專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電化學(xué)超級(jí)電容器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電容器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電化學(xué)超級(jí)電容器及其制造方法。
背景技術(shù)：
電化學(xué)超級(jí)電容器是一種新型儲(chǔ)能裝置，集高能量密度、高功率密度、長(zhǎng)壽命等特 性于一身，此外它還具有免維護(hù)、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，是一種兼?zhèn)潆娙莺碗姵靥匦缘男滦碗娮?元件。與普通電容器和電池相比較，電化學(xué)超級(jí)電容器具有體積小、容量大、充電速度快、循 環(huán)壽命長(zhǎng)、放電功率高、工作溫度寬(-40°C 85°C )、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，在能源、通訊、數(shù)碼、 電子、醫(yī)療、衛(wèi)生、網(wǎng)絡(luò)、汽車(chē)等領(lǐng)域都有十分廣泛的應(yīng)用前景。 目前電化學(xué)超級(jí)電容器的組裝工藝以疊片法為主，先疊片形成小的單體，再將單 體串并聯(lián)，然后封裝形成一個(gè)具有大容量的單體。由于疊片法采用連續(xù)涂布法，在其后的工 序中，需要根據(jù)疊片工藝對(duì)電極尺寸的要求清洗集流體表面的活性物質(zhì)，得到焊接區(qū)以便 引出極耳，這樣就增加了工藝的復(fù)雜程度，同時(shí)由于疊片工藝操作復(fù)雜，工藝一致性差，因 此大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)制造的電化學(xué)超級(jí)電容器單體一致性差，能量密度低，而且生產(chǎn)效率低 下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電化學(xué)超級(jí)電容器，本發(fā)明的目的還在于提供一種電 化學(xué)超級(jí)電容器的制造方法。 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種電化學(xué)超級(jí)電容器，包括電 極巻芯及外殼，電極巻芯插裝在外殼內(nèi)，所述的電極巻芯由巻繞成巻狀的帶狀巻材構(gòu)成，該 帶狀巻材由第一極片、外隔膜、第二極片、內(nèi)隔膜由外向內(nèi)依次疊置而成，所述外隔膜包括 聚丙烯無(wú)紡布層和粘附在其表面的聚乙烯接枝膜層，所述的內(nèi)隔膜為聚丙烯多孔薄膜，所 述的第一、第二極片的一橫向旁側(cè)一體設(shè)有縱向延伸的極耳，所述第一、第二極片的極耳相 對(duì)設(shè)置于巻芯的兩端。 所述第一、第二極片均包括鋁箔基體及涂覆于鋁箔基體部分表面上的涂炭層，所 述極耳為鋁箔基體一側(cè)的橫向旁側(cè)部分，所述涂炭層縱向延伸于鋁箔基體另一側(cè)的橫向旁 側(cè)并與極耳相鄰設(shè)置。 —種電化學(xué)超級(jí)電容器的制造方法，所述的制造方法包括以下步驟 (1)將第一極片、外隔膜、第二極片、內(nèi)隔膜由外向內(nèi)依次疊置，所述第一、第二極
片的一橫向旁側(cè)一體設(shè)有縱向延伸的極耳，第一、第二極片的極耳相對(duì)設(shè)置于電極巻芯的
兩端，之后巻繞制成兩端帶有伸出極耳的電化學(xué)超級(jí)電容器電極巻芯； (2)將電極巻芯兩端伸出的極耳壓實(shí)，并在壓實(shí)的極耳上分別固連墊塊，之后將電 極巻芯及墊塊冷卻到-65 _551:，插裝入外殼中，插裝時(shí)外殼溫度保持100 120°C ;
(3)在露出外殼的一個(gè)墊塊上套設(shè)一絕緣墊圈，之后與端蓋下部配合連接，端蓋下 部套設(shè)有一密封圈，端蓋上部套設(shè)有一絕緣墊圈；
