後與上蓋4焊接達到密封效果，其材質可以是Fe、Al、Cu等金屬，其焊接方法包括氬 弧焊、超聲焊、雷射焊、電阻焊等。在本發明中，所述上蓋4底面與所述上集流體6頂面相焊接，所述上蓋4的四周邊 緣與所述殼體7的頂部開口相密封焊接。在本發明中，所述殼體7上部外側壁上開有一條環形的滾槽10，所述滾槽10的底面與所述極組2頂面相接觸，卡緊所述極組2，對極組2進行固定，防止極組2的垂直方向晃 動，從而消除了電容器產品多次震動或跌落後，內部連接失效的隱患。具體實現上，所述滾 槽10的位置距殼體頂部開口的距離為lmnT20mm，所述滾槽10的深度優選為lmnTlOmm。需要說明的是，在本發明中，所述極組2經過了特殊工藝整形，通過下集流體9與 之固定連接；極組2通過上集流體6與上蓋4進行固定連接；上蓋4與殼體7連接；上蓋4 上的注液孔經過密封銷釘3和密封塞5進行兩重密封；極組2通過對殼體7外壁進行滾槽 的方法加以固定。對於本發明提供的圓柱形超級電容器，其主要工藝過程如下
步驟一、將帶有無漿箔20的正極片21和帶有無漿箔20的負極片22中間由隔膜23分 隔開，並且卷繞成圓柱形；
步驟二、將極組2整形，使極組2兩端的無漿箔20向卷芯方向彎曲靠攏； 步驟三、將下集流體9通過焊接的方式直接與極組2 —端的無漿箔20連接在一起； 步驟四、將焊好下集流體9的極組2放入殼體7中，通過焊接的方法從殼體7底部外側 將殼體7的內底面與下集流體9焊接在一起；
步驟五、將上集流體6頂部與上蓋4底部焊接，將上集流體6底部通過焊接的方式與極 組2頂部的無漿箔20連接在一起；
步驟六、將上蓋4壓入殼體7頂部的開口中，然後用焊接方式將上蓋4與殼體7頂部 開口進行密封焊接；
步驟七、經過80°C 180°C烘乾，除去殼體7內部的水分和氧氣； 步驟八、通過上蓋4上的注液孔，注入電解液，並用密封塞5封住； 步驟九、將一種金屬密封銷釘3壓入注液孔中，通過焊接方式將密封銷釘與上蓋4密 封焊接；
步驟十、在殼體上部外側壁上進行滾槽，形成滾槽10，滾槽10與極組2的頂部相接觸， 從而使極組2固定。對於本發明，與現有技術相比較，本發明的優點是極組2正負極兩端沒有向外伸 出的極耳，而是直接與上集流體6和下集流體9焊接在一起，縮短了導電路徑，降低了內部 阻抗，也簡化了工藝；此外，下集流體9與殼體7底部之間不僅僅是接觸，而是在外部將殼體 7內底面和下集流體9焊接到一起，降低了內部阻抗。本發明採用上集流體6、下集流體9與極組2直接焊接的方式，及殼體7底部與下 集流體9焊接工藝不僅大幅降低了內部阻抗，而且簡化了工藝，特別適用於需要提供高功 率釋放和快速充電的設備。本發明通過設置在所述注液孔從上到下依次塞入有密封塞5和密封銷釘3，並將 密封銷釘3與上蓋4頂面進行焊接，從而達到了對注液孔雙重密封的工藝，極大減少了電解 液洩漏的隱患。另外，本發明還通過採用對殼體設置滾槽的方式，固定了極組，消除了產品多次震 動或跌落後，內部連接失效的隱患。 綜上所述，與現有技術相比較，本發明提供的一種圓柱形超級電容器，其具有較低 的內阻，並且還具有高功率以及低洩漏隱患的特點，可以提高圓柱形超級電容器整體的安 全性能，讓用戶長時間安全使用，有利於擴大電容器廠家的市場佔有率，具有重大的生產實踐意義。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應 視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種圓柱形超級電容器，其特徵在於，包括有中空的殼體(7)，所述殼體(7)頂部開 口設置有上蓋(4)，所述殼體(7)內部設置有極組(2)；所述極組(2)頂面和底面分別與上集流體(6)和下集流體(9)直接焊接，所述下集流體 (9)與殼體(7)底部相焊接。
2.如權利要求1所述的圓柱形超級電容器，其特徵在於，所述極組(2)的頂端和底端分 別具有無漿箔(20)，所述極組(2)頂面的無漿箔(20)與所述上集流體(6)相焊接，所述極組 (2 )底面的無漿箔(20 )與所述下集流體(9 )相焊接。
3.如權利要求2所述的圓柱形超級電容器，其特徵在於，所述極組(2)包括正極片(21) 和負極片(22)，所述正極片(21)和負極片(22)中間具有隔膜(23)，所述正極片(21)和負 極片(22)的上下兩端分別具有無漿箔(20)，所述無漿箔(20)的寬度為lmnT20mm。
4.如權利要求1所述的圓柱形超級電容器，其特徵在於，所述上蓋(4)上設置有一個注 液孔，所述注液孔從上到下依次塞入有密封塞(5)和密封銷釘(3)，所述密封銷釘(3)和上 蓋(4)頂面相密封焊接。
5.如權利要求1所述的圓柱形超級電容器，其特徵在於，所述上蓋(4)底面與所述上集 流體(6)頂面相焊接，所述上蓋(4)的四周邊緣與所述殼體(7)的頂部相密封焊接。
6.如權利要求1至5中任一項所述的圓柱形超級電容器，其特徵在於，所述殼體(7)上 部外側壁上開有一條環形的滾槽(10)，所述滾槽(10)的底面與所述極組(2)頂面相接觸。
全文摘要
本發明公開了一種圓柱形超級電容器，包括有中空的殼體(7)，所述殼體(7)頂部開口設置有上蓋(4)，所述殼體(7)內部設置有極組(2)；所述極組(2)頂面和底面分別與上集流體(6)和下集流體(9)直接焊接，所述下集流體(9)與殼體(7)底部相焊接。本發明公開的一種圓柱形超級電容器，其具有較低的內阻，並且還具有高功率以及低洩漏隱患的特點，可以提高圓柱形超級電容器整體的安全性能，讓用戶長時間安全使用，有利於擴大電容器廠家的市場佔有率，具有重大的生產實踐意義。
文檔編號H01G9/08GK102074360SQ20101059501
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月20日 優先權日2010年12月20日
發明者尹子振, 江斌, 薛龍均, 趙程, 邱慧敏, 馬猛 申請人:天津力神電池股份有限公司