纽扣式超级电容器及其串联结构

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1.本实用新型涉及超级电容器技术领域，具体涉及纽扣式超级电容器及其串联结构。


背景技术：
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2.纽扣式超级电容器是一种新型的储能元件，被广泛用于仪器仪表和时钟的后备电源上，具有快速充放电、使用寿命长、温度特性好等优点。如图3所示，现有纽扣式超级电容器结构主要包括负极盖、负极电极片、隔膜、正极电极片和正极壳，负极盖与正极壳之间通过密封圈密封。
3.虽然现有纽扣式超级电容器工作原理以及基本结构已经相对成熟，但纽扣式超级电容器在实际使用中时还存在一些不足：一是电极片与壳体连接主要依靠涂覆导电胶实现，导电胶受压向四周扩散，很容易导致导电胶与密封圈接触造成产品短路，再加上实际安装时又难以将电极片对中安装在壳体上进一步增加导电胶与密封圈接触的可能；二是随着使用电解液的量逐渐减少，内阻逐渐增大，最终导致性能下降，循环寿命缩短；三是密封效果一般，时有发生漏液的问题。另外，现有纽扣式超级电容器串联连接主要通过镍带连接，连接结构不牢靠，使用过程中易损坏。
4.需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。


技术实现要素：
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5.本发明的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供纽扣式超级电容器及其串联结构，具有结构设计合理、有效避免短路、内阻小、密封效果好、串联连接牢固等优点。
6.本发明通过采取以下技术方案实现上述目的：
7.纽扣式超级电容器，包括负极盖、负极电极片、隔膜、正极电极片和正极壳，所述负极盖与所述正极壳之间设有密封圈，所述负极盖内壁上设有导电衬板a，所述导电衬板a上设有环形板a，所述负极电极片设置在环形板a内，所述负极电极片与所述导电衬板a之间设有泡沫金属层a，所述正极壳内壁上设有导电衬板b，所述导电衬板b上设有环形板b，所述正极电极片设置在环形板b内，所述正极电极片与所述导电衬板b之间设有泡沫金属层b，所述负极盖和正极壳边部分别折弯设计。
8.所述负极盖边部设计成u型折边，所述正极壳上端向内折弯包裹所述密封圈。
9.所述u型折边上沿所述负极盖圆周方向间隔设有多个加强筋。
10.所述加强筋上沿垂直于u型折边方向设有螺纹孔，所述正极壳对应所述螺纹孔处设有安装孔，所述螺纹孔上设有锁紧螺钉，所述锁紧螺钉穿过所述安装孔与所述螺纹孔螺纹连接。
11.所述正极壳的侧壁上对应所述安装孔处向内设有凹槽。
12.所述导电衬板a与所述负极盖焊接连接，所述导电衬板b与所述正极壳焊接连接。
13.所述导电衬板a和导电衬板b由钛或铝或镍材质制成。
14.所述环形板a和环形板b由耐腐蚀橡胶制成。
15.所述泡沫金属层a和泡沫金属层b由泡沫镍或泡沫铜制成。
16.所述泡沫金属层a的厚度为0.1～0.8mm，所述泡沫金属层b的厚度为 0.1～0.8mm。
17.纽扣式超级电容器串联结构，包括多个如上所述的纽扣式超级电容器，相邻两个所述纽扣式超级电容器通过连接件焊接连接。
18.所述连接件包括圆板，所述圆板上设有环形凸起，所述圆板边部沿其圆周方向设有多个卡爪，所述卡爪与所述圆板垂直设置，所述环形凸起与其中一个所述纽扣式超级电容器上端焊接连接，所述卡爪与另一个所述纽扣式超级电容器的侧壁焊接连接。
19.本实用新型采用上述结构，能够带来如下有益效果：
20.(1)通过设计导电衬板、环形板和泡沫金属层，可以使得电极片的电流通过该导电衬板引出，环形板确保负极电极片位于负极盖中心、正极电极片位于正极壳中心，有效解决因导电胶涂覆过量和电极片不对中导致的短路问题，泡沫金属层能够增加游离电解液的存储量和提高电极片与导电衬板的接触性能，降低内阻，延长使用寿命；(2)通过设计加强筋，并在加强筋上设计螺纹孔和锁紧螺钉，不仅增强了整体结构强度，而且能够将负极盖、密封圈和正极壳锁紧，使密封圈受到足够、持续可靠的挤压力，密封效果好且可靠；(3)通过设计连接件以及采用焊接连接，具有连接牢靠可靠的优点，同时由于采用了锁紧螺钉对密封进行了加固，因此能够有效消除因焊接带来的对密封效果的不利影响。
附图说明：
21.图1为本实用新型纽扣式超级电容器的结构示意图；
22.图2为图1中的a部局部放大图；
23.图3为纽扣式超级电容器的串联结构示意图；
24.图4为现有纽扣式超级电容器的结构示意图；
