专利名称：一种圆柱形超级电容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及超级电容器技术领域，特别是涉及一种圆柱形超级电容器。
背景技术：
超级电容器(又叫电化学电容器)是一种新型的电荷储备元件，与一般电池相比， 具有容量大、支持大电流充放电、循环寿命长和环保无污染等优点，能提供快速的能量释 放，满足高功率需求，因此超级电容器在新能源、交通运输、工业等领域有着广阔的应用前 景，适用于电动汽车、风力发电等领域。目前超级电容器在外形上主要包括圆柱形和方形，在极性位置上分为同端和异端 两种。从荷电量区分，可分为微法级、毫法级、法拉级和千法级。从外壳材质可分为铝壳、钢 壳和塑壳。传统的超级电容器的制作工艺为通过极片伸出的极耳将极组两端分别与上盖和 壳体连接，这样的缺点是内阻高，而且使制作工艺过于复杂；并且由于密封工艺只有一重密 封，在经过多次使用后，电解液泄漏的隐患大大提高，其安全性能较差，无法保证用户长时 间安全使用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种圆柱形超级电容器，其具有较低的内阻，并且 还具有高功率以及低泄漏隐患的特点，可以提高圆柱形超级电容器整体的安全性能，让用 户长时间安全使用，有利于扩大电容器厂家的市场占有率，具有重大的生产实践意义。为此，本发明提供了一种圆柱形超级电容器，包括有中空的壳体7，所述壳体7顶 部开口设置有上盖4，所述壳体7内部设置有极组2 ；
所述极组2顶面和底面分别与上集流体6和下集流体9直接焊接，所述下集流体9与 壳体7底部相焊接。其中，所述极组2的顶端和底端分别具有无浆箔20，所述极组2顶面的无浆箔20 与所述上集流体6相焊接，所述极组2底面的无浆箔20与所述下集流体9相焊接。其中，所述极组2包括正极片21和负极片22，所述正极片21和负极片22中间具 有隔膜23，所述正极片21和负极片22的上下两端分别具有无浆箔20，所述无浆箔20的宽 度为 lmnT20mmo其中，所述上盖4上设置有一个注液孔，所述注液孔从上到下依次塞入有密封塞5 和密封销钉3，所述密封销钉3和上盖4顶面相密封焊接。其中，所述上盖4底面与所述上集流体6顶面相焊接，所述上盖4的四周边缘与所 述壳体7的顶部相密封焊接。其中，所述壳体7上部外侧壁上开有一条环形的滚槽10，所述滚槽10的底面与所 述极组2顶面相接触。由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种圆柱形超级电容器，其 具有较低的内阻，并且还具有高功率以及低泄漏隐患的特点，可以提高圆 柱形超级电容器整体的安全性能，让用户长时间安全使用，有利于扩大电容器厂家的市场 占有率，具有重大的生产实践意义。
图1为本发明提供的一种圆柱形超级电容器的剖面结构示意图； 图2为本发明提供的一种圆柱形超级电容器中极组的结构示意图中，2为极组，3为密封销钉，4为上盖，5为密封塞，6为上集流体，7为壳体，9为下集 流体，10为滚槽，20为无浆箔，21为正极片，22为负极片，23为隔膜。
