專利名稱：一種超級(jí)電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超級(jí)電容器。
背景技術(shù)：
超級(jí)電容器是近年來出現(xiàn)的一種介于傳統(tǒng)電容器和二次電池之間的新型儲(chǔ)能器 件，它在保留傳統(tǒng)電容器功率密度大的特點(diǎn)的同時(shí)，具有可達(dá)法拉級(jí)甚至數(shù)千法拉的靜 電容量，因此其具有能量密度較高的特點(diǎn)，同時(shí)還具有充放電速度快、充放電效率高、 壽命長(zhǎng)、安全性好、環(huán)境友好等特點(diǎn)，很有可能發(fā)展成為一種新型、實(shí)用、高效的儲(chǔ)能 器件。超級(jí)電容器在很多領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景，它的用途如下一是用作電源1、用作后備電源目前超級(jí)電容應(yīng)用最廣的部分是電子產(chǎn)品 領(lǐng)域，主要是充當(dāng)CMOS掉電保護(hù)、計(jì)時(shí)器、鐘表、錄像機(jī)、移動(dòng)電話等的后備電源。 2、作替換電源例如白晝-黑夜使用的轉(zhuǎn)換。白天太陽能提供電源并對(duì)超級(jí)電容器充 電，晚上則由超級(jí)電容器提供電源。典型的應(yīng)用有太陽能手表、太陽能燈、路標(biāo)燈、 公共汽車停車站時(shí)間表燈、汽車停放收費(fèi)計(jì)燈、交通信號(hào)燈等。3、作主電源通過一個(gè) 或幾個(gè)超級(jí)電容器組合釋放持續(xù)幾毫秒到幾秒的大電流，放電之后，超級(jí)電容器再由低 功率的電源充電。典型應(yīng)用有儀器儀表(如水表)、玩具車、移動(dòng)電話等。二是作功率輔助設(shè)備，特別是在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用，給超級(jí)電容器發(fā)展提供了 廣闊的空間例如在汽車啟動(dòng)，加速，爬坡時(shí)提供高功率，以保護(hù)蓄電池，在剎車時(shí)回收 儲(chǔ)存多余能量。現(xiàn)有的超級(jí)電容器普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的技術(shù)缺陷，導(dǎo)致其制作工藝難度大，且 制作成本較高，而且存在性能較低、容量較小的缺陷，特別是在儀器儀表上的應(yīng)用，當(dāng) 儀器儀表在供電電池使用完畢時(shí)，則需要更換新電池，在此過程中則容易造成儀器儀表 數(shù)據(jù)信息的丟失。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 易于制造、具有高性能、高容量的超級(jí)電容器。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型包括不銹鋼殼體，所述不銹鋼殼 體內(nèi)設(shè)置有一個(gè)電容器單體或多個(gè)相互串聯(lián)且分層疊加的電容器單體，所述電容器單體 包括一對(duì)極性電極，所述極性電極之間設(shè)有電解質(zhì)溶液及隔膜，所述隔膜上設(shè)置有至少 一個(gè)通孔，所述隔膜的兩端均設(shè)有膜電阻，所述膜電阻的外側(cè)與所述極性電極相接觸。所述極性電極由經(jīng)酸或堿活化預(yù)處理的多孔碳材料、碳納米管與粘接劑復(fù)合而 成。所述不銹鋼殼體包括相互配合的不銹鋼帽蓋、不銹鋼底殼，所述不銹鋼帽蓋與 所述不銹鋼底殼的配合處設(shè)置有絕緣橡膠圈。[0011]所述膜電阻為塑料電阻片，所述膜電阻的阻值為20 500 Ω，所述膜電阻的厚 度為 0.05 1.00mm。所述電解質(zhì)溶液有碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸 甲乙酯、乙腈、丁內(nèi)酯中的一種或多種的混合溶劑，所述電解質(zhì)溶液所用的鹽有四乙基 四氟硼酸季銨鹽、四乙基四氟硼酸季磷鹽、四乙基六氟磷酸季磷鹽、六氟磷酸鋰、四氟 硼酸鋰，所述電解質(zhì)溶液濃度為0.5 2mol/L。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型中，所述不銹鋼殼體內(nèi)設(shè)置有一個(gè)電容 器單體或多個(gè)相互串聯(lián)且分層疊加的電容器單體，所述電容器單體包括一對(duì)極性電極， 所述極性電極之間設(shè)有電解質(zhì)溶液及隔膜，所述隔膜上設(shè)置有至少一個(gè)通孔，所述隔膜 的兩端均設(shè)有膜電阻，所述膜電阻的外側(cè)與所述極性電極相接觸，本實(shí)用新型在使用 時(shí)，可防止儀器儀表在供電電池使用完畢時(shí)更換新電池過程中造成數(shù)據(jù)信息的丟失，可 確保儀器儀表持續(xù)正常工作，便于水表用戶或水表抄表工作人員操作使用，本實(shí)用新型 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造，具有高性能、高容量的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于超級(jí)電容器領(lǐng)域。本實(shí)用新型中，所述極性電極由經(jīng)酸或堿活化預(yù)處理的多孔碳材料、碳納米管 與粘接劑復(fù)合而成，具有原料易得、成本低廉、表面積大、孔結(jié)構(gòu)可控、環(huán)境友好、化 學(xué)性質(zhì)和電化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，并可有效提高超級(jí)電容器的能量密度。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一如圖1所示，本實(shí)用新型包括不銹鋼殼體，所述不銹鋼殼體包括相互配合的不 銹鋼帽蓋11、不銹鋼底殼12，所述不銹鋼帽蓋11與所述不銹鋼底殼12的配合處設(shè)置有 絕緣橡膠圈2，所述不銹鋼殼體內(nèi)設(shè)置有一個(gè)電容器單體或多個(gè)相互串聯(lián)且分層疊加的電 容器單體，一般設(shè)置為一至五個(gè)，本實(shí)施例采用一個(gè)電容器單體，所述電容器單體包括 一對(duì)極性電極3，所述極性電極3之間設(shè)有電解質(zhì)溶液及隔膜4，所述電解質(zhì)溶液為有機(jī) 體系，所述隔膜4上設(shè)置有至少一個(gè)通孔41，所述隔膜4的兩端均設(shè)有膜電阻5，所述膜 電阻5的外側(cè)與所述極性電極3相接觸。