[發(fā)明專利]一種水系扣式超級電容

在審

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• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112216524A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳義旺;廖學(xué)民;談利承;袁凱;黃俊
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇納能新能源有限公司
• 主分類號: H01G11/58
• 分類號: H01G11/58;H01G11/78;H01G11/22
• 代理公司: 南昌朗科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 36134
• 代理人: 郭毅力

一種水系扣式超級電容，屬于電氣元件技術(shù)領(lǐng)域，包括正極殼體、負(fù)極殼體、絕緣帶、電芯、電解液；所述正極殼體與負(fù)極殼體形成一個放置電芯的空間，并用絕緣帶將正、負(fù)極殼體連接處密封，形成一個封閉的空間；所述的方形電芯由一條正極片、一條負(fù)極片、一張隔膜按正極片/隔膜/負(fù)極片相疊，再按S型卷制而成，并將正極片焊接于正極殼體、負(fù)極片焊接于負(fù)極殼體上；所述的電芯內(nèi)置于正、負(fù)極殼體形成封閉的空間內(nèi)。本發(fā)明采用贗電容機(jī)理水系方形結(jié)構(gòu)的電芯，提升了空間利用率，減少電解質(zhì)離子導(dǎo)通的距離，保障了穩(wěn)定性，解決了超級電容實(shí)際使用中容量低、續(xù)航時間短的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電氣元件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水系扣式超級電容。

背景技術(shù)

超級電容器作為一種新型儲能裝置，介于傳統(tǒng)電容器和二次電池之間具有快速充放電的新型能源存儲設(shè)備，由于具有較高的能量密度和功率密度，以及優(yōu)異的循環(huán)性能等特點(diǎn)在航空航天、數(shù)字通訊、電力削峰填谷、智能儀表、風(fēng)力發(fā)電智能變槳、油電混合、純電動汽車都有廣闊的應(yīng)用前景。

由于機(jī)理不同，業(yè)界將超級電容分為：1、贗電容（法拉第電容），基于電極材料或體相中，電極活性物質(zhì)進(jìn)行欠電位沉積或化學(xué)脫附，發(fā)生高度可逆的氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生和電極充放電電位有關(guān)的電容。2、雙電層電容基于高比面積活性炭電極材料和電解液之間界面電荷分離產(chǎn)生的雙電層電容來儲存電能的電容。3、混合電化學(xué)電容器由兩種不同類型的電極材料作為正負(fù)極組成，其中一個具有雙電層電容特征，另一個電極具有法拉第電容特征，來實(shí)現(xiàn)高的功率密度、能量密度的電容。

當(dāng)今世界正面臨著環(huán)境與能源相關(guān)的一系列問題與挑戰(zhàn)，如“PM2.5”、溫室效應(yīng)、霧霾等現(xiàn)象的出現(xiàn)，促使學(xué)術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)制造共同致力于發(fā)展以水系為源頭的綠色安全的能量存儲器件，以適應(yīng)當(dāng)前乃至可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展具有十分重要的意義。

超級電容的電極材料是否易得、理論容量如何，電解質(zhì)體系的匹配，以及制造工藝各個環(huán)節(jié)的管控是實(shí)現(xiàn)高的能量密度、功率密度、長的循環(huán)壽命以及高性價比器件的前提。

如何改變超級電容的結(jié)構(gòu)，提升空間利用率，減少電解質(zhì)離子導(dǎo)通的距離，保障問題器件的穩(wěn)定性，提高所述水性超級電容的容量是我們要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種扣式水系超級電容，采用的是一個贗電容機(jī)理水系方形結(jié)構(gòu)的電芯，解決器件實(shí)際使用中容量低、續(xù)航時間短的問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明所述一種水系扣式超級電容，包括正極殼體、負(fù)極殼體、絕緣帶、電芯、電解液。

所述正極殼體與負(fù)極殼體形成一個放置電芯的空間，并用絕緣帶將正、負(fù)極殼體連接處密封，經(jīng)模具沖壓可形成一個封閉的空間。

所述的方形電芯由一條正極片、一條負(fù)極片、一張隔膜按正極片/隔膜/負(fù)極片相疊，再按S型卷制而成，并將正極片焊接于正極殼體、負(fù)極片焊接于負(fù)極殼體上。

優(yōu)選地，所述的方形電芯正極片的留白處與正極殼體之間、負(fù)極片的留白處與負(fù)極殼體之間焊接時加一張襯箔，以加大接觸面積從而減少阻抗。

所述的電芯內(nèi)置于正、負(fù)極殼體形成封閉的空間內(nèi)。

所述的方形電芯正、負(fù)極片的集流體可選用雙面光鋁箔、腐蝕鋁箔、涂炭鋁箔、不銹鋼箔、不銹鋼網(wǎng)、鎳箔或泡沫鎳。

所述的電解液為21mol/L的雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰（LiTFSI），也可選用其它摩爾比的弱酸電解質(zhì)或者鹽溶液電解質(zhì)。

所述的隔膜選用聚丙烯微孔親水隔膜（PPDG），優(yōu)選孔徑0.22μm、厚度100μmPPDG085系列微孔膜。

本發(fā)明采用贗電容機(jī)理水系方形結(jié)構(gòu)的電芯，提升了空間利用率，減少電解質(zhì)離子導(dǎo)通的距離，保障了穩(wěn)定性，解決了超級電容實(shí)際使用中容量低、續(xù)航時間短的問題。