超電容的組裝架構及制造方法
【專利說明】超電容的組裝架構及制造方法
[0001]本申請是申請人于2012年4月27日提交的申請號為201210128593.0的發明名稱為“超電容的組裝架構及制造方法”的發明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發明有關于一種超電容的組裝架構及制造方法，其將電極基板配置成極性串聯或并聯的超電容。
【背景技術】
[0003]電池是將一定形式能量不經由機械轉換過程而直接轉換為電能的電源裝置。超電容是儲存電荷的電子元件。一般而言，電池的儲存能量高但輸出功率低，而超電容卻有高輸出功率的優點。
[0004]超電容具有高功率、高能量及小尺寸的能源儲存器。超電容最初為美國太空總署應用于太空衛星的產品，之后廣泛地應用于無線通訊手機、電動汽機車、手持式電動工具、不斷電系統及3C電器產品等。
[0005]習知超電容的制造方式系以垂直式堆迭數個電極基板，若超電容所堆迭的電極基板的數量越多，則超電容的輸出電壓越高，然而該超電容的高度及等效串聯電阻亦會增加。隨著科技產品的日新月異，輕薄短小已是產品重要的訴求，若超電容的高度太高，則會影響產品的小型化。若超電容的等效串聯電阻的增加，則會使超電容的輸出電流減少。
【發明內容】
[0006]本發明提供一種超電容的組裝架構及制造方法，將電極基板以水平配置而組成極性串聯的超電容，使超電容的高度減少，可達到產品小型化的目的；并將電極基板以垂直配置而組成極性并聯的超電容，使超電容的等效串聯電阻減少，可使超電容的輸出電流增加。
[0007]本發明提供第一種超電容的組裝架構，該超電容包含:
[0008]一第一電極基板，其一表面涂布有一活性物質；
[0009]一第二電極基板，其一表面涂布有該活性物質，該第二電極基板的極性與該第一電極基板的極性相反；以及
[0010]一串聯用電極基板，其一表面涂布有該活性物質，該第一電極基板與該第二電極基板堆迭在該串聯用電極基板上；
[0011 ] 其中，在該第一電極基板、該第二電極基板與該串聯用電極基板的彼此堆迭處的相對表面各設置呈框狀的一絕緣環，并在該第一電極基板、該第二電極基板與該串聯用電極基板的彼此堆迭處的相對表面與該絕緣環所圍成的空間填充電解液。
[0012]根據本發明的第一種超電容的組裝架構以組裝出第二種超電容的組裝架構，其中，在該第一電極基板與該串聯用電極基板之間與該第二電極基板與該串聯用電極基板之間各堆迭至少一中間基板，該至少一中間基板的上表面與下表面涂布有該活性物質，在該第一電極基板、該至少一中間基板、該第二電極基板及該串聯用電極基板的彼此堆迭處的相對表面各設置呈框狀的該絕緣環，并在該第一電極基板、該至少一中間基板、該第二電極基板及每一串聯用電極基板的彼此堆迭處的相對表面與該絕緣環所圍成的空間填充電解液。
[0013]本發明提供第三種超電容的組裝架構，該超電容包含:
[0014]—第一電極基板，其一表面涂布有一活性物質；
[0015]一第二電極基板，其一表面涂布有該活性物質，該第二電極基板的極性與該第一電極基板的極性相反；以及
[0016]多個串聯用電極基板，每一串聯用電極基板的一表面分別涂布有該活性物質，該第一電極基板與該第二電極基板分別堆迭在兩個串聯用電極基板的部分表面上，每兩個串聯用電極基板在其部分表面上以兩者的長邊方向彼此為垂直方向及/或同方向而堆迭配置；
[0017]其中，在該第一電極基板、該第二電極基板與每一串聯用電極基板的彼此堆迭處的相對表面各設置呈框狀的一絕緣環，并在該第一電極基板、該第二電極基板與每一串聯用電極基板的彼此堆迭處的相對表面與該絕緣環所圍成的空間填充電解液。
[0018]根據本發明的第三種超電容的組裝架構以組裝出第四種超電容的組裝架構，其中，在該第一電極基板與串聯用電極基板之間、在該第二電極基板與串聯用電極基板之間及彼此堆迭的串聯用電極基板之間各堆迭至少一中間基板，該至少一中間基板的上表面與下表面涂布有該活性物質，在該第一電極基板、該至少一中間基板、該第二電極基板及每一串聯用電極基板的彼此堆迭處的相對表面各設置呈框狀的該絕緣環，并在該第一電極基板、該至少一中間基板、該第二電極基板及每一串聯用電極基板的彼此堆迭處的相對表面與該絕緣環所圍成的空間填充電解液。
[0019]本發明提供第五種超電容的組裝架構，該超電容包含:
[0020]至少三個電極基板，各表面涂布有一活性物質，該至少三個電極基板系串聯堆迭;
