一種圓柱形大容量超級電容器單體結構的製作方法
2024-01-28 14:51:15 1
專利名稱：一種圓柱形大容量超級電容器單體結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及超級電容器技術領域，尤其是涉及一種圓柱形大容量超級電容器單體結構。
背景技術：
超級電容器是一種具有高比功率、長壽命的新型儲能器件，在包括電動汽車、新能源(風能、太陽能)、智能電網等國家戰略性新興產業具有廣泛的市場需求。目前的生產技術以疊片型和小容量卷繞型超級電容器為主，35(T5000F的大容量超級電容器在生產過程中仍存在加工工藝繁瑣、壽命短、可靠性差等缺點，特別是在高壓充電過程和高溫環境中，由於熱蒸發、化學反應和電化學反應等，會產生氣體。所產生的氣體被限制在電容器封裝中，受限制的氣體會引起電容的內部壓力過大，可能造成使用過程中封裝破裂，甚至爆炸，給使用者帶來安全隱患。
發明內容
為解決現有技術存在的缺陷，本發明提供一種使用安全、加工方便的圓柱形大容量超級電容器，其包括外殼、上蓋、上集流體、卷芯和下集流體，所述卷芯的上端面和下端面均為空白鋁箔，所述上端面和下端面分別與所述上集流體、所述下集流體連接；所述下集流體設置在所述外殼的底部並與之連接；所述上集流體以插入方式置於所述上蓋，所述上蓋與所述外殼連接，並設有注液口及其密封裝置；所述外殼上還設有平面型防爆閥。進一步，還可採用以下優選的技術方案
所述上端面與所述上集流體、所述下端面與所述下集流體分別採用雷射焊接的方式連接；所述下集流體採用感應加熱的方式放入所述外殼底部，並與所述外殼的底部採用超聲波焊接的方式連接；所述上集流體以插入方式放入所述上蓋中。所述上集流體直接穿過所述上蓋作為極柱使用。所述外殼與所述上蓋之間採用雷射焊接的方式密封連接；上集流體與上蓋採用隔離圈隔離，並通過密封圈密封，還採用C型扣環固定。所述注液口密封裝置是鋁塞及套設在所述鋁塞上的密封圈。所述鋁塞的頂部與所述注液口的上沿還採用雷射焊接的方式密封連接。所述密封圈材質為天然橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯中的任一種。所述的防爆閥寬度為IOmm 20mm、長度為IOmm 20mm、深度為0. Imm 0. 9mm。所述防爆閥與所述外殼下端面的距離為> 1/8外殼高度。所述平面型防爆閥由銑刀在殼體上加工而成，加工過程包括
a.用夾具夾持所述外殼體；
b.保持銑刀與外殼外圓相切，移動所述外殼並在所述外殼上加工出防爆閥。本發明的有益效果是通過在外殼上設置平面型防爆閥，當內部壓力過大時，起到洩壓作用，避免產品爆炸， 保證安全。另外，加工方便，生產成本低。再者，在注液口採用由鋁塞及套設在其上的密封圈構成的密封裝置，既保證了密封效果又方便注液後的密封。另外，將防爆閥與所述外殼下端面的距離設為> 1/8外殼高度處，可避免後加工工藝造成防爆閥破裂。上集流體直接穿過所述上蓋作為極柱使用，其好處是可以消除上集流體與蓋子之間連接的電阻。因傳統的技術是上集流體與蓋子焊接後，蓋子作為極柱，而本發明上集流體直接作為極柱。
圖1是超級電容器剖面結構示意圖。圖2是注液口及其密封裝置的局部放大圖。圖3是圖1的平面型防爆閥所處部位的局部放大圖。圖4是在外殼4上加工平面型防爆閥11的加工系統模塊圖。
