一種軟包裝層疊式超級(jí)電容器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種軟包裝層疊式超級(jí)電容器，由軟包裝膜、正極片、纖維層、隔膜、負(fù)極片、正極極耳、負(fù)極極耳組成，其特征在于：正極片與負(fù)極片依次交錯(cuò)排列疊加成電容器芯體，正極片與負(fù)極片之間均有隔膜，纖維層位于隔膜兩側(cè)外層，軟包裝膜套在電容器芯體外，正極極耳一端與正極片連接，正極極耳另一端從軟包裝膜伸出，負(fù)極極耳一端與負(fù)極片連接，負(fù)極極耳另一端從軟包裝膜伸出。其采用鋁塑膜軟包裝，簡(jiǎn)化了金屬殼體與塑料殼體的封裝工藝，利用靜電紡絲技術(shù)，在超級(jí)電容器隔膜表面形成的纖維層，可以大幅減少或抑制氣體產(chǎn)生；纖維層中存在的大量空隙，可以提供離子擴(kuò)散傳輸通道，避免凝膠體或固體膜對(duì)離子的阻礙作用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種軟包裝層疊式超級(jí)電容器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種軟包裝層疊式超級(jí)電容器，屬于新能源【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]超級(jí)電容器是一種介于電池與普通電容之間的儲(chǔ)能器件，具有比功率高，循環(huán)壽命長(zhǎng)，大電流充放電，環(huán)境友好，安全及免維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。目前，常見(jiàn)的超級(jí)電容器主要有卷繞式和層疊式，卷繞式大多采用圓柱狀鋁殼封裝，層疊式大多采用方形金屬殼或者塑料殼體封裝，以及鋁塑膜軟包裝。軟包裝的超級(jí)電容器制造工藝相對(duì)于鋁殼封裝工藝要簡(jiǎn)單，可以不用在殼體上設(shè)置泄壓安全裝置，重量輕。申請(qǐng)?zhí)?01020300815.9的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種外殼為用鋁塑復(fù)合膜制作的軟包裝混合電容器。申請(qǐng)?zhí)?00820147516.9的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種軟包裝電化學(xué)電容器，兩個(gè)以上的電容器單元按負(fù)極集流體/負(fù)極/隔膜/正極/正極集流體/正極/隔膜/負(fù)極的疊層方式重復(fù)疊層在一起，各電容器單元中的所有正極經(jīng)極耳連接在一起，各電容器單元中的所有負(fù)極經(jīng)極耳連接在一起，正極極耳與首或末電容器單元中的正極集流體焊接在一起，負(fù)極極耳與末或首電容器單元中的負(fù)極集流體焊接在一起。申請(qǐng)?zhí)?01020275932.4的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種軟包疊片式非對(duì)稱(chēng)性超級(jí)電容器，殼體采用鋁塑復(fù)合膜材料封裝成的軟包裝層，非對(duì)稱(chēng)性材料制成的正極和負(fù)極與隔膜之間采用疊片式的組裝方式構(gòu)成芯包本實(shí)用新型具有體積小、能量密度大、性能穩(wěn)定、可塑性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]由于軟包裝采用的是層疊式組片方式，內(nèi)阻較卷繞式要大，因此，降低內(nèi)阻是軟包裝要解決的問(wèn)題之一。申請(qǐng)?zhí)?00920100956.3的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種軟包裝雙電層電容器，在殼體上下兩側(cè)設(shè)有對(duì)稱(chēng)的極耳，集流體上包覆炭層，炭層上面涂覆活性炭電極，降低了集流體與活性炭層 之間的接觸電阻。