纽扣超级电容器的制作方法

专利名称：纽扣超级电容器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种作为储能器件的超级电容器，尤其是纽扣式超级电容器。
背景技术：
超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态(通常为3V以下)，如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时， 电解液将分解，为非正常状态。由于随着超级电容器放电，正、负极板上的电荷被外电路泄放，电解液的界面上的电荷响应减少。由此可以看出超级电容器的充放电过程始终是物理过程，没有化学反应。因此性能是稳定的，与利用化学反应的蓄电池是不同的。纽扣超级电容器被广泛应用于电动玩具汽车和智能“三表”等消费领域。超级电容作为储能器件，应用于玩具汽车，优势非常明显，它可使汽车体积和重量减轻，充放电寿命延长，成本降(相对于使用Ni-MH或Li-Ion电池)。将超级电容与Motor连接在一起，LED用于显示充电情况。使用时用外部充电器对电容充电，当LED灯足够亮时表示充电结束，玩具车可以与充电器分离，使用时由超级电容对Motor供电，以维持玩具车行驶。在此，超级电容完全取代了电池，并且体现其优势。为缩小体积，方便使用，超级电容器可制作纽扣型，现有纽扣型超级电容器的底壳和上盖一般为铆接式，两者结合处加薄膜或涂胶，影响其结合可靠性及绝缘、密封性能。 另外电芯结构单一，容量和寿命有限。

实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种体积小、容量大、可靠性高、循环寿命长的纽扣超级电容器。本实用新型的技术方案是纽扣超级电容器，包括底壳、上盖和电芯，电芯由正极板、隔膜、负极板组成，其改进之处是所述底壳和上盖冲压铆接成一体，两者结合处有绝缘橡胶圈，所述电芯由正极片-隔膜-负极片依次重叠构成，正极板的正极耳、负极板的负极耳分别与底壳、上盖焊接式连接。进一步的方案是所述电芯由多组圆形正极片-隔膜-负极片依次重叠成圆形电芯；所述电芯由长方形正极片-隔膜-负极片依次重叠后卷绕成方形电芯；所述电芯由长方形正极片-隔膜-负极片依次重叠后交替反向折叠成方形电芯。本实用新型中底壳和上盖冲压铆接成一体，结合处有绝缘橡胶圈，且正、负极耳分别与底壳、上盖相焊接，连接牢、密封好、可靠性高。电芯由圆形或长方形正极片-隔膜-负
3极片依次重叠构成圆形电芯或方形电芯，形成一个或多个电芯组合的结构，具有体积小、容量大、循环寿命长的优点。该纽扣超级电容器密封好，免维护，具有超低串联等效电阻，功率密度是锂离子电池的数十倍，适合大电流放电，一个4. 7F超电容能释放瞬间电流18A以上， 充放电大于50万次，是Li-Ion电池的500倍，Ni-MH和Ni_cd电池的1000倍，并且温度范围宽，为-40°C 70°C，而一般电池为-20°C 60°C。

图1为本实用新型结构示意图；图2为圆形极片和隔膜重叠成圆形电芯示意图；图3为长方形极片和隔膜卷绕成方形电芯示意图；图4为长方形极片和隔膜折叠成方形电芯示意图。
具体实施方式
参见附图，底壳2和上盖6冲压铆接成一体，两者结合处有绝缘橡胶圈1，内腔中放置由正极片3、隔膜5和负极片7构成的电芯以及电解液4，正极片上的正极耳、负极片上的负极耳分别与底壳、上盖焊接或连接，其中例一电芯由多组圆形正极片8-隔膜9-负极片10依次重叠成圆形电芯。例二 电芯由长方形正极片11-隔膜12-负极片13依次重叠后卷绕成方形电芯， 正、负极片外露边分别位于电芯的相对两侧。例三电芯由长方形正极片14-隔膜15-负极片16依次重叠后交替反向折叠成方形电芯。
权利要求1.一种纽扣超级电容器，包括底壳、上盖和电芯，电芯由正极板、隔膜、负极板组成， 其特征是所述底壳和上盖冲压铆接成一体，两者结合处有绝缘橡胶圈，所述电芯由正极片-隔膜-负极片依次重叠构成，正极板的正极耳、负极板的负极耳分别与底壳、上盖焊接式连接。
2.按权利要求1所述纽扣超级电容器，其特征是所述电芯由多组圆形正极片-隔膜-负极片依次重叠成圆形电芯。
3.按权利要求1所述纽扣超级电容器，其特征是所述电芯由长方形正极片-隔膜-负极片依次重叠后卷绕成方形电芯。
4.按权利要求1所述纽扣超级电容器，其特征是所述电芯由长方形正极片-隔膜-负极片依次重叠后交替反向折叠成方形电芯。
专利摘要本实用新型公开了一种纽扣超级电容器，包括底壳、上盖和电芯，电芯由正极板、隔膜、负极板组成，所述底壳和上盖冲压铆接成一体，两者结合处有绝缘橡胶圈，所述正极板的正极耳、负极板的负极耳分别与底壳、上盖焊接式连接。电芯由多组正极片-隔膜-负极片依次重叠成圆形电芯，或依次重叠后卷绕成方形电芯，或依次重叠后交替反向折叠成方形电芯。该电容器用于电动玩具、智能“三表”等作为储能器件，具有密封好、免维护、体积小、容量大、可靠性高、循环寿命长的突出优点。
文档编号A41D13/12GK202262463SQ20092025698
公开日2012年6月6日 申请日期2009年11月9日 优先权日2009年11月9日
发明者佘沛亮, 陈慧, 黎彬兴 申请人:南京双登科技发展研究院有限公司