一種超級電容器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及了超級電容領(lǐng)域，特別是涉及了一種卷繞式超級電容器的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 超級電容是綠色環(huán)保的新型儲能元器件，以綠色環(huán)保，功率密度大，使用壽命長等 優(yōu)點，在汽車啟停，混合動力汽車，純電動汽車，風(fēng)電變槳，叉車動力，電梯的啟停，智能三 表，軍工，航天等新興領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。
[0003] 超級電容由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)工序多，同時由于其最終產(chǎn)品中對水份及氧氣的 含量要求極高，特別是對水的要求，因此現(xiàn)行的工藝是投入巨資，來控制生產(chǎn)環(huán)境，將生產(chǎn) 環(huán)境中的水份控制到極低的狀態(tài)?？刂粕a(chǎn)環(huán)境中的水份，不但要求投入價格昂貴的除濕 設(shè)備，運(yùn)行時耗費(fèi)大量的電能；同時由于極低水份含量的空間中，作業(yè)人員的防護(hù)也是個大 的問題，長期在極低水份且干燥的環(huán)境下作業(yè)，對作業(yè)者身體也是極大的傷害，同時生產(chǎn)效 率也很低；且本申請人發(fā)現(xiàn)120~200°c的干燥溫度容易造成超級電容器內(nèi)部材料的損壞， 導(dǎo)致其性能較差及不穩(wěn)定性；且該真空干燥很難將超級電容器內(nèi)部的水和氧進(jìn)行有效熱清 除，特別是吸附在箔表面及碳表面上的水和氧分子，造成超級電容器漏電較大且壽命測試 后各項指標(biāo)波動$父大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種超級電容器的制造方法，該方 法解決現(xiàn)有制造方法對生產(chǎn)環(huán)境要求高、生產(chǎn)效率低且對作業(yè)人員造成安全隱患的問題， 該方法對生產(chǎn)環(huán)境要求低，且生產(chǎn)效率高，同時滿足超級電容器極低水與氧含量的要求，能 夠?qū)Τ夒娙萜鲀?nèi)部的水和氧進(jìn)行有效熱清除，特別是吸附在箔表面及碳表面上的水和氧 分子，以降低超級電容器漏電及壽命測試后各項指標(biāo)的波動性。
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)： 一種超級電容器的制造方法，其包括以下步驟： (1) 卷繞：按照電極片、電解紙、電極片、電解紙的順序重疊一起卷繞成電極芯； (2) 焊接：壓實電極芯兩端，在電極芯兩端壓實的極耳上分別焊接有正集流片和負(fù)集流 片；負(fù)集流片上還焊接有上蓋； (3) 真空干燥：將步驟（2)制得的電極芯進(jìn)行真空干燥，干燥溫度為135~155°C，干燥時 間為12~25h，真空度為低于6Pa; (4) 裝殼與滾槽：將步驟（3)的電極芯取出，裝上密封圈及絕緣環(huán)，將電極芯壓入外殼 中，再進(jìn)行封口和滾槽制得超級電容器單體； (5) 真空熱處理：將步驟（4)的超級電容器單體置于100~120°C的環(huán)境下，抽真空至低 于6Pa，保壓1~3. 5h后通入干燥氮氣，保壓1~3. 5h;該步驟至少重復(fù)三次； (6) 注液：將步驟（5)制得的超級電容器單體置于充滿氮氣的密封罐中移至手套箱中； 先抽真空至低于6Pa，注入電解液，再加壓0. 3~0. 4MPa，以壓入電解液；該步驟至少重復(fù)兩 次； 加入封口橡膠塞，并密封注液孔。
[0006] -種超級電容器的制造方法具體包括以下步驟： (1) 卷繞：按照電極片、電解紙、電極片、電解紙的順序重疊一起卷繞成電極芯； (2) 焊接：壓實電極芯兩端，在電極芯兩端壓實的極耳上分別焊接有正集流片和負(fù)集流 片；負(fù)集流片上還焊接有上蓋； (3) 真空干燥：將步驟（2)制得的電極芯進(jìn)行真空干燥，干燥溫度為150°C，干燥時間為 20h，真空度為3000Pa; (4) 裝殼與滾槽：將步驟（3)的電極芯取出，裝上密封圈及絕緣環(huán)，將電極芯壓入外殼 中，再進(jìn)行封口和滾槽制得超級電容器單體； (5) 真空熱處理：將步驟（4)的超級電容器單體置于115°C的環(huán)境下，抽真空至3Pa，保 壓3h后通入干燥氮氣，保壓3h;該步驟重復(fù)六次； (6) 注液：將步驟（5)制得的超級電容器單體置于充滿氮氣的密封罐中移至手套箱中； 先抽真空至低于6Pa，注入電解液，再加壓0. 3~0. 4MPa，以壓入電解液；該步驟至少重復(fù)兩 次； 加入封口橡膠塞，并密封注液孔。