[0021]其中，該至少三個電極基板的彼此堆迭處的相對表面各設置呈框狀的一絕緣環，并在該至少三個電極基板的彼此堆迭處的相對表面與該絕緣環所圍成的空間填充電解液。
[0022]根據本發明的第五種超電容的組裝架構以組裝出第六種超電容的組裝架構，其中，在該至少三個電極基板的相鄰的電極基板之間堆迭至少一中間基板，該至少一中間基板的上表面與下表面涂布有該活性物質，在該至少三個電極基板的每一者及該至少一中間基板的彼此堆迭處的相對表面各設置呈框狀的該絕緣環，并在該至少三個電極基板的每一者及該至少一中間基板的彼此堆迭處的相對表面與該絕緣環所圍成的空間填充電解液。
[0023]本發明提供第七種超電容的組裝架構，該超電容包含:
[0024]至少一第一電極基板，其表面涂布有一活性物質；以及
[0025]至少一第二電極基板，其表面涂布有該活性物質，該至少一第二電極基板的極性與該至少一第一電極基板的極性相反；
[0026]其中，該至少一第一電極基板與該至少一第二電極基板系交錯堆迭，極性相同的數個第一電極基板或數個第二電極基板并聯電連接；
[0027]其中，該至少一第一電極基板及該至少一第二電極基板的彼此堆迭處的相對表面各設置呈框狀的一絕緣環，并在該至少一第一電極基板及該至少一第二電極基板的彼此堆迭處的相對表面與該絕緣環所圍成的空間填充電解液。
[0028]根據本發明的第七種超電容的組裝架構以組裝出第八種超電容的組裝架構，其中，在該至少一第一電極基板及該至少一第二電極基板之間堆迭至少一中間基板，該至少一中間基板的上表面與下表面涂布有該活性物質，在該至少一第一電極基板、該至少一第二電極基板及該至少一中間基板的彼此堆迭處的相對表面各設置呈框狀的該絕緣環，并在該至少一第一電極基板、該至少一第二電極基板及該至少一中間基板的彼此堆迭處的相對表面與該絕緣環所圍成的空間填充電解液。
[0029]本發明提供一種超電容的制造方法，該制造方法包含下列步驟:
[0030]使用具有一絕緣環及一個或多個支撐點的圖案的一網版來印制該絕緣環及支撐點于多個電極基板的表面上；
[0031]堆迭該些電極基板成本發明的上述第一至八種中任一種超電容的組裝架構；
[0032]將所堆迭的該超電容浸入電解液中，以將電解液填充于該超電容中；
[0033]散逸出浸入電解液中的該超電容內部所殘留的微量空氣；以及
[0034]壓合該超電容。
【附圖說明】
[0035]圖1A為本發明的第一實施例的超電容的組裝架構的示意圖；
[0036]圖1B為本發明的第一實施例的超電容的組裝架構的局部剖面示意圖；
[0037]圖2為本發明的第二實施例的超電容的組裝架構的示意圖；
[0038]圖3A為本發明的第三實施例的超電容的第一層電極基板配置位置的示意圖；
[0039]圖3B為本發明的第三實施例的超電容的第二層電極基板配置位置的示意圖；
[0040]圖3C為本發明的第三實施例的超電容的組裝架構的示意圖；
[0041]圖4A為本發明的第四實施例的超電容的組裝架構的示意圖；
[0042]圖4B為本發明的第四實施例的超電容的等效電路圖；
[0043]圖5為本發明的第五實施例的超電容的組裝架構的示意圖；
[0044]圖6為本發明的第六實施例的超電容的組裝架構的示意圖；
[0045]圖7為本發明的超電容的組裝架構的示意圖；
[0046]圖8為本發明的印刷用網版(或鋼版)的示意圖；
[0047]圖9為本發明的印制電極基板的圖案的網版(或鋼版)印刷機構的側視圖；
[0048]圖10為本發明的超音波(或加熱或抽真空)槽結構的側視圖；
[0049]圖11為本發明的在具有超音波、加熱或抽真空的機構中的堆迭超電容的導引槽的側視圖；
[0050]圖12為本發明的在超電容未被施加壓力時的壓合機構的側視圖；以及
[0051]圖13為本發明的在超電容被施加壓力時的壓合機構的側視圖。
[0052]主要附圖標記說明
[0053]40超電容
[0054]42第一電極基板
[0055]43活性物質
[0056]44第二電極基板
[0057]46中間基板
[0058]47電解液
[0059]48串聯用電極基板
[0060]50絕緣環
[0061]60超電容
[0062]62第一電極基板
[0063]64第二電極基板
[0064]66串聯用電極基板
[0065]68串聯用電極基板
[0066]70串聯用電極基板
[0067]100超電容
[0068]102第一電極基板
[0069]104第二電極基板