申請(qǐng)?zhí)?01210085600.3的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種大功率軟包裝超級(jí)電容器極片及其制造方法，首先使用噴涂設(shè)備在金屬網(wǎng)集流體上涂覆一層導(dǎo)電膠，干燥后再用涂布機(jī)對(duì)表面覆蓋導(dǎo)電膠的極片進(jìn)行二次涂布。導(dǎo)電膠充滿(mǎn)于金屬網(wǎng)孔集流體的孔洞中，增大電極活性材料與金屬集流體的電接觸面積。申請(qǐng)?zhí)?01110388849.7的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種低內(nèi)阻有機(jī)超級(jí)電容器，該電容器具有雙面輸出結(jié)構(gòu)，電容器的正、反面分別設(shè)有正、負(fù)極輸出面，其中正極輸出面與電芯最外側(cè)的正極電極極片的非涂布面相接觸，負(fù)極輸出面與電芯最外側(cè)的負(fù)極電極極片的非涂布面相接觸，所述鋁塑膜上有露出正、負(fù)極輸出面的窗口，鋁塑膜與正、負(fù)極輸出面的四周相壓合，電容器內(nèi)阻大幅降低。申請(qǐng)?zhí)?00910272433.1的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種薄型軟包裝超級(jí)電容器，每片正極片的一端的端部有空白正極集流體，每片負(fù)極片的一端的端部有空白負(fù)極集流體；正極極耳與負(fù)極極耳位于電容器芯的兩端，有效增加了極耳的厚度和總面積，減小發(fā)熱量，避免了正、負(fù)極極耳間的短路，降低了焊接厚度。
[0004]嚴(yán)格注液控制，盡量減少漏液、氣脹等問(wèn)題。申請(qǐng)?zhí)?01010595124.0的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種新型軟包裝水系超級(jí)電容器，在電容器的上部設(shè)有排氣管，可將長(zhǎng)期使用后產(chǎn)生的氣體排出，排氣管上部填充聚四氟乙烯濾液片，有效防止漏液現(xiàn)象。申請(qǐng)?zhí)?00920244439.3的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種軟包雙電層裝電容器的注液裝置，可以在大氣環(huán)境下完成軟包裝超級(jí)電容器注液，避免傳統(tǒng)手套箱注液空間狹小造成的不便，提高了電解液的注液精度。申請(qǐng)?zhí)?00910212478.X的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種軟包裝超級(jí)電容器的制造方法，電芯裝入鋁塑膜袋后在袋的一側(cè)插入帶銅棒的注液管，化成結(jié)束后補(bǔ)入所損失的電解液，最后將注液管突出部分去除熱封；該方法制作的超級(jí)電容器不產(chǎn)生氣脹，安全可靠性好。
[0005]氣脹可以由多種原因引起，例如極片干燥不完全，充放電過(guò)程產(chǎn)生氣體，注液過(guò)程中水分、氧含量控制不嚴(yán)格等。因此，除了制備過(guò)程中嚴(yán)格控制外，還需采用其他的方法減少氣體的產(chǎn)生。申請(qǐng)?zhí)?00680033008.1的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種抑制氣體生成的方法，活性炭電極表面被厚度小于5um的凝膠形成性有機(jī)高分子化合物的薄膜層被覆，該凝膠形成性有機(jī)高分子化合物是具有一 COO—鍵的有機(jī)高分子化合物，或者聚偏氟乙烯樹(shù)脂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種軟包裝層疊式超級(jí)電容器，其采用鋁塑膜軟包裝，簡(jiǎn)化了金屬殼體與塑料殼體的封裝工藝，利用靜電紡絲技術(shù)，在超級(jí)電容器隔膜表面形成的纖維層，可以大幅減少或抑制氣體產(chǎn)生；纖維層中存在的大量空隙，可以提供離子擴(kuò)散傳輸通道，避免凝膠體或固體膜對(duì)離子的阻礙作用。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種軟包裝層疊式超級(jí)電容器，由軟包裝膜、正極片、纖維層、隔膜、負(fù)極片、正極極耳、負(fù)極極耳組成，其特征在于:正極片與負(fù)極片依次交錯(cuò)排列疊加成電容器芯體，正極片與負(fù)極片之間均有隔膜，纖維層位于隔膜兩側(cè)外層，軟包裝膜套在電容器芯體外，正極極耳一端與正極片連接，正極極耳另一端從軟包裝膜伸出，負(fù)極極耳一端與負(fù)極片連接，負(fù)極極耳另一端從軟包裝膜伸出。
