一種超級電容器的制作方法

本發明涉及電容器領域，特別涉及一種超級電容器。

背景技術：

超級電容器是近年來出現的一種介于傳統電容器和二次電池之間的新型儲能裝置，它在保留傳統電容器功率密度大的特點的同時，具有可達法拉級甚至上萬法拉的靜電容量，因此具有能量密度較高的特點。同時還具有可快速充放電、能量轉換效率高、溫度特性好(-40℃∽70℃)、循環使用壽命長和綠色環保等優點，因而其技術已受到世界各國的普遍重現，可廣泛應用于風力發電、太陽能發電、數碼、汽車、醫療、衛生、電力電子、通訊、能源、軍用等領域。

伴隨著國家新能源的推廣，超級電容器的發展非常迅速。但是隨著技術的發展，其性價比及容量體積比越來越受到重視。目前傳統超級電容器價格較高，體積較大，生產工藝較為復雜，還需要特制各種非標元件，制作周期長，生產效率較慢，這些不利因素制約著超級電容器的發展進程。

傳統超級電容正負極端蓋和極片的連接體由非標自制的異形組件組成，通過激光焊接，使電容體剛性連接。特制非標連接件在生產過程勢必增加其生產工藝的復雜性，增加大量的生產成本和生產周期，而剛性連接在裝配過程中，由于裝壓，扣壓等過程壓不到位或者過度壓緊，導致接觸不良增加超級電容器內阻，甚至會有造成產品發生斷路或者短路的現象。剛性焊接體其耐震動性能弱，在具有震動的環境中，容易使焊接面疲勞損傷，導致脫焊從而使超級電容器內阻增加甚至發生斷路。

綜上所述，如何提供一種質量好、體積小、性價比高、容量體積比大、生產工藝簡單、生產效率高的超級電容器，成了本領域技術人員亟需解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：提供一種質量好、體積小、性價比高、容量體積比大、生產工藝簡單、生產效率高的超級電容器。

本發明的解決方案是這樣實現的：本發明提出一種超級電容器，包括殼體，所述殼體內設有通過卷繞而成的極片，所述極片的兩端分別設有正極端蓋和負極端蓋，所述正極端蓋與極片之間還設有連通正極端蓋與極片的可伸縮的正極連接片，所述負極端蓋與極片之間還設有連通負極端蓋與極片的可伸縮的負極連接片。此結構的超級電容器，由于在極片的兩端設置可伸縮的正極連接片和負極連接片，改變了傳統超級電容器極片與正、負端蓋通過剛性連接的連接方式，使得超級電容器的抗震效果及整體質量更好，體積也更小、生產效率以及性價比均可得到有效提高。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，所述正極連接片為帶有折彎部的第一彈性連接片，正極連接片的兩端分別與正極端蓋和極片固定連接；所述負極連接片為帶有至少一道折彎部的第二彈性連接片，負極連接片的兩端分別與正極端蓋和極片固定連接。上述設置方式，使連接片具有一定彈性和撓度，使超級電容器端蓋和極片連接牢固，并抗震動，增加其穩定性。并且在價格低廉的基礎上保證其接觸面，減少內阻的增加量。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，所述極片由分別與正極端蓋連接的正極片，以及與負極端蓋連接的負極片卷繞而成，所述正極片和負極片通過隔膜隔開。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，所述正極連接片與正極端蓋和極片之間的連接均為激光焊接，所述負極連接片與負極端蓋和極片之間的連接均為激光焊接。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，所述殼體內腔還設有至少一個密封槽，所述負極端蓋與所述極片之間還設有一個或多個密封圈，所述密封圈置于所述密封槽內。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，所述負極端蓋的外緣與所述殼體內腔之間還設有用于防止所述負極端蓋與殼體接觸的絕緣圈。此設置方式，通過在負極端蓋與殼體之間設置絕緣圈，可防止超級電容器的正極和負極短路，從而避免安全隱患。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，所述正極端蓋上還設有注液孔，電解液可從注液孔注入至所述殼體內。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，所述注液孔內還設有鋁塞，所述鋁塞與所述注液孔內壁焊接。此設置方式，通過在注液孔內設置鋁塞，可有效防止電解液泄漏。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，所述注液孔上還設有橡膠塞，所述橡膠塞蓋設于所述注液孔上，并與所述注液孔內壁過盈配合。此設置方式，在注液孔內設置鋁塞和橡膠塞，實現對注液孔的雙重密封，具有密封效果更好的優點。

