[發(fā)明專利]一種內(nèi)串超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)及其組裝方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710589660.1
• 申請(qǐng)日: 2017-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN107507707A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫偉;王俊華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無(wú)錫烯晶碳能新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): H01G11/10
• 分類號(hào): H01G11/10;H01G11/84
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司32200
• 代理人: 邵驊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種屬于電化學(xué)儲(chǔ)能器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工、加工工序簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的一種內(nèi)串超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)及其組裝方法。

背景技術(shù)

超級(jí)電容器是介于傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的一種新型儲(chǔ)能裝置，其容量可達(dá)幾千法拉，與傳統(tǒng)電容器相比，它具有較大的容量，較高的能量，較寬的工作溫度和極長(zhǎng)的使用壽命，而與蓄電池相比它有具有較高的比功率，且對(duì)環(huán)境無(wú)污染，在包括軌道交通、風(fēng)力發(fā)電、公交大巴、智能電網(wǎng)等國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)具有廣泛的市場(chǎng)需求，很多行業(yè)在使用超級(jí)電容器時(shí)需將單個(gè)單體串聯(lián)或者并聯(lián)已獲得高電壓和高能量，但是由于受限于超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)，只能采用橫向一個(gè)一個(gè)排列方式，無(wú)法采用縱向排列，導(dǎo)致模組的體積很大，在選擇上不是很靈活，導(dǎo)致在很多應(yīng)用領(lǐng)域由于模組體積問(wèn)題而無(wú)法使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種兩個(gè)單體串聯(lián)一體共用一個(gè)正負(fù)導(dǎo)電極柱的大容量電化學(xué)器件模組以解決傳統(tǒng)超級(jí)電容器存在上述的缺點(diǎn)。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：

一種內(nèi)串超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)由鋁罐、蓋板組件、集流體和電極芯卷組成的超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)；其特征在于：所述兩個(gè)超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)一端共用一個(gè)公共導(dǎo)電極柱。

其進(jìn)一步特征在于：所述內(nèi)串超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)為依次固定連接的正極鋁極柱或負(fù)極鋁極柱、集流體、電極芯卷、集流體、公共導(dǎo)電極柱、集流體、電極芯卷、集流體、負(fù)極鋁極柱或正極鋁極柱；所述鋁罐分別設(shè)置在正極鋁極柱或負(fù)極鋁極柱與公共導(dǎo)電極柱之間；所述正極鋁極柱或負(fù)極鋁極柱兩端通過(guò)蓋板封蓋。

進(jìn)一步的：所述鋁罐為通孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑與所述蓋板外圓周的外徑相吻合，外徑與所述公共導(dǎo)電極柱外徑相吻合；所述蓋板外圓周插入所述鋁罐內(nèi)徑且蓋板上端面與鋁罐口相平齊。

所述正極鋁極柱或負(fù)極鋁極柱位于鋁罐外部部分為螺紋結(jié)構(gòu)或非螺紋結(jié)構(gòu)；一端或兩端鋁極柱上開有注液孔，注液孔內(nèi)采用膠塞和激光焊接方式密封。

所述正極鋁極柱和或負(fù)極鋁極柱一端的圓周面上具有臺(tái)階，所述臺(tái)階插入所述集流體內(nèi)徑中，正極鋁極柱和或負(fù)極鋁極柱一端圓周面的外徑與集流體的外徑相吻合。

優(yōu)選的：所述公共導(dǎo)電極柱呈多臺(tái)階狀，兩端的圓周面上具有臺(tái)階，所述臺(tái)階分別插入所述集流體內(nèi)徑中，兩端的圓周面的外徑與所述集流體的外徑相吻合。

所述蓋板組件包括正極鋁極柱或負(fù)極鋁極柱和蓋板；所述正極鋁極柱和負(fù)極鋁極柱為階梯柱；所述蓋板套在正極鋁極柱或負(fù)極鋁極柱上，所述蓋板一側(cè)端面和正極鋁極柱或負(fù)極鋁極柱之間設(shè)置有絕緣圈，所述絕緣圈內(nèi)圈壁和正極鋁極柱或負(fù)極鋁極柱之間設(shè)置有密封圈；所述密封圈通過(guò)塑料固定塊抵壓在所述正極鋁極柱或負(fù)極鋁極柱上；所述蓋板內(nèi)圈壁與正極鋁極柱或負(fù)極鋁極柱之間通過(guò)絕緣圈和塑料固定塊隔離；所述塑料固定塊上方具有卡固件進(jìn)行定位。

兩個(gè)所述電極芯卷卷繞的兩個(gè)端面平整，一端焊接一個(gè)集流體，所述集流體焊接面上開有定位孔和導(dǎo)液孔。

一種基于上述內(nèi)串超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)的組裝方法，其特征在于包括下述步驟：

（1）將一個(gè)電極芯卷，通過(guò)整形壓平，使兩個(gè)端面平整，并分別焊接一個(gè)集流體；

（2）將正極鋁極柱或負(fù)極鋁極柱的一端圓周面的臺(tái)階分別插入所述電極芯卷其中一端的集流體內(nèi)徑中，通過(guò)正極鋁極柱或負(fù)極鋁極柱的臺(tái)階與集流體的兩個(gè)接觸縫沿圓周方向?qū)⒄龢O鋁極柱或負(fù)極鋁極柱和集流體焊接在一起；

（3）將公共導(dǎo)電極柱的一端圓周面的臺(tái)階插入電極芯卷另外一端的集流體內(nèi)徑中，通過(guò)公共導(dǎo)電極柱的臺(tái)階與集流體的兩個(gè)接觸縫沿圓周方向?qū)⒐矊?dǎo)電極柱和集流體焊接在一起；

（4）按照步驟（1）-（3）在公共導(dǎo)電極柱的另外一個(gè)端面上裝配完成的另一個(gè)電極芯卷；

（5）在正極鋁極柱和負(fù)極鋁極柱上依次裝配密封圈、絕緣圈和蓋板，并用塑料固定塊壓緊，卡固件定位；

（6）將步驟（5）中的電極芯卷組合體兩端分別裝配一個(gè)鋁罐，使一端的蓋板穿過(guò)鋁罐后上端面與鋁罐口相平齊；鋁罐另一端插入公共導(dǎo)電極柱的凸臺(tái)外徑，使公共導(dǎo)電極柱的外圓周外徑與鋁罐外徑相吻合；

（7）分別沿公共導(dǎo)電極柱的外徑和鋁罐外徑兩者的縫隙將公共導(dǎo)電極柱和鋁罐焊接起來(lái)；

（8）分別沿蓋板鋁罐兩者的縫隙將蓋板和鋁罐焊接起來(lái)。

優(yōu)選的：所述步驟（1）（2）（3）（7）（8）中的焊接采用激光焊接；所述步驟（7）（8）中的焊接為連續(xù)焊，熔深為0.5~1.2mm，光斑重疊率為60~90%。。