[發明專利]超級電容器

有效

• 申請號: 201310310450.6
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN103400704A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 李曉龍;寇佩紅;王坤英;孫嚴;盛永剛;盛照亮;陸曉巖;馮立軍
• 申請（專利權）人: 李曉龍
• 主分類號: H01G11/78
• 分類號: H01G11/78;H01G11/24
• 代理公司: 北京市合德專利事務所 11244
• 代理人: 王文會;劉榜美

技術領域

本發明涉及一種電容器，特別是設計一種超級電容器。

背景技術

超級電容器是一種新型儲能裝置，具有充電時間短、使用壽命長、溫度特性好、節約能源和綠色環保等特點。超級電容器用途廣泛：可用于儲能，還可以應用于離子的吸附和脫附。現在用于離子吸附和脫附的超級電容器，普遍采用整體制作和封裝方式：超級電容器殼體的底部螺裝電極柱，在電極柱上穿裝若干電極組，然后用上端蓋壓合在電極組上，使端蓋與殼體螺裝在一起，組成一體式結構。這種一體式超級電容器的電極組在吸附和脫附時，由于大量離子的進入和附著，碳電極和離子分離膜會形成巨大的溶脹和收縮，造成厚度的劇烈變化，電極組層數越多，厚度變化就越大。由于吸附和脫附過程一般是10分鐘一個循環，所以在超級電容吸附和脫附的整個使用壽命期中，會有上10萬次的膨脹和縮小（增厚和變薄）。由于現有的超級電容器均采用殼體與吸附材料制作組裝一體的結構，這樣頻繁的變化造成端蓋與殼體的嚴重變形和損傷，導致電解液發生泄漏。在超級電容器吸附材料還沒有失效前，殼體和周邊元器件已經損壞，造成整個電容器提前報廢。

尤其是大型超級電容器，電極組層數激增，吸附和脫附過程產生的膨脹和收縮將會極大地疊加，更容易造成對密封的破壞；在結構設計時，要考慮殼體及端蓋的耐壓能力、邊緣密封時的可靠性、壓力值的設定、膨脹和收縮的余量、還要限定每張集電體、電極、隔膜等的厚度誤差等眾多因素，即使出現問題，維修拆卸將造成整個超級電容器的破壞，十分不便。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明所提供了一種超級電容器。

本發明的技術方案是：一種超級電容器，它包括殼體、芯體和端蓋，所述殼體兩端分別設有與其內腔相連通的進水口和出水口，殼體的內腔中裝置電解液，所述芯體設置在電解液中，芯體包括電極組、電極柱和擋板，所述電極組交錯穿裝在電極柱上，所述電極柱的一端螺裝在端蓋上，另一端螺裝在擋板上，所述端蓋螺裝在殼體開口端的法蘭盤上，端蓋上設有與殼體內腔連通的導流孔。

進一步的，所述端蓋和擋板上均設有網格狀的加強筋。

進一步的，所述電極柱采用鈦圓桿或石墨圓桿。

進一步的，所述端蓋與法蘭盤之間設置有密封墊。

進一步的，所述電極組包括集電體、碳電極、離子分離膜和隔膜，所述集電體交錯穿裝在電極柱上，所述碳電極、離子分離模和隔膜均裝置在相鄰集電體之間。

采用上述技術方案，本發明產生的技術效果有：

1、本發明的芯體采用分體式設計，芯體完全獨立于殼體，可以單獨制作，芯體長度可以任意設置，不受局限，然后配套相應長度的殼體即可。

2、芯體可以單獨采用極高的疊層壓力，使各層電極陣列接觸更緊密、內阻更低，而不用考慮外部的變形和密封。

3、芯體可以單獨從殼體中取出，方便進行清洗、修理、維護、改進和更換，重新安裝后不影響組裝后的密封。

4、殼體只承擔電解液的流動壓力，不再承擔額外的壓力和應力，不發生變形和泄露，大大延長了超級電容器使用壽命。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明溶脹變形時的結構示意圖；

圖3是現有超級電容器溶脹變形時的結構示意圖；

其中：1、殼體，2、芯體，3、端蓋，11、進水口，12、出水口，13、法蘭盤，14、導流孔，21、電極組，22、電極柱，23、擋板，211、集電體，212、碳電極，213、離子分離膜，214、隔膜。

具體實施方式

下面結合附圖說明本發明的具體實施方式。

如圖1?所示，本發明實施例的結構示意圖，一種超級電容器，它包括殼體1、芯體2和端蓋3，殼體1兩端分別設有與其內腔相連通的進水口11和出水口12，電解液裝置在殼體1的內腔中，芯體2設置在電解液中，芯體2包括電極組21、電極柱22和擋板23，電極組21交錯穿裝在電極柱22上，電極柱22的一端螺裝在端蓋3上，另一端螺裝在擋板23上，端蓋3螺裝在殼體1開口端的法蘭盤13上，端蓋3上設有與殼體1內腔連通的導流孔14，用于吸附和脫附后的電解液的流出。