具体实施例方式为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本 发明作进一步的详细说明。参见图1、图2，本发明提供了一种圆柱形超级电容器，包括有中空的圆柱形壳体 7，所述壳体7顶部开口，所述壳体7的顶部设置有上盖4，所述壳体7内部设置有圆柱形的 极组2。参见图2，所述极组2包括正极片21和负极片22，所述正极片21和负极片22中 间具有隔膜23，所述正极片21和负极片22的上下两端分别具有无浆箔20，所述无浆箔20 的宽度为lmnT20mm，其材料可以是铝、铜等低电阻率材质。具体实现上，所述极组2由带有无浆箔20的正极片21和带有无浆箔20的负极片 22卷绕成在一起形成，所述极组2为圆柱形，所述极组2的顶端和底端分别具有无浆箔20， 在卷绕过程中所述正极片21和负极片22的中间由隔膜23分隔开。所述极组2是通过整 形后得到，极组2两端的无浆箔20分别向卷芯方向弯曲并集中。参见图1，在本发明中，所述极组2顶面和底面没有向外伸出的极耳，所述极组2顶 面和底面分别与上集流体6和下集流体9直接固定焊接，具体为所述极组2顶面的无浆箔 20与所述上集流体6相焊接，所述极组2底面的无浆箔20与所述下集流体9相焊接。需要 说明的是，所述焊接方法包括氩弧焊、超声焊、激光焊或电阻焊等。在本发明中，所述下集流体9与壳体7内底面相接触，所述下集流体9与壳体7底 部相焊接。需要说明的是，所述焊接方法包括氩弧焊、超声焊、激光焊或电阻焊等。在本发明中，所述上盖4上设置有一个注液孔，所述注液孔从上到下依次塞入有 密封塞5和密封销钉3，所述密封销钉3和上盖4顶面相密封焊接，从而实现了将所述注液 孔进行双重密封，减少了壳体7内液体从注液孔中泄漏的隐患。需要说明的是，所述注液孔具有两重密封，一是通过压入密封塞5密封，其材质可 以是过氟烷基化物PFA、乙烯丙烯橡胶EPDM或苯乙烯丁二烯SBR等；而是通过压入密封销 钉3，然后与上盖4焊接达到密封效果，其材质可以是Fe、Al、Cu等金属，其焊接方法包括氩 弧焊、超声焊、激光焊、电阻焊等。在本发明中，所述上盖4底面与所述上集流体6顶面相焊接，所述上盖4的四周边 缘与所述壳体7的顶部开口相密封焊接。在本发明中，所述壳体7上部外侧壁上开有一条环形的滚槽10，所述滚槽10的底面与所述极组2顶面相接触，卡紧所述极组2，对极组2进行固定，防止极组2的垂直方向晃 动，从而消除了电容器产品多次震动或跌落后，内部连接失效的隐患。具体实现上，所述滚 槽10的位置距壳体顶部开口的距离为lmnT20mm，所述滚槽10的深度优选为lmnTlOmm。需要说明的是，在本发明中，所述极组2经过了特殊工艺整形，通过下集流体9与 之固定连接；极组2通过上集流体6与上盖4进行固定连接；上盖4与壳体7连接；上盖4 上的注液孔经过密封销钉3和密封塞5进行两重密封；极组2通过对壳体7外壁进行滚槽 的方法加以固定。对于本发明提供的圆柱形超级电容器，其主要工艺过程如下
步骤一、将带有无浆箔20的正极片21和带有无浆箔20的负极片22中间由隔膜23分 隔开，并且卷绕成圆柱形；
步骤二、将极组2整形，使极组2两端的无浆箔20向卷芯方向弯曲靠拢； 步骤三、将下集流体9通过焊接的方式直接与极组2 —端的无浆箔20连接在一起； 步骤四、将焊好下集流体9的极组2放入壳体7中，通过焊接的方法从壳体7底部外侧 将壳体7的内底面与下集流体9焊接在一起；
步骤五、将上集流体6顶部与上盖4底部焊接，将上集流体6底部通过焊接的方式与极 组2顶部的无浆箔20连接在一起；
步骤六、将上盖4压入壳体7顶部的开口中，然后用焊接方式将上盖4与壳体7顶部 开口进行密封焊接；
步骤七、经过80°C 180°C烘干，除去壳体7内部的水分和氧气； 步骤八、通过上盖4上的注液孔，注入电解液，并用密封塞5封住； 步骤九、将一种金属密封销钉3压入注液孔中，通过焊接方式将密封销钉与上盖4密 封焊接；
