[實(shí)用新型]分體式超級(jí)蓄電容器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820955688.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN208336002U
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧天罡;顧美達(dá);張洪宇;李秀瑩;顧天尕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 顧天罡
• 主分類號(hào): H01G11/24
• 分類號(hào): H01G11/24;H01G11/14;H01G11/16;H01G11/52
• 代理公司: 錦州遼西專利事務(wù)所(普通合伙) 21225
• 代理人: 李輝;葛春波

一種分體式超級(jí)蓄電容器，包括兩個(gè)獨(dú)立不直接接觸的電極池，所述電極池包括絕緣殼體、設(shè)置在絕緣殼體內(nèi)的電極、填充在電極間隙處的電介質(zhì)，在二個(gè)電極池的絕緣殼體上彼此相對(duì)側(cè)開設(shè)通孔，在所述通孔內(nèi)設(shè)置絕緣介質(zhì)層，兩個(gè)絕緣介質(zhì)層之間通過導(dǎo)線一、熔斷器和開關(guān)連接。有益效果是：分體式超級(jí)蓄電容器電場(chǎng)最強(qiáng)處在正負(fù)電極池連接處，當(dāng)絕緣介質(zhì)層不能承受正負(fù)電極池間電勢(shì)差，電流首先通過熔斷器，熔斷器被電流熔斷，擊穿現(xiàn)象瞬間終止，能量釋放極少，且擊穿現(xiàn)象發(fā)生在正負(fù)電極池外部，遠(yuǎn)離電極池內(nèi)材料，從而保證電池整體安全；采用分體式超級(jí)蓄電容器，通過在絕緣殼體上設(shè)置絕緣介質(zhì)層，大大減小正負(fù)極池間絕緣介質(zhì)層的面積，減少漏電流。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種電容器，尤其涉及一種分體式超級(jí)蓄電容器。

背景技術(shù)

超級(jí)蓄電容器是介于傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的一種新型儲(chǔ)能裝置，它既具有電容器快速充放電的特性，同時(shí)又具有電池的大容量?jī)?chǔ)能特性。CN107331527A公開了一種超大容量超級(jí)電容器，其依據(jù)高斯和法拉第電學(xué)原理，由三維立體電極和電介質(zhì)混合構(gòu)成正負(fù)電極池，充電時(shí)，電荷在三維立體結(jié)構(gòu)內(nèi)均勻分布，排布在三維電極表面處，電荷電勢(shì)處處相等。電介質(zhì)不導(dǎo)電性質(zhì)阻止電極內(nèi)電荷流出到電極池內(nèi)，設(shè)置在正負(fù)電極池中間的隔膜阻止正負(fù)極間電荷流動(dòng)。

當(dāng)超級(jí)蓄電容器內(nèi)電介質(zhì)和隔膜材料介電強(qiáng)度相同時(shí)，電容器的電容量公式為C＝ε×ε0×S/d，式中：ε-----電極池中電介質(zhì)介電常數(shù)，ε0-----真空介電常數(shù)，S-----極板面積＝單側(cè)電極池內(nèi)多孔電極與電介質(zhì)接觸總表面積，d-----隔膜厚度；超級(jí)蓄電容器最大儲(chǔ)電能計(jì)算公式E＝1/2CU²，U為隔膜臨界擊穿電壓。根據(jù)電容基本原理，平板電容極板上儲(chǔ)存電荷密度最大值是恒定值。平板電容儲(chǔ)存電能時(shí)，用同一種電介質(zhì)制成隔膜厚度不同(額定擊穿電壓不同)的平板電容，充以臨界擊穿電壓時(shí)，額定電壓1伏和1萬伏的電容器電極板上的最大電荷密度相同，即平板電容電極板上的最大電荷密度是一個(gè)恒定值。平板電容如果要增大儲(chǔ)存電能量，只有通過增大極板面積(增加儲(chǔ)存電荷數(shù)量)或介質(zhì)厚度(增大電荷電勢(shì)能)兩種方法，隨之帶來電容體積和質(zhì)量的線性增加，因此平板電容能量密度很小。該文獻(xiàn)是利用正負(fù)電極池內(nèi)三維立體極板巨大表面儲(chǔ)存大量電荷，只要增大中間隔膜厚度，即可使正負(fù)電極池內(nèi)的正負(fù)電荷之間的電勢(shì)差更大，同等量的電荷攜帶的能量變大。超級(jí)蓄電容器儲(chǔ)存的電能隨隔膜厚度倍數(shù)的增加而成倍數(shù)增加，隔膜增加所占整體體積和質(zhì)量極小，儲(chǔ)存的電能成倍數(shù)增加而超級(jí)蓄電容器體積和質(zhì)量基本不增加，因此可獲高能量密度。

超級(jí)蓄電容器正負(fù)極和隔膜緊密布置連接為一體，一旦因?yàn)榻^緣層介電強(qiáng)度下降等原因，絕緣隔膜不能承受正負(fù)電極池間電壓差，將隔膜擊穿，瞬間產(chǎn)生巨大能量釋放，會(huì)引燃電極池材料，擊穿過程無法停止，會(huì)產(chǎn)生巨大安全隱患。此外，正負(fù)極間絕緣隔膜接觸面大，儲(chǔ)存電能時(shí)漏電流大，造成能量無用流失。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型是要解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種分體式超級(jí)蓄電容器。

本實(shí)用新型涉及的分體式超級(jí)蓄電容器，包括兩個(gè)獨(dú)立不直接接觸的電極池，所述電極池包括絕緣殼體、設(shè)置在絕緣殼體內(nèi)的電極、填充在電極間隙處的電介質(zhì)，在二個(gè)電極池的絕緣殼體上彼此相對(duì)的側(cè)面開設(shè)通孔，在所述通孔內(nèi)設(shè)置絕緣介質(zhì)層，兩個(gè)絕緣介質(zhì)層之間通過導(dǎo)線一、熔斷器和開關(guān)連接。

進(jìn)一步地，所述開關(guān)由開關(guān)控制器控制通斷。

進(jìn)一步地，在所述通孔內(nèi)緊貼電介質(zhì)層外側(cè)面鑲裝導(dǎo)體，所述導(dǎo)線一與所述導(dǎo)體外表面電連接。

進(jìn)一步地，所述絕緣殼體設(shè)置在金屬屏蔽殼內(nèi)，由于二個(gè)電極池內(nèi)分別儲(chǔ)存了大量的正負(fù)電荷，因此對(duì)外形成強(qiáng)的電場(chǎng)，容易對(duì)外界形成干擾，通過接地的金屬屏蔽殼起到屏蔽作用，防止電極池電場(chǎng)對(duì)外界產(chǎn)生干擾和外界雨天雷擊時(shí)引雷。

進(jìn)一步地，所述絕緣介質(zhì)層為氧化鋁、聚四氟乙烯或云母。