本發明的另一技術方案在于在上述基礎之上，所述正極端蓋與所述殼體的連接為焊接，所述負極端蓋與所述殼體的連接為卡接；所述正極端蓋上還設有防爆槽。此設置方式，當殼體內壓達到一定值，壓力作用于正極端蓋的內壁上，防爆槽作為應力集中點，受力面優先從彈性變形轉化為塑性變形，槽體產生不可逆位移，當超過彈性模量和泊松比所確定的破壞伸張率時，就會產生延性破壞，也就是防爆槽爆開，有效的防止超級電容器周圍的相關元器件的損壞，減少維修的成本，節約資源。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。

圖1為本發明一種超級電容器的剖視示意圖；

圖2為圖1中極片的結構示意圖；

圖3為圖1中正極端蓋的剖視示意圖。

附圖標記對應關系為：

1橡膠塞 2正極端蓋 3正極連接片

4殼體 5極片 6負極連接片

7密封圈 8絕緣圈 9負極端蓋

10鋁塞

21防爆槽 22注液孔

51正極片 52隔膜 53負極片

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應對本發明的保護范圍有任何的限制作用。此外，本領域技術人員根據本文件的描述，可以對本文件中實施例中以及不同實施例中的特征進行相應組合。

本發明實施例如下，請參見圖1至圖3所示的超級電容器及其部件，超級電容器具體包括殼體4，殼體4內設有極片5，極片5通過卷繞而成，極片5的左右兩端分別設有正極端蓋2和負極端蓋9，正極端蓋2及極片5之間還設有用于連通正極端蓋2與極片5的正極連接片3，同理，負極端蓋9與極片5之間設有用于連通負極端蓋9與極片5的負極連接片6，并且，正極連接片3和負極連接片6均為可伸縮的連接片，均可在預定范圍內被壓縮和拉伸。此結構的超級電容器，由于在極片5的兩端設置可伸縮的正極連接片3和負極連接片6，改變了傳統超級電容器極片5與正、負端蓋通過剛性連接的連接方式，使得超級電容器的抗震效果及整體質量更好，體積也更小、生產效率以及性價比均可得到有效提高。

在上述實施例的基礎上，本發明另一實施例中，如圖1所示，正極連接片3為第一彈性連接片，第一彈性連接片為帶有折彎部的彎曲狀，第一彈性連接片的兩端分別與正極端蓋2和極片5固定連接，并優選為焊接。負極連接片6為第二彈性連接片，第二彈性連接片為帶有一道或多道折彎部的彎曲狀，第二彈性連接片的兩端分別與負極端蓋9和極片5固定連接，并優選為焊接。需要說明的是，上述折彎部無特定形狀，可通過手工直接折彎而成，只需具有一定的彈性和撓度即可，有效提高了超級電容器端蓋和極片連接的牢固性，并抵抗振動，增加其穩定性，在價格低廉的基礎上保證其接觸面，減少超級電容器內阻的增加量。正極連接片3的兩端與極片5和正極端蓋2、負極連接片6的兩端與極片5和負極端蓋9的連接均為撓性連接，通過折彎技術，用夾具將正、負極連接片6兩端固定在端蓋和極片5上，并焊接牢固，之后測試電阻，確認其內阻和焊接強度后，進行初折彎，折彎程度控制好后，與殼體4進行裝配。殼體4壓扣過程中，會增加正、負極連接片6的彈性形變，彈性形變會使正、負極連接片6對兩端產生一定的回復力，回復力會使正、負極連接片6兩端緊緊貼合在所連接的兩個面上，從而減少了焊接面所受的應力。而在震動的環境中，回復力會根據震動面產生的力的大小來增強或減緩其強度，分解了焊接面受到的反復力，增加焊接面的抗疲勞強度。上述設置方式，使連接片具有一定彈性和撓度，使超級電容器端蓋和極片5連接牢固，并抗震動，增加其穩定性。并且在價格低廉的基礎上保證其接觸面，減少內阻的增加量。

