[發(fā)明專利]監(jiān)視超級(jí)電容器的安全工作的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280045519.0
• 申請(qǐng)日: 2012-09-13
• 公開（公告）號(hào): CN103814421B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·W·夏普斯;T·M·韋瑟里爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號(hào): H01G9/12
• 分類號(hào): H01G9/12;H01G11/78;H01G2/14
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司31100
• 代理人: 李玲

本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C.§120要求2011年9月20日提交申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)13/237139的優(yōu)先權(quán)，且基于其內(nèi)容并通過(guò)引用將其內(nèi)容整體援引于此。

背景技術(shù)

本公開總地涉及電化學(xué)雙層電容器的壓力監(jiān)視系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

電雙層電容器或超級(jí)電容器是通常表現(xiàn)出比其它電化學(xué)電容器類型更高的能量密度的電化學(xué)能量存儲(chǔ)器件。然而，當(dāng)電化學(xué)雙層電容器隨時(shí)間在其額定電壓下被充電時(shí)，在容納電容器的容器內(nèi)可能產(chǎn)生氣體。這種氣體的產(chǎn)生是對(duì)電化學(xué)雙層電容器進(jìn)行存儲(chǔ)和放電時(shí)可能發(fā)生的不合需的化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)品。氣體的產(chǎn)生往往會(huì)增加容器的內(nèi)部壓力。

來(lái)自電化學(xué)雙層電容器的集聚氣體的排氣可能是不合需的。例如，這些氣體可能對(duì)人或環(huán)境有害，并容易起火或爆炸。此外，排氣可使外部空氣和水蒸氣被引入到容器中，這可進(jìn)一步劣化電化學(xué)雙層電容器的性能。

發(fā)明人已認(rèn)識(shí)到，隨著電化學(xué)雙層電容器本身的性能劣化，電化學(xué)雙層電容器在充電期間往往會(huì)增加氣體的產(chǎn)生。隨著電化學(xué)雙層電容器的性能劣化，會(huì)產(chǎn)生更多的氣態(tài)產(chǎn)物，由此進(jìn)一步增加容器內(nèi)的壓力。因此，發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)的內(nèi)壓可能關(guān)聯(lián)于電化學(xué)雙層電容器的健康和/或性能。

為了監(jiān)視電化學(xué)雙層電容器的健康并防止電化學(xué)雙層電容器經(jīng)歷過(guò)壓狀態(tài)，發(fā)明人已研發(fā)出一種能監(jiān)視容器的內(nèi)壓的外壓監(jiān)視系統(tǒng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，用于容納電極和電解質(zhì)的電化學(xué)雙層電容器的容器包括殼體，該殼體具有腔和罩部，所述罩部被耦合至殼體由此與腔形成流體密封的儲(chǔ)液器。容器也包括納入到殼體或罩部的一個(gè)或多個(gè)中的多個(gè)端子，其中多個(gè)端子適于電耦合至電極，并且壓力順應(yīng)膜被納入到殼體和罩部中的一個(gè)之內(nèi)。

在另一實(shí)施例中，電化學(xué)雙層電容器的壓力監(jiān)視系統(tǒng)包括具有流體密封的儲(chǔ)液器的容器、納入到容器中的壓力順應(yīng)膜，其中壓力順應(yīng)膜響應(yīng)流體密封的儲(chǔ)液器內(nèi)的流體壓力而撓曲。壓力監(jiān)視系統(tǒng)也包括位移測(cè)量設(shè)備，其適于測(cè)量壓力順應(yīng)膜的撓曲。

在又一實(shí)施例中，一種管理容器內(nèi)的壓力的方法包括監(jiān)視與容納電化學(xué)雙層電容器的容器內(nèi)的流體密封的儲(chǔ)液器流體連通的壓力順應(yīng)膜的撓曲。該方法也包括將壓力順應(yīng)膜的撓曲與容器的基線部分進(jìn)行比較。

由本文描述的實(shí)施例提供的這些和附加特征鑒于下面的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖將被更充分地理解。

附圖簡(jiǎn)述

附圖中示出的實(shí)施例在性質(zhì)上是解說(shuō)性的和示例性的，并且不旨在對(duì)由權(quán)利要求書限定的主題事項(xiàng)構(gòu)成限制。解說(shuō)性實(shí)施例以下的詳細(xì)描述可在結(jié)合下面的附圖閱讀時(shí)被最好地理解，在附圖中相同的結(jié)構(gòu)使用相同的附圖標(biāo)記指示，而且在附圖中：

圖1示出根據(jù)本文示出和描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的電化學(xué)雙層電容器的容器的前視立體圖；

圖2示出根據(jù)本文示出和描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的部分展開的電化學(xué)雙層電容器的前視立體圖；

圖3示出根據(jù)本文示出和描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的圖1的電化學(xué)雙層電容器的容器沿剖切線A-A得到的部分前視截面圖，該容器包括位移測(cè)量設(shè)備；

圖4示出根據(jù)本文示出和描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的圖1的電化學(xué)雙層電容器的容器沿剖切線A-A得到的部分前視截面圖，該容器包括位移測(cè)量設(shè)備；

圖5示出根據(jù)本文示出和描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的圖1的電化學(xué)雙層電容器的容器沿剖切線A-A得到的部分前視截面圖，該容器包括位移測(cè)量設(shè)備；

圖6示出根據(jù)本文示出和描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的圖1的電化學(xué)雙層電容器的容器沿剖切線A-A得到的部分前視截面圖，該容器包括壓敏膜；以及

圖7示出根據(jù)本文示出和描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的電化學(xué)雙層電容器的壓力監(jiān)視系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

本文描述的實(shí)施例涉及電化學(xué)雙層電容器的壓力監(jiān)視系統(tǒng)。一示例性壓力監(jiān)視系統(tǒng)包括：在其中設(shè)置電化學(xué)雙層電容器的容器；以及納入到容器中并與電化學(xué)雙層電容器流體連通的壓力順應(yīng)膜。壓力監(jiān)視系統(tǒng)也包括位移測(cè)量設(shè)備。隨著容器內(nèi)的壓力增大，壓力順應(yīng)膜向外撓曲。位移測(cè)量設(shè)備監(jiān)視壓力順應(yīng)膜的向外撓曲。對(duì)該撓曲進(jìn)行處理以估計(jì)容器內(nèi)的壓力。

參見圖1，電化學(xué)雙層電容器200包括具有流體密封的儲(chǔ)液器214的容器210。在圖示實(shí)施例中，容器210包括具有腔213的殼體212以及耦合于殼體212或與殼體212一體形成的罩部216。殼體212和罩部216一起形成流體密封的儲(chǔ)液器214，在流體密封的儲(chǔ)液器214內(nèi)插入雙層電容器單元400。雙層電容器單元400由填充流體密封的儲(chǔ)液器214中的任何空隙的液體電解質(zhì)圍繞。