[實用新型]平板式超級電容器

有效

• 申請號: 201420539633.5
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN204289110U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 桂松;徐榮;常嘉興;黃進清
• 申請（專利權）人: 鴻源控股有限公司
• 主分類號: H01G11/12
• 分類號: H01G11/12
• 代理公司: 深圳市德力知識產權代理事務所 44265
• 代理人: 林才桂

技術領域

本實用新型涉及一種平板式電容器，尤其涉及一種平板式超級電容器。

背景技術

超級電容器(supercapacitor)，又叫雙電層電容器(Electrical?Double-Layer?Capacitor)、電化學電容器(Electrochemcial?Capacitor,EC),黃金電容、法拉電容，通過極化電解質來儲能。它是一種電化學元件，但在其儲能的過程并不發生化學反應，這種儲能過程是可逆的，也正因為此超級電容器可以反復充放電數十萬次。超級電容器可以被視為懸浮在電解質中的兩個無反應活性的多孔電極板，在極板上加電，正極板吸引電解質中的負離子，負極板吸引正離子，實際上形成兩個容性存儲層，被分離開的正離子在負極板附近，負離子在正極板附近。

超級電容器具體的工作原理如下所述。當外加電壓加到超級電容器的兩個極板上時，與普通電容器一樣，極板的正電極存儲正電荷，負極板存儲負電荷，在超級電容器的兩極板上電荷產生的電場作用下，在電解液與電極間的界面上形成相反的電荷，以平衡電解液的內電場，這種正電荷與負電荷在兩個不同相之間的接觸面上，以正負電荷之間極短間隙排列在相反的位置上，這個電荷分布層叫做雙電層，因此電容量非常大。當兩極板間電勢低于電解液的氧化還原電極電位時，電解液界面上電荷不會脫離電解液，超級電容器為正常工作狀態(通常為3V以下)，如電容器兩端電壓超過電解液的氧化還原電極電位時，電解液將分解，為非正常狀態。由于隨著超級電容器放電，正、負極板上的電荷被外電路泄放，電解液的界面上的電荷相應減少。由此可以看出：超級電容器的充放電過程始終是物理過程，沒有化學反應。因此性能是穩定的，與利用化學反應的蓄電池是不同的。

超級電容器在結構上與電解電容器非常相似，它們的主要區別在于電極材料。早期的超級電容器的電極采用碳，碳電極材料的表面積很大，電容的大小取決于表面積和電極的距離，這種碳電極的大表面積再加上很小的電極距離，使超級電容器的容值可以非常大，大多數超級電容器可以做到法拉級，一般情況下容值范圍可達1-5000F。

超級電容器通常包含雙電極、電解質、集流體、隔離物四個部件。超級電容器是利用活性炭多孔電極和電解質組成的雙電層結構獲得超大的電容量的。在超級電容器中，采用活性炭材料制作成多孔電極，同時在相對的兩個多孔炭電極之間充填電解質溶液，當在兩端施加電壓時，相對的多孔電極上分別聚集正負電子，而電解質溶液中的正負離子將由于電場作用分別聚集到與正負極板相對的界面上，從而形成雙集電層。

超級電容器的工藝流程為：配料→混漿→制電極→裁片→組裝→注液→活化→檢測→包裝。

然而，目前超級電容器的制作效率及使用便利性仍有待改進。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種平板式超級電容器，該平板式超級電容器在大面積平面基板上進行平面式直接生產出電容器組，其性能一致性好，體積小、重量輕、良品率提升、生產效率高，極大降低了超級電容器的生產成本，且方便對外安裝使用。

為實現上述目的，本實用新型提供一種平板式超級電容器，包括：

平面基板、形成于平面基板上的絕緣層、形成于絕緣層上的數個電容器單體；

所述電容器單體包括形成于絕緣層上的第一電極、形成于第一電極上的隔膜、形成于隔膜上的第二電極、形成于第二電極上的絕緣層、及位于第一與第二電極之間的電解液；

所述第一電極包括形成在絕緣層上的導電層與形成于導電層上的第一碳材料層；

所述第二電極包括形成于隔膜上的第二碳材料層與形成于第二碳材料層上的金屬層；

數個電容器單體疊置經串聯或并聯構成電容器單元；

數個電容器單元串聯或并聯構成平板式超級電容器。

所述平面基板的材料為陶瓷，所述平面基板劃分成數個基板單元，每一個基板單元的面積為形成一個電容器單體所需要的面積。

所述位于平面基板上的絕緣層與位于第二電極上的絕緣層的材料為聚酰亞胺。

所述導電層與第一碳材料層經加壓、烘干而制成所述第一電極；所述第二碳材料層與金屬層經加壓、烘干而制成所述第二電極。

所述導電層為直接在絕緣層上按預定圖案形成，或先形成金屬層，然后對該金屬層進行圖案化處理，形成預定圖案的導電層；所述導電層的材料為銅或鋁。

所述第一碳材料層與第二碳材料層為直接按預定圖案涂布，或先涂布一層碳材料，然后對該碳材料層進行圖案化處理，形成預定圖案的碳材料層與碳材料層；所述第一碳材料層與第二碳材料層的材料為活性碳或碳納米管。