在上述實施例的基礎上，本發明另一實施例中，極片5由正極片51和負極片53卷繞而成，正極片51和負極片53通過隔膜52隔開，正極片51與正極端蓋2電連接，負極片53則與負極端蓋9電連接。

在上述實施例的基礎上，本發明另一實施例中，對于正極連接片3兩端與正極端蓋2和極片5之間的連接，優選為激光焊接，同樣，負極連接片6的兩端與負極端蓋9和極片5之間的連接，也優選為激光焊接。

在上述實施例的基礎上，本發明另一實施例中，如圖1所示，負極端蓋9與極片5之間還設有密封圈7，具體地，密封圈7的數量可以為一個或多個，密封圈7為O型密封圈，其外緣與殼體4的內側接觸，并在負極端蓋9的作用下，其兩側分別抵持于極片5與負極端蓋9之間，起到密封防漏作用。

在上述實施例的基礎上，本發明另一實施例中，如圖1所示，負極端蓋9與殼體4之間還設有用于防止所述負極端蓋9與殼體4接觸的的絕緣圈8，具體地，絕緣圈8設置于負極端蓋9的外緣與殼體4內腔之間。此設置方式，通過在負極端蓋9與殼體4之間設置絕緣圈8，可防止超級電容器的正極和負極短路，從而避免安全隱患。

在上述實施例的基礎上，本發明另一實施例中，如圖1所示，正極端蓋2上還設有注液孔22，注液孔22位于正極端蓋2的正中，并向外側突出，電解液可從注液孔22注入至殼體4內。

在上述實施例的基礎上，本發明另一實施例中，如圖1所示，當電解液注入完成后，為防止電解液泄漏，會在注液孔22內設置鋁塞10，鋁塞10完全置于注液孔22內，并使其下底面與注液孔22的下底面平齊，之后通過焊接方式把鋁塞10焊接于注液孔22的內壁上，需要說明的是，焊接優選為電子束焊接。此設置方式，通過在注液孔22內設置鋁塞10，可有效防止電解液泄漏。

在上述實施例的基礎上，本發明另一實施例中，如圖1所示，除鋁塞10 外，注液孔22上還設有橡膠塞1，橡膠塞1蓋設于注液孔22上，且其部分與注液孔22的內壁過盈配合，實現對注液孔22的密封。此設置方式，在注液孔22內設置鋁塞10和橡膠塞1，實現對注液孔22的雙重密封，具有密封效果更好的優點。

在上述實施例的基礎上，本發明另一實施例中，如圖1所示，正極端蓋2與殼體4之間的連接為焊接，正極端蓋2旋轉到預定位置后，直接進行焊接。負極端蓋9與殼體4之間的連接為卡接，卡接方式可多種多樣，在此不作具體限定。此外，正極端蓋2上還設有起防爆作用的防爆槽21，防爆槽21置于橡膠塞1的一側，結構形式為內平外凹，內平外凹的結構使其應力集中在凹面的最薄面處內側，當殼體4內壓達到一定值，壓力作用于正極端蓋2的內壁上，防爆槽21作為應力集中點，受力面優先從彈性變形轉化為塑性變形，防爆槽21產生不可逆位移，當超過彈性模量和泊松比所確定的破壞伸張率時，就會產生延性破壞，也就是防爆槽21爆開，有效的防止超級電容器周圍的相關元器件的損壞，減少維修的成本，節約資源。

對于殼體4，可由市場上的標準化管材制作，裝入極片5及連接片后，通過夾具固定，并加工出放置密封圈7的密封槽和壓扣好帶有絕緣圈8的負極端蓋9，與現有超級電容器所用的殼體4相比，加工更為容易，可有效降低殼體4的生產費用，有效縮短其制作周期。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于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范圍。