具體實施例方式以下結合實施例並對照附圖對本發明作進一步詳細的說明。如圖1所示，是一個優選實施例的超級電容器剖面結構示意圖。該圓柱形大容量超級電容器包括外殼4、上蓋5、上集流體2、卷芯1和下集流體3，所述卷芯1的上端面和下端面均為空白鋁箔，所述上端面和下端面分別與所述上集流體2、所述下集流體3連接。所述下集流體3設置在所述外殼4的底部並與之連接。所述上集流體2置於所述上蓋5中並與之連接，在該優選的實施例中，所述上集流體2採用插入方式放入所述上蓋5中，並直接穿過所述上蓋5作為極柱使用。所述上集流體2與上蓋5之間採用隔離圈7隔離，並通過密封圈6密封，還採用C型扣環12固定。所述外殼4與所述上蓋5之間採用雷射焊接的方式密封連接。所述上蓋5密封連接在所述外殼4的頂部並設有注液口 8及其密封裝置。所述外殼4上還設有平面型防爆閥11，該平面型防爆閥形狀示意圖如圖3所示。所述密封裝置由鋁塞9及套設在所述鋁塞9上的密封圈10構成，如圖2所示。由鋁塞9及套設在所述鋁塞9上的密封圈10構成密封裝置，既方便生產製造，又方便安裝使用，安裝時，只需將密封圈10套設在所述鋁塞9上並自注液口 8壓入即可。為有更好的密封效果，所述鋁塞9的頂部與所述注液口 8的上沿還可採用雷射焊接的方式密封連接。所述上端面與所述上集流體2、所述下端面與所述下集流體3分別優選採用雷射焊接的方式連接；所述下集流體3優選採用感應加熱的方式放入所述外殼4底部，並與所述外殼4的底部採用超聲波焊接的方式連接。所述外殼4、上集流體2、下集流體3和鋁塞9分別選自鋁合金，優選可採用10、30 或60系列的鋁合金。所述密封圈6、10材質優選使用丁基橡膠，本領域技術人員可知，也可採用天然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、聚四氟乙烯、聚丙烯或聚乙烯等，均可實現同樣的技術效果。本實施例中，所述平面型防爆閥11的長X寬X高是15mmX15mmX0. 5mm，但一般而言，平面型防爆閥11的寬度可在IOmm 20mm範圍內選擇使用，長度可在IOmm 20mm 範圍內選擇使用，深度可在0. ImnTO. 9mm範圍內選擇使用，均可實現其防爆功能。所述平面型防爆閥11與所述外殼4下端面的距離為> 1/8外殼高度，以避免後加工工藝造成防爆閥破裂。以上尺寸可根據超級電容器的型號及實際情況進行調整，以保證適當壓力下爆破的效果。需要說明的是，這裡僅是舉例說明，而非進行限制。此處提供本發明實施加工的詳細描述，但是應該理解本發明是可以由各種形式體現。因此，此處公開的具體細節不應該理解成限制，而是應該理解成應該指導本領域技術人員如何在實質上任何詳細的系統、結構、或方式中利用本發明的代表性原則。首先，所述平面型防爆閥11由銑刀在外殼4上加工而成，加工過程包括將超級電容器外殼4裝夾在定位夾具上，外殼4由殼體外弧面和底部圓柱型極柱定位，殼體定位好後由一氣動元件控制夾具將殼體鎖緊。將殼體鎖緊後啟動電源，電源帶動銑床動作；電源亦通過逆變器帶動一直流電動機動作，直流電動機通過一鏈條傳動驅動定位夾具運動。當定位夾具和殼體移動至銑床銑刀處，銑刀在殼體上加工出一道平面型防爆閥11。其中，所使用的銑床還包含一急停裝置，當發生意外情況時，銑刀立即停止動作，以避免傷害。該平面型防爆閥11可通過此簡單的方式進行加工，加工效率高且可保證其必要時破裂的效果。本發明實施加工簡單，容易控制，適合生產製造加工。在外殼4上加工平面型防爆閥11的加工系統模塊圖如圖4所示，包括銑床，用於夾持和定位外殼4的定位夾具，和為定位夾具提供動力的電動機，該電動機通過逆變器連接於電源模塊，該電源模塊同時為銑床提供電力。