所述極性電極3由經(jīng)酸或堿活化預(yù)處理的多孔碳材料、碳納米管與粘接劑復(fù)合 而成，所述多孔碳材料是指經(jīng)過氫氧化鈉濃溶液或氫氧化鉀濃溶液在50 100°C活化， 或經(jīng)過濃硝酸或濃硫酸在50 100°C活化而成的碳質(zhì)多孔材料，活化時(shí)間一般控制在 0.3 2小時(shí)；所述碳納米管可以是單管壁、多管壁、雙管壁等，將經(jīng)活化后的多孔碳材 料和碳納米管添加粘接劑，攪拌均勻，壓制成所述極性電極3，所述粘接劑采用聚四氟乙 烯(PTFE)、均聚或共聚偏氟乙烯(PVDF或PVDF-HFP)、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉溶 液。所述膜電阻5為塑料電阻片，所述膜電阻5的阻值為20 500 Ω，所述膜電阻5 的厚度為0.05 1.00mm。[0021]所述電解液溶劑有碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸 甲乙酯、乙腈、丁內(nèi)酯中的一種或多種的混合溶劑，電解液所用的鹽有四乙基四氟硼酸 季銨鹽、四乙基四氟硼酸季磷鹽、四乙基六氟磷酸季磷鹽、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰， 所述電解液濃度為0.5 2mol/L。本實(shí)用新型的具體組裝方式為在所述不銹鋼底殼12上放置極性電極3，然后 再放置阻值為20 Ω 500 Ω，厚度在0.05 1.00mm的所述膜電阻5，再放置所述設(shè)有通 孔41的隔膜4，將所述通孔41對(duì)準(zhǔn)所述膜電阻5中心位置，在所述隔膜4上再鑲嵌一個(gè) 阻值為20 Ω 500 Ω，厚度在0.05 1.00mm的膜電阻5，在所述膜電阻5上再放置另一 個(gè)極性電極3，如此即完成一個(gè)電容器單體的組裝，然后灌注電解質(zhì)溶液，蓋上所述不銹 鋼蓋11，上述整個(gè)組裝過程在真空環(huán)境下操作(水份控制在20ppm以下)，即可制成一個(gè) 電容器單體的超級(jí)電容器。實(shí)施例二 如圖2所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別是本實(shí)施例中，所述不銹鋼殼體 內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)相互串聯(lián)且分層疊加的電容器單體，以進(jìn)一步提高超級(jí)電容器的容量及性 能，本實(shí)施例的超級(jí)電容器在組裝時(shí)，將實(shí)施例一中所述電容器單體的組裝過程再重復(fù) 一遍，即可完成第二個(gè)電容器單體的組裝。本實(shí)施例的其他特征與實(shí)施例一一致。本實(shí)用新型可制成2.7V10F，5.5V5F，8.1V3.3F等超級(jí)電容器。本實(shí)用新型可 廣泛應(yīng)用于電容器領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.一種超級(jí)電容器，包括不銹鋼殼體，其特征在于所述不銹鋼殼體內(nèi)設(shè)置有一個(gè) 電容器單體或多個(gè)相互串聯(lián)且分層疊加的電容器單體，所述電容器單體包括一對(duì)極性電 極(3)，所述極性電極(3)之間設(shè)有電解質(zhì)溶液及隔膜(4)，所述隔膜(4)上設(shè)置有至少 一個(gè)通孔(41)，所述隔膜⑷的兩端均設(shè)有膜電阻(5)，所述膜電阻(5)的外側(cè)與所述極 性電極⑶相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超級(jí)電容器，其特征在于所述不銹鋼殼體包括相互 配合的不銹鋼帽蓋(11)、不銹鋼底殼(12)，所述不銹鋼帽蓋(11)與所述不銹鋼底殼(12) 的配合處設(shè)置有絕緣橡膠圈(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超級(jí)電容器，其特征在于所述膜電阻(5)為塑料 電阻片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超級(jí)電容器，其特征在于所述膜電阻(5)的阻值為 20 500。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超級(jí)電容器，其特征在于所述膜電阻(5)的厚度為 0.05 1.00mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種超級(jí)電容器，旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、具有高性能、高容量的超級(jí)電容器。本實(shí)用新型包括不銹鋼殼體，所述不銹鋼殼體內(nèi)設(shè)置有一個(gè)電容器單體或多個(gè)相互串聯(lián)且分層疊加的電容器單體，所述電容器單體包括一對(duì)極性電極(3)，所述極性電極(3)之間設(shè)有電解質(zhì)溶液及隔膜(4)，所述隔膜(4)上設(shè)置有至少一個(gè)通孔(41)，所述隔膜(4)的兩端均設(shè)有膜電阻(5)，所述膜電阻(5)的外側(cè)與所述極性電極(3)相接觸。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于超級(jí)電容器領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01G9/042GK201804715SQ20102015602
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月6日
發(fā)明者于勇, 王培榕, 鄔新國(guó), 陳建軍 申請(qǐng)人:珠海清華科技園創(chuàng)業(yè)投資有限公司