[0008]本發(fā)明的有益效果:本實(shí)用新型的軟包裝層疊式超級(jí)電容器，采用鋁塑膜軟包裝，簡(jiǎn)化了金屬殼體與塑料殼體的封裝工藝，利用靜電紡絲技術(shù)，在超級(jí)電容器隔膜表面形成的纖維層，可以大幅減少或抑制氣體產(chǎn)生；纖維層中存在的大量空隙，可以提供離子擴(kuò)散傳輸通道，避免凝膠體或固體膜對(duì)離子的阻礙作用。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖2為本實(shí)用新型的電容器芯體局部結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:如圖1、2所示，一種軟包裝層疊式超級(jí)電容器，由軟包裝膜1、正極片2、纖維層3、隔膜4、負(fù)極片5、正極極耳6、負(fù)極極耳7組成，其特征在于:正極片2與負(fù)極片5依次交錯(cuò)排列疊加成電容器芯體，正極片2與負(fù)極片5之間均有隔膜4，纖維層3位于隔膜4兩側(cè)外層，軟包裝膜I套在電容器芯體外，正極極耳6 一端與正極片2連接，正極極耳6另一端從軟包裝膜I伸出，負(fù)極極耳7 —端與負(fù)極片5連接，負(fù)極極耳7另一端從軟包裝膜I伸出。
[0012]制作時(shí)，有3種方法:[0013](I)隔膜放到靜電紡絲裝置中的接收板上，加壓，聚甲基丙烯酸甲酯與氯仿組成的紡絲溶液在隔膜4表面形成纖維層3，干燥；按照同樣方法，在另一面形成纖維層3 ;按照涂覆活性炭的正極片2、隔膜4、涂覆活性炭的負(fù)極片5的順序依次疊加，制成超級(jí)電容器芯體；將芯體放到?jīng)_好的軟包裝膜I中，留出注液口，其余熱封；手套箱中注入四氟硼酸三甲基乙基胺的乙腈溶液，熱封，老化，得到軟包裝層疊式超級(jí)電容器。
[0014](2)隔膜放到靜電紡絲裝置中的接收板上，加壓，聚環(huán)氧乙烯與稀醋酸紡絲溶液在隔膜4表面形成纖維層3，干燥；按照同樣方法，在另一面形成纖維層3 ;按照涂覆活性炭的正極片2、隔膜4、涂覆鈦酸鋰的負(fù)極片5的順序依次疊加，制成超級(jí)電容器芯體；將芯體放到?jīng)_好的軟包裝膜I中，留出注液口，其余熱封；手套箱中注入IM六氟磷鋰的碳酸二甲酯溶液，熱封，老化，得到軟包裝層疊式超級(jí)電容器。
[0015](3)活性炭涂覆在網(wǎng)狀集流體上，制成正極片2，鈦酸鋰涂覆在網(wǎng)狀集流體上，制成負(fù)極片5，隔膜放到靜電紡絲裝置中的接收板上，加壓，聚丙烯腈與二甲基甲酰胺紡絲液在隔膜4表面形成纖維層3，干燥；按照同樣方法，在另一面形成纖維層3 ;按照涂覆活性炭的正極片2、隔膜4、涂覆鈦酸鋰的負(fù)極片5的順序依次疊加，制成超級(jí)電容器芯體；將芯體放到?jīng)_好的軟包裝膜I中，留出注液口，其余熱封；手套箱中注入IM六氟磷鋰的碳酸二甲酯溶液，熱封，老化，得到軟包裝層疊式超級(jí)電容器。
【權(quán)利要求】
1.一種軟包裝層疊式超級(jí)電容器，由軟包裝膜、正極片、纖維層、隔膜、負(fù)極片、正極極耳、負(fù)極極耳組成，其特征在于:正極片與負(fù)極片依次交錯(cuò)排列疊加成電容器芯體，正極片與負(fù)極片之間均有隔膜，纖維層位于隔膜兩側(cè)外層，軟包裝膜套在電容器芯體外，正極極耳一端與正極片連接，正極極耳另一端從軟包裝膜伸出，負(fù)極極耳一端與負(fù)極片連接，負(fù)極極耳另一端從軟包裝膜伸出。
【文檔編號(hào)】H01G11/52GK203562319SQ201320676065
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】榮常如, 韓金磊, 馮佳奇, 陳書(shū)禮, 張克金, 王金興 申請(qǐng)人:中國(guó)第一汽車(chē)股份有限公司