(4)在墊塊和端蓋之間的空隙所對(duì)應(yīng)的外殼部分設(shè)一滾槽，滾槽內(nèi)壁壓緊端蓋上 套設(shè)的密封圈和絕緣墊圈，同時(shí)壓緊墊塊上套設(shè)的絕緣墊圈，之后封裝，得到電化學(xué)超級(jí)電 容器。 其中外隔膜由聚丙烯無(wú)紡布層和聚乙烯接枝膜層通過(guò)粘接劑復(fù)合而成，內(nèi)隔膜為 聚丙烯多孔薄膜。 本發(fā)明提供的電化學(xué)超級(jí)電容器的電極巻芯的內(nèi)隔膜選用聚丙烯多孔薄膜，外隔 膜由聚丙烯無(wú)紡布層和聚乙烯接枝膜層通過(guò)粘接劑復(fù)合而成，這樣既保證了隔膜的離子通 透性、液體吸附性，同時(shí)還提高了隔膜的耐腐蝕性和導(dǎo)電性，且具有較高的抗拉強(qiáng)度及較低 的電阻。另外，由于極片的一橫向旁側(cè)一體設(shè)有縱向延伸的極耳，因此在超級(jí)電容器充、放 電時(shí)，強(qiáng)大的電流隨時(shí)可以通過(guò)極片傳輸?shù)綐O耳，電阻很小，所以不會(huì)產(chǎn)生較高的溫升，因 此在大功率、大電流狀態(tài)下連續(xù)工作時(shí)，超級(jí)電容器不會(huì)產(chǎn)生高的發(fā)熱現(xiàn)象，從而提高了超 級(jí)電容器的安全性和穩(wěn)定性，有效地延長(zhǎng)了超級(jí)電容器的使用壽命。 本發(fā)明提供的制造方法將電極巻芯兩端壓實(shí)的極耳與墊塊焊接或鉚接，可以降低 電化學(xué)超級(jí)電容器的接觸電阻；電極巻芯與外殼進(jìn)行裝配時(shí)，采用冷熱混裝工藝，即電極巻 芯用液氮冷卻到_601:左右，外殼則加熱到100 12(TC，這樣可確保外殼與電極巻芯裝配 時(shí)定位準(zhǔn)確；在端蓋與端蓋配合連接的墊塊之間的空隙所對(duì)應(yīng)的外殼部分設(shè)置滾槽，滾槽 內(nèi)壁壓緊端蓋上套設(shè)的密封圈和絕緣墊圈，同時(shí)壓緊墊塊上套設(shè)的絕緣墊圈，這樣既能保 證電化學(xué)超級(jí)電容器的有效密封，又保證了正負(fù)極的有效絕緣。 端蓋為電化學(xué)超級(jí)電容器一極的引出端，端蓋與固連在電極巻芯極耳上的墊塊中 的一個(gè)墊塊配合連接，端蓋上設(shè)有注液孔；外殼為電化學(xué)超級(jí)電容器另一極的引出端，外殼
與另一固連在電極巻芯極耳上的墊塊配合連接。端蓋和外殼裸露出電化學(xué)超級(jí)電容器的部 分可以加工成接線(xiàn)柱、螺紋等，以滿(mǎn)足實(shí)際需要。 本發(fā)明提供的電化學(xué)超級(jí)電容器的制造方法簡(jiǎn)單、方便，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，用 該方法制造的電化學(xué)超級(jí)電容器內(nèi)阻小，絕緣性能好，安全性和穩(wěn)定性高，適于大功率、大 電流狀態(tài)下連續(xù)工作時(shí)，使用壽命長(zhǎng)。


圖1為本發(fā)明提供的電化學(xué)超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明提供的電化學(xué)超級(jí)電容器的電極巻芯展開(kāi)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供的電化學(xué)超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括電極巻芯10和外殼9，電 極巻芯10插裝在外殼9內(nèi)，外殼9為電化學(xué)超級(jí)電容器的一個(gè)電極引出端。電極巻芯10展 開(kāi)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，第一極片1、外隔膜2、第二極片3、內(nèi)隔膜4由外向內(nèi)依次疊 置，構(gòu)成待巻繞的帶狀巻材，巻繞成巻狀后即為超級(jí)電容器的電極巻芯10。外隔膜2包括聚 丙烯無(wú)紡布層和粘附在其表面的聚乙烯接枝膜層，內(nèi)隔膜4為聚丙烯多孔薄膜，第一極片1 的一橫向旁側(cè)一體設(shè)有縱向延伸的極耳5，第二極片3的一橫向旁側(cè)一體設(shè)有縱向延伸的 極耳6，極耳5和極耳6相對(duì)設(shè)置于巻芯的兩端。第一極片1的陰影部分為涂炭層7，第二 極片3的陰影部分為涂炭層8。在加工極片時(shí)，選擇大小合適的鋁箔，在涂炭層部分涂上炭層，未涂炭層的部分即為極耳，加工方便。
電化學(xué)超級(jí)電容器的制造方法，包括以下步驟 (1)將第一極片1、外隔膜2、第二極片3、內(nèi)隔膜4由外向內(nèi)依次疊置，巻繞制成電
化學(xué)超級(jí)電容器電極巻芯，電極巻芯的兩端分別有伸出的極耳5和極耳6 ; (2)將極耳5和極耳6壓實(shí)，并在壓實(shí)的極耳上分別固連墊塊，之后將電極巻芯及
墊塊用液氮冷卻到-e(rc左右，插裝入外殼9中，插裝時(shí)外殼溫度保持ll(TC左右； (3)在露出外殼的一個(gè)墊塊上套設(shè)一絕緣墊圈，之后與端蓋下部配合連接，端蓋下 部套設(shè)有一密封圈，端蓋上部套設(shè)有一絕緣墊圈； (4)在墊塊和端蓋之間的空隙所對(duì)應(yīng)的外殼部分設(shè)一滾槽，滾槽內(nèi)壁壓緊端蓋上 套設(shè)的密封圈和絕緣墊圈，同時(shí)壓緊墊塊上套設(shè)的絕緣墊圈，之后封裝，得到電化學(xué)超級(jí)電 容器。
