[發(fā)明專利]低內(nèi)阻有機超級電容器

無效

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• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102509617A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇迎東;許謙;楊叢利
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇富朗特新能源有限公司
• 主分類號: H01G9/016
• 分類號: H01G9/016;H01G9/08;H01G9/155
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超級電容器，具體是一種輸出結(jié)構(gòu)有重要改進的低內(nèi)阻有機超級電容器。

背景技術(shù)

超級電容器又叫雙電層電容器(EDLC)是一種新型儲能裝置，它具有充電時間短、使用壽命長、溫度特性好、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點。超級電容器用途廣泛。用作起重裝置的電力平衡電源，可提供超大電流的電力；用作車輛啟動電源，啟動效率和可靠性都比傳統(tǒng)的蓄電池高，可以全部或部分替代傳統(tǒng)的蓄電池；用作車輛的牽引能源可以生產(chǎn)電動汽車、替代傳統(tǒng)的內(nèi)燃機、改造現(xiàn)有的無軌電車；用在軍事上可保證坦克車、裝甲車等戰(zhàn)車的順利啟動（尤其是在寒冷的冬季）、作為激光武器的脈沖能源。此外還可用于其他機電設(shè)備的儲能能源。

超級電容器的基本原理為：當(dāng)向電極充電時，處于理想極化電極狀態(tài)的電極表面電荷將吸引周圍電解質(zhì)溶液中的異性離子，使這些離子附于電極表面上形成雙電荷層，構(gòu)成雙電層電容。由于兩電荷層的距離非常?。ㄒ话?.5nm以下），再加之采用高比表面的活性炭作為電極材料，使電極表面積成萬倍的增加，從而產(chǎn)生極大的電容量。同時該過程為物理過程，無化學(xué)變化，使得其可以在瞬間放出巨大的電量，而不產(chǎn)生像普通電池明顯的化學(xué)極化，大功率輸出是超級電容器的重要特性之一。

在實際使用中，超級電容器目前多采用類似電池的正負(fù)極端子或極耳輸出方式，端子或極耳焊接處以及其本身存在著零點幾至幾個毫歐的電阻，這些都直接增大超級電容器的內(nèi)阻。這也使得超級電容器在大電流放電時不得不考慮該部分的壓降與損耗，如以一只超級電容器1000A瞬間放電時，端子或極耳上的壓降達幾百至幾千毫伏，使得超級電容器產(chǎn)品實際使用效果大打折扣。

由于超級電容器單體電壓較低，有機型一般在2.5V～2.7V，無機型一般在1.5V左右，使用時多需要將其串聯(lián)以提高電壓，在單體之間串聯(lián)時端子輸出方式需采用連接條、螺絲緊固連接，不可避免的增加了接觸電阻及連接條本身的電阻；采用極耳輸出方式的單體連接時需采用超聲波焊接、交流點焊等方式將兩只極耳連接，不可避免的增加了焊接電阻。同時螺絲連接松動、焊接不牢都會造成連接電阻成倍增大，影響超級電容器整組的性能發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對目前的超級電容器產(chǎn)品輸出結(jié)構(gòu)存在的內(nèi)阻偏大、整組連接時電阻增大較多的問題，提供一種降低輸出部分電阻，提高電容器單體及整組輸出性能的低內(nèi)阻有機超級電容器。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種低內(nèi)阻有機超級電容器，包括電芯、鋁塑膜，其改進之處是該電容器具有雙面輸出結(jié)構(gòu)，電容器的正、反面分別設(shè)有正、負(fù)極輸出面，其中正極輸出面與電芯最外側(cè)的正極電極極片的非涂布面相接觸，負(fù)極輸出面與電芯最外側(cè)的負(fù)極電極極片的非涂布面相接觸，所述鋁塑膜上有露出正、負(fù)極輸出面的窗口，鋁塑膜與正、負(fù)極輸出面的四周相壓合。

進一步方案是：所述正極輸出面為金屬鋁箔或鋁薄片，厚0.02～1mm；所述負(fù)極輸出面為金屬鋁箔、鋁薄片或金屬鎳薄片，厚度0.02～1mm；所述鋁塑膜與正、負(fù)極輸出面的四周壓合部位寬1～5mm，壓合部位的兩層之間涂有熱熔性極耳膠；所述鋁塑膜上的窗口為圓孔或方孔。

超級電容器單體化成后通過原注液孔對其內(nèi)部抽負(fù)壓，表壓值為-50KPa～-100KPa，金屬輸出面與正負(fù)電極緊密接觸，制得雙面輸出結(jié)構(gòu)的低內(nèi)阻有機超級電容器。

本發(fā)明的有益效果：

根據(jù)電阻的計算公式，電阻與該導(dǎo)體的面積成反比，與導(dǎo)體的長度成正比。普通的端子、極耳輸出結(jié)構(gòu)中端子的截面積很小，極耳由于厚度較薄其實際截面積更小，它們的長度一般在10～50mm由于加工需要及使用連接的方便，長度也很難有下降的空間。而本發(fā)明的平面輸出結(jié)構(gòu)，其導(dǎo)體截面積即輸出面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了端子、極耳等輸出結(jié)構(gòu)，導(dǎo)體的長度實際為金屬薄片的厚度，只有0.02～1mm。與端子、極耳輸出結(jié)構(gòu)相比，雙面輸出結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的電阻幾乎為零。

同時該雙面輸出結(jié)構(gòu)的有機超級電容器在串聯(lián)使用時非常方便，只需將單體正負(fù)相間直接疊加組合即可，無需任何連接器件。為獲得更好的接觸效果，可將疊加后的超級電容器組略施壓固定。由于單體之間的連接依靠正負(fù)輸出面的面接觸，較大的接觸面積保證了接觸的可靠性，同時連接產(chǎn)生的電阻也非常小。?

本發(fā)明的雙面輸出結(jié)構(gòu)還具有結(jié)構(gòu)簡單制造方便、節(jié)約了端子、極耳以及成組使用所需連接條等原材料成本，超級電容器單體之間串聯(lián)組合方便，產(chǎn)品內(nèi)阻大幅降低，超級電容器單體及整組大電流輸出性能明顯提高。

附圖說明

附圖是本發(fā)明輸出結(jié)構(gòu)剖視圖。

具體實施方式