步骤十、在壳体上部外侧壁上进行滚槽，形成滚槽10，滚槽10与极组2的顶部相接触， 从而使极组2固定。对于本发明，与现有技术相比较，本发明的优点是极组2正负极两端没有向外伸 出的极耳，而是直接与上集流体6和下集流体9焊接在一起，缩短了导电路径，降低了内部 阻抗，也简化了工艺；此外，下集流体9与壳体7底部之间不仅仅是接触，而是在外部将壳体 7内底面和下集流体9焊接到一起，降低了内部阻抗。本发明采用上集流体6、下集流体9与极组2直接焊接的方式，及壳体7底部与下 集流体9焊接工艺不仅大幅降低了内部阻抗，而且简化了工艺，特别适用于需要提供高功 率释放和快速充电的设备。本发明通过设置在所述注液孔从上到下依次塞入有密封塞5和密封销钉3，并将 密封销钉3与上盖4顶面进行焊接，从而达到了对注液孔双重密封的工艺，极大减少了电解 液泄漏的隐患。另外，本发明还通过采用对壳体设置滚槽的方式，固定了极组，消除了产品多次震 动或跌落后，内部连接失效的隐患。 综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种圆柱形超级电容器，其具有较低 的内阻，并且还具有高功率以及低泄漏隐患的特点，可以提高圆柱形超级电容器整体的安 全性能，让用户长时间安全使用，有利于扩大电容器厂家的市场占有率，具有重大的生产实践意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种圆柱形超级电容器，其特征在于，包括有中空的壳体(7)，所述壳体(7)顶部开 口设置有上盖(4)，所述壳体(7)内部设置有极组(2)；所述极组(2)顶面和底面分别与上集流体(6)和下集流体(9)直接焊接，所述下集流体 (9)与壳体(7)底部相焊接。
2.如权利要求1所述的圆柱形超级电容器，其特征在于，所述极组(2)的顶端和底端分 别具有无浆箔(20)，所述极组(2)顶面的无浆箔(20)与所述上集流体(6)相焊接，所述极组 (2 )底面的无浆箔(20 )与所述下集流体(9 )相焊接。
3.如权利要求2所述的圆柱形超级电容器，其特征在于，所述极组(2)包括正极片(21) 和负极片(22)，所述正极片(21)和负极片(22)中间具有隔膜(23)，所述正极片(21)和负 极片(22)的上下两端分别具有无浆箔(20)，所述无浆箔(20)的宽度为lmnT20mm。
4.如权利要求1所述的圆柱形超级电容器，其特征在于，所述上盖(4)上设置有一个注 液孔，所述注液孔从上到下依次塞入有密封塞(5)和密封销钉(3)，所述密封销钉(3)和上 盖(4)顶面相密封焊接。
5.如权利要求1所述的圆柱形超级电容器，其特征在于，所述上盖(4)底面与所述上集 流体(6)顶面相焊接，所述上盖(4)的四周边缘与所述壳体(7)的顶部相密封焊接。
6.如权利要求1至5中任一项所述的圆柱形超级电容器，其特征在于，所述壳体(7)上 部外侧壁上开有一条环形的滚槽(10)，所述滚槽(10)的底面与所述极组(2)顶面相接触。
全文摘要
本发明公开了一种圆柱形超级电容器，包括有中空的壳体(7)，所述壳体(7)顶部开口设置有上盖(4)，所述壳体(7)内部设置有极组(2)；所述极组(2)顶面和底面分别与上集流体(6)和下集流体(9)直接焊接，所述下集流体(9)与壳体(7)底部相焊接。本发明公开的一种圆柱形超级电容器，其具有较低的内阻，并且还具有高功率以及低泄漏隐患的特点，可以提高圆柱形超级电容器整体的安全性能，让用户长时间安全使用，有利于扩大电容器厂家的市场占有率，具有重大的生产实践意义。
文档编号H01G9/08GK102074360SQ20101059501
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者尹子振, 江斌, 薛龙均, 赵程, 邱慧敏, 马猛 申请人:天津力神电池股份有限公司