權(quán)利要求
一種電化學(xué)超級(jí)電容器，包括電極卷芯及外殼，電極卷芯插裝在外殼內(nèi)，其特征在于，所述的電極卷芯由卷繞成卷狀的帶狀卷材構(gòu)成，該帶狀卷材由第一極片、外隔膜、第二極片、內(nèi)隔膜由外向內(nèi)依次疊置而成，所述外隔膜包括聚丙烯無(wú)紡布層和粘附在其表面的聚乙烯接枝膜層，所述的內(nèi)隔膜為聚丙烯多孔薄膜，所述的第一、第二極片的一橫向旁側(cè)一體設(shè)有縱向延伸的極耳，所述第一、第二極片的極耳相對(duì)設(shè)置于卷芯的兩端
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)超級(jí)電容器，其特征在于，所述第一、第二極片均包括 鋁箔基體及涂覆于鋁箔基體部分表面上的涂炭層，所述極耳為鋁箔基體一側(cè)的橫向旁側(cè)部 分，所述涂炭層縱向延伸于鋁箔基體另一側(cè)的橫向旁側(cè)并與極耳相鄰設(shè)置。
3. —種權(quán)利要求1或2所述的電化學(xué)超級(jí)電容器的制造方法，其特征在于，所述的制造 方法包括以下步驟(1) 將第一極片、外隔膜、第二極片、內(nèi)隔膜由外向內(nèi)依次疊置，所述第一、第二極片的 一橫向旁側(cè)一體設(shè)有縱向延伸的極耳，第一、第二極片的極耳相對(duì)設(shè)置于電極巻芯的兩端， 之后巻繞制成兩端帶有伸出極耳的電化學(xué)超級(jí)電容器電極巻芯；(2) 將電極巻芯兩端伸出的極耳壓實(shí)，并在壓實(shí)的極耳上分別固連墊塊，之后將電極巻 芯及墊塊冷卻到65 55t:，插裝入外殼中，插裝時(shí)外殼溫度保持100 120°C ;(3) 在露出外殼的一個(gè)墊塊上套設(shè)一絕緣墊圈，之后與端蓋下部配合連接，端蓋下部套 設(shè)有一密封圈，端蓋上部套設(shè)有一絕緣墊圈；(4) 在墊塊和端蓋之間的空隙所對(duì)應(yīng)的外殼部分設(shè)一滾槽，滾槽內(nèi)壁壓緊端蓋上套設(shè) 的密封圈和絕緣墊圈，同時(shí)壓緊墊塊上套設(shè)的絕緣墊圈，之后封裝，得到電化學(xué)超級(jí)電容 器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)超級(jí)電容器的制造方法，其特征在于，外隔膜由聚丙 烯無(wú)紡布層和聚乙烯接枝膜層通過(guò)粘接劑復(fù)合而成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)超級(jí)電容器的制造方法，其特征在于，內(nèi)隔膜為聚丙 烯多孔薄膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)超級(jí)電容器的制造方法，其特征在于，壓實(shí)的極耳通 過(guò)焊接或鉚接與墊塊固連。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)超級(jí)電容器的制造方法，其特征在于，所述的端蓋上 設(shè)有注液孔。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電化學(xué)超級(jí)電容器及其制造方法，該超級(jí)電容器的制造方法為(1)第一極片、外隔膜、第二極片、內(nèi)隔膜由外向內(nèi)依次疊置，卷繞制成電極卷芯，電極卷芯的兩端具有伸出的極耳；(2)將電極卷芯兩端的極耳壓實(shí)，壓實(shí)的極耳分別與墊塊固連，之后采用冷熱混裝方式與外殼裝配；(3)在墊塊上套設(shè)一絕緣墊圈，之后與端蓋下部配合連接，端蓋下部套設(shè)一密封圈，端蓋上部套設(shè)一絕緣墊圈；(4)在墊塊和端蓋之間的空隙所對(duì)應(yīng)的外殼部分設(shè)滾槽，滾槽內(nèi)壁壓緊密封圈和絕緣墊圈，之后封裝制得電化學(xué)超級(jí)電容器。本發(fā)明提供的制造方法簡(jiǎn)單，適合工業(yè)生產(chǎn)，用該方法制造的電化學(xué)超級(jí)電容器內(nèi)阻小，絕緣性能好，不易發(fā)熱，適于大功率應(yīng)用。
文檔編號(hào)H01G9/08GK101714467SQ200910309939
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者孫貫英, 庫(kù)敬軒, 李遠(yuǎn)鋒, 潘登云, 王鵬, 甘泉, 袁召, 黃偉 申請(qǐng)人:凱邁嘉華(洛陽(yáng))新能源有限公司