25.图中，1、负极盖，2、负极电极片，3、隔膜，4、正极电极片，5、正极壳，6、密封圈，7、导电衬板a，8、环形板a，9、泡沫金属层a，10、导电衬板b，11、环形板b，12、泡沫金属层b，13、u型折边，14、加强筋，15、螺纹孔， 16、安装孔，17、锁紧螺钉，18、凹槽，19、侧壁，20、连接件，2001、圆板， 2002、环形凸起，2003、卡爪。
具体实施方式：
26.为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
27.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
28.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
29.此外，术语“上端”、“下端”、“边部”、“a”、“b”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的位置。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“设置”、“连接”等术语应
做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.如图1
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3所示，纽扣式超级电容器，包括负极盖1、负极电极片2、隔膜3、正极电极片4和正极壳5，所述负极盖1与所述正极壳5之间设有密封圈6，所述负极盖1内壁上设有导电衬板a7，所述导电衬板a7上设有环形板a8，所述负极电极片2设置在环形板a8内，所述负极电极片2与所述导电衬板a7之间设有泡沫金属层a9，所述正极壳5内壁上设有导电衬板b10，所述导电衬板b10 上设有环形板b11，所述正极电极片4设置在环形板b11内，所述正极电极片4 与所述导电衬板b10之间设有泡沫金属层b12，所述负极盖1和正极壳5边部分别折弯设计。通过设计导电衬板、环形板和泡沫金属层，可以使得电极片的电流通过导电衬板引出，环形板a8确保负极电极片2位于负极盖1中心、环形板 b11确保正极电极片4位于正极壳5中心，有效解决因导电胶涂覆过量和电极片不对中导致的短路问题，泡沫金属层能够增加游离电解液的存储量和提高电极片与导电衬板的接触性能，降低内阻，延长使用寿命。
32.所述负极盖1边部设计成u型折边13，所述正极壳5上端向内折弯包裹所述密封圈6。u型折边13和向内折弯设计能够挤压密封圈6提高密封效果。
33.所述u型折边13上沿所述负极盖1圆周方向间隔设有多个加强筋14。通过设计加强筋14可以显著提高u型折边13的抗挤压变形能力。
34.所述加强筋14上沿垂直于u型折边13方向设有螺纹孔15，所述正极壳5 对应所述螺纹孔15处设有安装孔16，所述螺纹孔15上设有锁紧螺钉17，所述锁紧螺钉17穿过所述安装孔16与所述螺纹孔15螺纹连接。通过设计加强筋14，并在加强筋14上设计螺纹孔15和锁紧螺钉16，不仅增强了整体结构强度，而且能够将负极盖1、密封圈6和正极壳5锁紧，使密封圈6受到足够、持续可靠的挤压力，密封效果好且可靠。
35.所述正极壳5的侧壁19上对应所述安装孔16处向内设有凹槽18。凹槽18 设计可以将锁紧螺钉17隐藏设计，便于使用安装。
36.所述导电衬板a7与所述负极盖1焊接连接，所述导电衬板b10与所述正极壳5焊接连接。
37.所述导电衬板a7和导电衬板b10由钛或铝或镍材质制成。
38.所述环形板a8和环形板b11由耐腐蚀橡胶制成。
39.所述泡沫金属层a9和泡沫金属层b12由泡沫镍或泡沫铜制成。
40.所述泡沫金属层a9的厚度为0.1～0.8mm，所述泡沫金属层b12的厚度为 0.1～0.8mm。
41.纽扣式超级电容器串联结构，包括多个如上所述的纽扣式超级电容器，相邻两个所述纽扣式超级电容器通过连接件20焊接连接。
42.所述连接件20包括圆板2001，所述圆板2001上设有环形凸起2002，所述圆板2001边部沿其圆周方向设有多个卡爪2003，所述卡爪2003与所述圆板2001 垂直设置，所述环形凸起2022与其中一个所述纽扣式超级电容器上端焊接连接，所述卡爪2003与另一个所述纽扣式超级电容器的侧壁19焊接连接。通过设计连接件20以及采用焊接连接，具有连接牢靠可靠的优点，同时由于采用了锁紧螺钉17对密封进行了加固，因此能够有效消除因焊接带来的对密封效果的不利影响。
43.上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
44.本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。