[實用新型]一種緊湊型框架式低內(nèi)阻超級電容器模組有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201820616548.2 | 申請日： | 2018-04-27 |
| 公開（公告）號： | CN208954815U | 公開（公告）日： | 2019-06-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 畢永平;林超 | 申請（專利權(quán)）人： | 安徽開博電容科技有限公司 |
| 主分類號： | H01G11/10 | 分類號： | H01G11/10;H01G11/78;H01G11/36;H01G11/42 |
| 代理公司： | 武漢帥丞知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42220 | 代理人： | 朱必武 |
| 地址： | 246001 安徽省安慶市開發(fā)區(qū)濱*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 格子 超級電容器模組 芯子 本實用新型 超級電容器 活性碳電極 導(dǎo)電劑 低內(nèi)阻 框架式 石墨烯 石墨 超級電容器單體 電容器 串并聯(lián)電容器 一次整體成型 框架式結(jié)構(gòu) 鋁合金材料 共用外殼 模組內(nèi)部 相鄰殼壁 分格 殼體 內(nèi)阻 外壁 分隔 墻壁 替代 改進 | ||
本實用新型涉及一種緊湊型框架式低內(nèi)阻超級電容器模組，模組內(nèi)部為框架式結(jié)構(gòu)，按所需電容器個數(shù)做好一次整體成型的分格殼體；每個格子之間采用與超級電容器單體外壁相同厚度的鋁合金材料作為分隔的格子墻壁，每個格子里放置一個超級電容器芯子；超級電容器芯子的活性碳電極采用石墨烯粉末取代石墨作為導(dǎo)電劑。本實用新型的設(shè)計取消了多個串并聯(lián)電容器單元的一部分外殼，以共用外殼替代相鄰之間單元的兩個相鄰殼壁，從而減少了浪費體積。此外，還在活性碳電極方面進行了改進，采用石墨烯粉末取代石墨作為導(dǎo)電劑，以降低內(nèi)阻。
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型屬于儲能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種緊湊型框架式低內(nèi)阻超級電容器模組。
背景技術(shù)
超級電容器主要由活化電極、金屬集電極、電解質(zhì)、隔離膜、端板、引線和封裝材料幾部分組成；作為一種儲能元件，超級電容器壽命長，可以反復(fù)充放電幾十至上百萬次，充電快10s-15min即可充滿，快充放電無損；高儲能量，具有高達幾十萬法拉超大電容量。
從現(xiàn)有的超級電容器產(chǎn)品來看，無論是單體或模組，相對于儲能元件中的其他類型如蓄電池等，其能量密度還是偏低，僅為鉛酸蓄電池的10％，一般為 5Wh-10Wh/kg。超級電容器單體電壓低，一般僅為2.7V，需要經(jīng)大量串聯(lián)組合后形成高壓模組，由于外殼封裝造成的體積浪費使得高壓超級電容器模組的整體儲能密度更是大幅下降。
在提高超級電容器儲能體積比方向，一般是將多個2.7V單體在外部接線串聯(lián)后整體封裝，串聯(lián)方式簡單，但體積大、能量體積比低。圖1所示為現(xiàn)有的單個2.7V超級電容器單體外形，圖2所示為單個單體外殼的俯視尺寸，其中邊長 a為58，厚度b為4，單位為mm，圖3為內(nèi)部極片為層疊布置結(jié)構(gòu)組成的電容器芯子示意圖。圖4所示為由18個單體串聯(lián)組成6行3列的48V模組俯視尺寸，其中長度L為348，寬度W為174，單位為mm。以一個2.7V，3000F的電容器單體為例，其單體的外殼厚度一般為4mm，材料一般為鋁合金，單體的長寬高一般為58mm*58mm*170mm，由這樣尺寸的18個單體外部連接后串聯(lián)而成模組的尺寸為(58*6)mm*(58*3)mm*170mm。圖5為多個單體外部連接形成模組的例圖。
另外，目前采用的主要為活性碳電極，由于材料本身性質(zhì)，其等效內(nèi)阻相對電解電容器而言仍然較高。
實用新型內(nèi)容
針對背景技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種緊湊型框架式低內(nèi)阻高儲能體積密度超級電容器模組，通過減小單體的外殼封裝，可將同電壓同容量的超級電容器模組儲能體積比提高10％，同時在活性碳電極中添加一定比例的石墨烯，進一步降低超級電容器單體的內(nèi)阻。
為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：
一種緊湊型框架式低內(nèi)阻超級電容器模組，其特征在于：模組內(nèi)部為框架式結(jié)構(gòu)，按所需電容器個數(shù)做好一次整體成型的分格殼體；每個格子之間采用與超級電容器單體外壁相同厚度的鋁合金材料作為分隔的格子墻壁，每個格子里放置一個超級電容器芯子；超級電容器芯子的活性碳電極采用石墨烯粉末取代石墨作為導(dǎo)電劑。
進一步地，模組整體的頂蓋為一整張端蓋板，在此端蓋板上對每個格子相應(yīng)的定位設(shè)置電極引出接頭。
進一步地，殼體與模組頂蓋之間布置彈性高分子聚合物作為墊片密封圈。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：本實用新型的設(shè)計取消了多個串并聯(lián)電容器單元的一部分外殼，以共用外殼替代相鄰之間單元的兩個相鄰殼壁，從而減少了浪費體積。此外，還在活性碳電極方面進行了改進，增加石墨烯粉末取代石墨作為導(dǎo)電劑，以降低內(nèi)阻。
附圖說明
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的單個2.7V超級電容器單體外形。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)的單個單體外殼的俯視尺寸。
圖3為現(xiàn)有技術(shù)的電極片層疊布置結(jié)構(gòu)的超級電容器芯子。
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