纽扣超级电容器的制作方法

xiaoxiao2020-6-24  4

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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

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