[發(fā)明專利]折疊式超級電容器電極

無效

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• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102403134A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇迎東;張華;陳冰花
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇富朗特新能源有限公司
• 主分類號: H01G9/048
• 分類號: H01G9/048
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超級電容器電極，具體是一種折疊式超級電容器電極，屬于超級電容器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

眾所周知，超級電容器是近年來發(fā)展起來的新型儲能產(chǎn)品，具有長壽命、大功率等突出優(yōu)點。超級電容器可應(yīng)用于許多領(lǐng)域，如太陽能儲能、電動車輛、激光微波武器、移動通訊裝置、便攜式儀器設(shè)備、數(shù)據(jù)記憶存儲系統(tǒng)、應(yīng)急后備電源、作為燃料電池的啟動電源以及電動汽車上的輔助電源等。如在電動車實用化的過程中，發(fā)現(xiàn)車輛在啟動、爬坡和加速時急需供應(yīng)大電流脈沖電能，在剎車時，需大電流儲存電能，這些是蓄電池難以做到的。超級電容器的使用可以大大延長蓄電池的循環(huán)使用壽命，提高電動車的實用性。

目前市場的超級電容器按電解液類型可分為有機體系和無機體系兩種超級電容器，有機體系采用聚碳酸酯、乙腈等有機物作為電解質(zhì)溶劑，具有工作電壓高、壽命長、大功率性能好等優(yōu)點，但有機體系超級電容器產(chǎn)品儲能低，成本高，制約了其在大容量儲能方面的應(yīng)用。無機體系超級電容器采用水作為電解質(zhì)的溶劑，產(chǎn)品儲能大，價格低廉，在大容量儲能方面優(yōu)勢明顯。但無機體系超級電容器在產(chǎn)品穩(wěn)定性、大功率輸出性能、循環(huán)壽命等方面與有機體系超級電容器相比還有一定的差距。

超級電容器電極是超級電容器的核心部件，它的性能直接影響了產(chǎn)品的內(nèi)阻、自放電、循環(huán)壽命、大功率輸出性能等主要產(chǎn)品指標(biāo)。目前無機體系超級電容器生產(chǎn)技術(shù)多采用去離子水和膏制漿，然后在泡沫鎳等集流體上涂布的工藝生產(chǎn)電極，該電極制作工藝操作簡便，成本低廉，但制作的電極容易掉粉、內(nèi)阻偏大，影響了無機體系超級電容器大功率及使用壽命等性能。同時電動車、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域儲能產(chǎn)品使用環(huán)境較惡劣，始終處在顛簸、振動的條件下工作，對超級電容器的產(chǎn)品強度、耐震動性等性能也提出了更高的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對目前的無機體系超級電容器產(chǎn)品受電極結(jié)構(gòu)影響帶來的不足之處，提供一種提高電容器輸出性能、循環(huán)壽命及產(chǎn)品耐振動性的折疊式超級電容器電極。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

折疊式超級電容器電極，包括集流體、極耳和涂覆在集流體上的活性層，其改進之處是所述集流體對折后疊合成雙層，活性層涂覆在雙層集流體的內(nèi)側(cè)面，雙層集流體的中間夾有多孔金屬薄片，集流體上與對折線相垂直的一側(cè)側(cè)邊上設(shè)有未涂覆活性層的白邊，集流體上與對折線相平行的對側(cè)側(cè)邊上設(shè)有匯流條，所述極耳同時與上述白邊及匯流條相連接。

進一步方案是：所述多孔金屬薄片為鎳片、銅片、不銹鋼片或鍍鎳鋼帶，厚度0.01～1mm之間；所述多孔金屬薄片上孔的形狀為圓形或多邊形，圓形直徑或多邊形外接圓直徑為0.1～20mm，多孔均勻分布，所有孔的面積占薄片總面積15～60%；所述匯流條是集流體上未涂覆活性層的空白邊；所述匯流條是與集流體相焊接的金屬條；所述金屬條為鎳片、不銹鋼片或鍍鎳鋼帶，厚0.01～1mm。

本發(fā)明的有益效果：

普通平板結(jié)構(gòu)的超級電容器的活性物質(zhì)處在集流體的表面，本發(fā)明通過集流體的折疊使活性物質(zhì)處在兩層集流體的內(nèi)部，并經(jīng)碾壓后有效解決了現(xiàn)有極片長期使用活性物質(zhì)易脫落掉粉的問題，從而延長產(chǎn)品的使用壽命。集流體折疊后加入的多孔金屬薄片，由于采用多孔結(jié)構(gòu)不影響碾壓時兩層集流體的粘合，同時金屬薄片具有良好的電子傳導(dǎo)能力，起到集流體的作用，將與其接觸的活性物質(zhì)電荷運輸轉(zhuǎn)移。

普通光滑的金屬薄片已具有較好的接觸效果，如將其表面打磨粗糙處理后提高了金屬表面與活性物質(zhì)的接觸面積，可進一步提高傳導(dǎo)效果。金屬薄片的多孔結(jié)構(gòu)可使得電解液自由通過，其孔的結(jié)構(gòu)大小可根據(jù)電極強度要求、內(nèi)阻要求決定。

電極對折后的兩邊進行焊接使之連接到一起，上下兩層集流體緊密連接，如在該焊邊上繼續(xù)加焊一條匯流條也可以進一步提高集流體的導(dǎo)電能力；將多孔金屬薄片的金屬邊與集流體的白邊相焊接，使得超級電容器電極形成兩層集流體一層多孔金屬薄片共三層導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時集流體折邊原本連接在一起，對折后的兩邊也焊接為整體，通過這些措施較大改善了電極內(nèi)部的導(dǎo)電能力，有效提高了超級電容器的大電流工作性能。多孔金屬薄片的加入也提高了電極的強度及機械性能，從而提高超級電容器的抗振動性能。

本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，制造方便、成本低，并能改善整個電容器輸出性能、循環(huán)壽命及耐振性的突出優(yōu)點。

附圖說明

圖1是未焊裝匯流條及極耳時的本發(fā)明的電極展開結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的電極外形結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。