[0007] -種超級電容器的制造方法具體包括以下步驟： (1) 卷繞：按照電極片、電解紙、電極片、電解紙的順序重疊一起卷繞成電極芯； (2) 焊接：壓實電極芯兩端，在電極芯兩端壓實的極耳上分別焊接有正集流片和負(fù)集流 片；負(fù)集流片上還焊接有上蓋； (3) 真空干燥：將步驟（2)制得的電極芯進(jìn)行真空干燥，干燥溫度為155°C，干燥時間為 25h，真空度為2Pa; (4) 裝殼與滾槽：將步驟（3)的電極芯取出，裝上密封圈及絕緣環(huán)，將電極芯壓入外殼 中，再進(jìn)行封口和滾槽制得超級電容器單體； (5) 真空熱處理：將步驟（4)的超級電容器單體置于118°C的環(huán)境下，抽真空至低于 2Pa，保壓3. 5h后通入干燥氮氣，保壓3. 5h;該步驟重復(fù)七次； (6) 注液：將步驟（5)制得的超級電容器單體置于充滿氮氣的密封罐中移至手套箱中； 先抽真空至低于6Pa，注入電解液，再加壓0. 3~0. 4MPa，以壓入電解液；該步驟至少重復(fù)兩 次； 加入封口橡膠塞，并密封注液孔。
[0008] 進(jìn)一步地，在步驟（1)之前還包括將電解紙及電極片存放在45~55°C下至少12h。
[0009] 進(jìn)一步地，步驟（1)卷繞的濕度為每立方米空氣含有低于13. 8g的水。
[0010] 進(jìn)一步地，步驟（6)中手套箱的氧含量小于4PPM，水含量小于20PPM。
[0011] 進(jìn)一步地，所述電極片材料為錯箔、銅箔或鎳箔的任一種。
[0012] 進(jìn)一步地，步驟（5)中通入干燥氮氣后的壓力為0? 1~0. 3MPa。
[0013] 本發(fā)明具有如下有益效果：該超級電容器的制造方法對生產(chǎn)環(huán)境要求低，且生產(chǎn) 效率高，同時滿足超級電容器極低水與氧含量的要求，最終電容中所含水量與氧量均可控 制在1PPM以下，便于大規(guī)模生產(chǎn)；該方法解決現(xiàn)有制造方法對生產(chǎn)環(huán)境要求高、投入較大、 生產(chǎn)效率低且對作業(yè)人員造成安全隱患等問題；該方法在合適的干燥溫度下，多次進(jìn)行干 燥氮氣置換超級電容器內(nèi)部的水和氧，以進(jìn)行有效熱清除，既不損壞超級電容器內(nèi)部的材 料而影響其性能及穩(wěn)定性又降低超級電容器漏電及壽命測試后各項指標(biāo)的波動。
【附圖說明】
[0014] 圖1為超級電容器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0016] 請參考圖1，其顯示了本發(fā)明的超級電容器的結(jié)構(gòu)示意圖，包括卷繞后的電極芯 1、正集流片2、負(fù)集流片3、上蓋4、0型密封圈5、絕緣環(huán)6、外殼7。卷繞后的電極芯1兩端 分別與正集流片2和負(fù)集流片3焊接在一起，所述負(fù)集流片3與上蓋4焊接連接，該上蓋4 設(shè)有用于注入電解液的注液孔8,上蓋4還套有0型密封圈5及絕緣環(huán)6,防止負(fù)集流片3 和上蓋4與外殼7連接，起到絕緣和密封的作用；電極芯1固定安裝在外殼7內(nèi)，外殼7上 部設(shè)有卷邊，卷邊位于絕緣環(huán)6上方，用于封口作用，正極流片與外殼7底部配合連接，外殼 7底部作為一引出極，上蓋4作為另一引出極。
[0017] 一種超級電容器的制造方法，其包括以下步驟： (1) 電極片及電解紙的準(zhǔn)備：將電解紙及電極片存放在45~55°C下至少12h;電極片的 寬度為125mm，其中碳寬度為110mm，留白寬為15mm;電解質(zhì)的寬度為120mm;電極片的材料 優(yōu)選為鋁箔、銅箔或鎳箔的任一種； (2) 卷繞：卷繞所處的環(huán)境濕度為每立方米空氣含有低于13. 8g的水，在該濕度下按照 電極片、電解紙、電極片、電解紙的順序重疊一起卷繞成電極芯；卷成的電極芯外徑控制在 58mm以內(nèi)，長度控制在140mm以內(nèi)； (3) 焊接：通過掃平機(jī)掃平壓實電極芯兩端，壓實后的長度尺寸約為125mm;在電極芯 壓實的一端極耳上焊接負(fù)集流片，并在負(fù)集流片上焊接上蓋；在電極芯壓實的另一端極耳 上焊接正集流片； (4) 真空干燥：將焊接好的電極芯裝入干燥罐中，將干燥罐放入烘箱中進(jìn)行高溫真空干 燥，干燥溫度為135~155°C，干燥時間為12~24h，真空度保持在6Pa以下； (5) 裝殼與滾槽：取出真空干燥后的電極芯，裝上密封圈及絕緣環(huán)，將電極芯壓入外殼 中，通過外殼上部卷邊壓在絕緣環(huán)上進(jìn)行封口；在負(fù)集流片和上蓋之間間隙所對應(yīng)的外殼