另外，所述銑床還包括一急停裝置，當發生意外情況時，可控制銑刀立即停止動作，避免造成傷害。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下做出若干替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種圓柱形大容量超級電容器單體結構，其特徵在於包括外殼、上蓋、上集流體、 卷芯和下集流體，所述卷芯的上端面和下端面均為空白鋁箔，所述上端面和下端面分別與所述上集流體、所述下集流體連接；所述下集流體設置在所述外殼的底部並與之連接；所述上集流體以插入方式置於所述上蓋中，所述上蓋與所述外殼連接，並設有注液口及其密封裝置；所述外殼上還設有平面型防爆閥。
2.如權利要求1所述的圓柱形大容量超級電容器單體結構，其特徵在於所述上端面與所述上集流體、所述下端面與所述下集流體分別採用雷射焊接的方式連接；所述下集流體採用感應加熱的方式放入所述外殼底部，並與所述外殼的底部採用超聲波焊接的方式連接。
3.如權利要求1所述的圓柱形大容量超級電容器單體結構，其特徵在於所述上集流體一端直接穿過所述上蓋並作為極柱使用。
4.如權利要求3所述的圓柱形大容量超級電容器單體結構，其特徵在於所述外殼與所述上蓋之間採用雷射焊接的方式密封連接；所述上集流體與上蓋之間採用隔離圈隔離， 並通過密封圈密封，還採用C型扣環固定。
5.如權利要求1所述的圓柱形大容量超級電容器單體結構，其特徵在於所述注液口密封裝置是鋁塞及套設在所述鋁塞上的密封圈。
6.如權利要求5所述的圓柱形大容量超級電容器單體結構，其特徵在於所述鋁塞的頂部與所述注液口的上沿還採用雷射焊接的方式密封連接。
7.如權利要求4或5所述的圓柱形大容量超級電容器單體結構，其特徵在於所述密封圈材質為天然橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯中的任一種。
8.如權利要求1所述的圓柱形大容量超級電容器單體結構，其特徵在於所述的平面型防爆閥寬度為IOmm 20mm、長度為IOmm 20mm、深度為0. Imm 0. 9mm。
9.如權利要求1所述的圓柱形大容量超級電容器單體結構，其特徵在於所述平面型防爆閥與所述外殼下端面的距離為> 1/8外殼高度。
10.如權利要求1所述的圓柱形大容量超級電容器單體結構，其特徵在於所述平面型防爆閥由銑刀在殼體上加工而成，加工過程包括a.用夾具夾持所述外殼體；b.保持銑刀與外殼外圓相切，移動所述外殼並在所述外殼上加工出平面型防爆閥。
全文摘要
本發明涉及超級電容器，提供了一種使用安全、加工方便的圓柱形大容量超級電容器單體結構，其包括外殼、上蓋、上集流體、卷芯和下集流體，所述卷芯的上端面和下端面均為空白鋁箔，所述上端面和下端面分別與所述上集流體、所述下集流體連接；所述下集流體設置在所述外殼的底部並與之連接；所述上集流體以插入方式置於所述上蓋中，所述上蓋與所述外殼連接；所述上蓋設有注液口及其密封裝置；所述外殼上還設有平面型防爆閥。通過在外殼上設置平面型防爆閥，既可有效的保證用戶的安全，又方便產品的加工製造。另外，在注液口採用由鋁塞及套設在其上的密封圈構成的密封裝置，既保證了密封效果又方便注液後的密封。
文檔編號H01G9/08GK102568862SQ20111040863
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者倪傑, 吳永禮, 吳秋菊, 李兵 申請人:深圳市今朝時代新能源技術有限公司