[發明專利]用于運載火箭一次電源的超級電容器

無效

• 申請號: 200910051965.2
• 申請日: 2009-05-26
• 公開（公告）號: CN101901696A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 楊晨;顧梅嶸;章慶林;錢輝
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: H01G9/155
• 分類號: H01G9/155;H01G9/058;H01G9/02;H01G9/038;H01G9/08
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 金家山

技術領域

本發明涉及化學電源產品，特別涉及一種用于運載火箭一次電源的超級電容器。

背景技術

本發明涉及一種新興的化學電源——超級電容器。超級電容器與高能電池組成混合電源，可以用作運載火箭的新型一次電源。其中，超級電容器為箭上火工品、伺服機構啟動等脈沖負載供電；鋰-亞硫酰氯電池為箭上儀表等常值負載供電。與箭上傳統的鋅銀電池相比，運載火箭用超級電容器能夠提供更高的脈沖比功率，同時具有儲存壽命長、使用溫度范圍廣、操作簡便等優點，

超級電容器，又稱電化學電容器，是近年來得到迅速發展的一種新型儲能器件。超級電容器通過電極表面發生快速、可逆的電荷吸附/脫附過程或電化學反應過程進行能量的儲存和釋放，其能量密度是傳統的靜電電容器的10～100倍，功率密度是電池的10～100倍。超級電容器以其特有的性能優勢，特別適用于短時間高功率輸出場合，如新型運載火箭、新一代戰術戰略導彈、激光武器、導彈的引信、火工品點火電源、高功率衛星等方面，在空間和武器裝備等軍事領域都展現出誘人的應用前景。

目前，現有技術的超級電容器采用如下的技術方案；將一定長度的極片和隔膜經過卷繞后，塞入圓柱形殼體，極片的極耳和接線柱之間采用焊接方式進行連接。

由于現有技術的超級電容器采用卷繞方式，同時極耳和接線柱之間采用焊接方式連接，因而，造成內部空間較小、極片散熱困難、極耳與接線柱之間接觸電阻較大等缺陷，導致當超級電容器大電流放電時，內部發熱現象嚴重，當極片面積增大時，這種效應尤為明顯，嚴重地將導致內部電解液分解、殼體破裂等技術問題。

目前沒有發現同本發明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。

發明內容

為了解決現有的超級電容器結構帶來的極片散熱困難、極耳與接線柱之間接觸電阻較大等缺陷，導致超級電容器大電流放電時，內部發熱現象嚴重，當極片面積增大時，這種效應尤為明顯，嚴重地將導致內部電解液分解、殼體破裂等技術問題，本發明的目的在于提供一種用于運載火箭一次電源的超級電容器，與高能電池組成同時具有高比能量和高比功率的混合電源，用作運載火箭的新型一次電源。利用本發明，不但能夠達到運載火箭脈沖負載對超級電容器的功率要求，而且相對于現有技術的超級電容器，能夠很好的解決極片散熱問題，大幅度減小極耳與接線柱之間的接觸電阻，從而提高超級電容器大電流放電性能和安全可靠性。

為了達到上述發明目的，本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種用于運載火箭一次電源的超級電容器，該裝置包括：殼體、多孔電極、隔膜、極柱、極耳、殼體內灌注有電解液、殼體的頂部設置有蓋，根據本發明：在殼體內，隔膜將若干片電極包成電堆，電堆的極耳與極柱之間通過螺釘擰緊，極柱上端通過螺母壓緊上密封圈和下密封圈。

上述電極以鋁箔作為載體，由活性炭、碳黑和含有羧基和(或)苯基的高分子材料用粘結劑粘結烘干壓制成型；所述的鋁箔厚度為0.02～0.04mm，所述的電極厚度為0.15～0.3mm。上述隔膜采用天然纖維或高分子聚合物材料制作；隔膜厚度為0.03～0.05mm。上述電解液采用季銨鹽和有機溶劑組成的電解液；其中季銨鹽陽離子為Et4N+或Et3MeN+；陰離子為BF4-；有機溶劑包括至少一種選自下列的材料：乙腈(ACN)、碳酸丙烯酯(PC)、γ-丁內酯(GBL)。上述殼體、極柱、蓋和密封閥采用鋁合金材料；殼體的壁厚為：1～2mH，底部厚度為2～5mm。上述上密封圈采用聚四氟乙烯材料；所述的下密封圈包括至少一種選自下列的材料：硅橡膠、丁基橡膠、氟橡膠。

本發明用于運載火箭一次電源的超級電容器，由于采取了內部電堆疊片式的裝配方式，使超級電容器內部空間加大，因此解決了極片散熱困難的問題；由于采取電堆的極耳與極柱之間通過螺釘擰緊的方式，因此解決了極耳與極柱之間的接觸電阻大的問題。因此，本發明取得了內阻小、大電流放電性能好、組合方便、安全可靠性高等有益效果。

附圖說明

圖1為本發明運載火箭用超級電容器的結構剖視圖；

圖2為本發明隔膜2將若干片電極1包成電堆的示意圖；

圖3為本發明超級電容器的原理圖；

圖4為本發明運載火箭用超級電容器的充放電曲線。

具體實施方式

下面結合附圖說明本發明的優選實施例。

圖1為本發明運載火箭用超級電容器的結構剖視圖，如圖1的實施例所示該裝置包括：