[發明專利]一種超級電容器

有效

• 申請號: 201410010379.4
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103680999A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 趙坤;張海林;張奧林
• 申請（專利權）人: 柯貝爾電能質量技術（上海）有限公司
• 主分類號: H01G11/78
• 分類號: H01G11/78;H01G11/82
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 陳偉勇

技術領域

本發明涉及電容器技術領域，具體地說，是一種低內阻、可靠性高的超級電容器。

背景技術

超級電容器又稱雙電層電容器、電化學電容器、法拉電容、黃金電容，是一種介于傳統電容和二次電池之間的新型儲能電氣元件。超級電容具有高比功率、大電流充放電能力、長壽命、超低溫性能、高可靠性、綠色環保等特點，使得其在工業電子、交通運輸、再生能源、軍事等領域作為功率電源或儲能電源得到廣泛的應用。影響超級電容器的可靠性主要有內阻、機械結構穩定性、氣密性等方面。目前，現有的超級電容器為了實現低內阻的性能，負極集流體和端蓋大多采用焊接結構，但是這種焊接工藝繁瑣，工裝夾具復雜，成本較高，多為局部焊接。另一種方式是將負極集流體中間設置圓形極柱，在端蓋中間開圓形孔，二者裝配時負極集流體的極柱直接伸出端蓋，在其接觸的端面焊接，這種焊接有泄漏的風險。目前市面上的負極集流體外徑要小于端蓋，僅承擔匯電流的作用。正極集流體和殼體多采用機械擠壓來降低接觸電阻，為達到這個目的，需要對正極集流體做特殊處理，增加成本，且占用超級電容的內部空間。另外，超級電容器的外殼機械強度有限，其密封效果差，端蓋容易在殼體中松動。超級電容器對氣密性有著很高的要求，一旦出現泄漏，后果嚴重，如何保證超級電容器的氣密性，是當今超級電容結構設計的重要課題。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中的不足，提供一種低內阻、可靠性高的超級電容器。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種超級電容器，包括頂部敞口的筒狀外殼、端蓋、正極集流體、負極集流體、極芯和電解液，所述極芯的兩端分別與正極集流體、負極集流體焊接，端蓋頂部設有注液口，所述端蓋的邊緣焊接在負極集流體的內側壁環狀臺階上，在端蓋與負極集流體之間的焊縫上設置第一密封件，外殼的口部卷邊壓緊所述的第一密封件；所述負極集流體設有外側壁環狀凹槽，外殼在所述外側壁環狀凹槽對應的位置設有上滾槽，負極集流體的外側壁環狀凹槽與外殼的上滾槽之間設有第二密封件；所述正極集流體的外周設有向下的環形凸起，外殼內底壁對應環形凸起的位置設有環形凹槽，所述環形凸起嵌入環形凹槽內。

第一密封件覆蓋在焊縫上面，在外殼口部卷邊壓緊狀態下起到良好的密封作用，同時也能防止外殼和端蓋接觸產生短路。第一密封件為環狀，其截面可以是一字型或L型。第二密封件也為環狀，被夾在負極集流體的外側壁環狀凹槽與外殼的上滾槽之間，能有效防止內部的電解液泄漏，提高超級電容器的氣密性。

進一步地，所述負極集流體的外周設有向上的環狀凸臺，所述環狀凸臺伸向外殼口部卷邊與外殼側壁形成的空腔，可進一步擠壓第一密封件，提高氣密性。

進一步地，所述外殼在正極集流體的環形凸起對應的位置設有起壓緊作用的下滾槽，下滾槽能增加正極集流體和外殼內底壁的接觸強度，提高結構穩定性，降低內阻。

進一步地，所述外殼內底壁的環形凹槽的深度為1～3毫米，寬度為3～10毫米，所述外殼的下滾槽的深度為0.5～1毫米。

進一步地，所述外殼的內底壁中心位置設有定位凸起，所述正極集流體的中心位置設有定位槽，所述定位凸起嵌入定位槽內，提高結構穩定性。

進一步地，所述正極集流體的環形凸起的外表面設有滾花，可增大接觸面積和接觸強度。

進一步地，所述的焊接采用氬弧焊、激光焊、電阻焊、超聲焊或脈沖焊的焊接方式。

進一步地，所述的第二密封件是O型密封圈。

進一步地，所述的第一密封件和/或第二密封件的材質為天然橡膠、氟橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、聚四氟乙烯、聚丙烯中的任一種。

進一步地，所述的負極集流體的外側壁環狀凹槽的截面為弧形、方形或梯形。

本發明優點在于：

1、本發明超級電容器的正極集流體和外殼底部通過凸起、凹槽與下滾槽等結構實現緊密接觸，結構穩定，內阻小；

2、端蓋和負極集流體通過焊接方式密封，且聯合第一密封件、第二密封件雙重密封結構實現電容器的完全密封，保證氣密性，質量穩定，且端蓋在外殼內不易松動；

3、本發明超級電容器結構新穎，可靠性高，加工簡單，制備成本低。

附圖說明

附圖1是本發明超級電容器的剖面結構示意圖。

附圖2是負極集流體與端蓋的組裝示意圖。

附圖3是圖1中A區域的局部放大圖。

附圖4是圖1中B區域的局部放大圖。

附圖5是本發明超級電容器另一種實施方式中的局部結構圖。