CN102496483A - 一种圆柱形超级电容器 - Google Patents

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薛龙均
尹子振
李祺武
曹国兴
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    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Abstract

本发明属于电池技术领域，公开了一种圆柱形超级电容器，所述超级电容器包括顶端开口、底端封闭的圆柱形中空壳体，置于所述壳体内的极组，与所述极组的顶端面、底端面分别焊接在一起的上集流体、下集流体，与所述壳体顶边密封连接的中央置有通孔的上盖，所述上集流体顶部中央向上凸起形成自所述通孔向外伸出并与所述通孔过盈配合的伸出端外壁带螺纹的正极柱；所述壳体的外底部中央设有一外壁上制有螺纹的圆柱体。本发明圆柱形超级电容器，设计安全合理，整体结构紧凑，使用寿命长，特别适合于需要提供快速的能量释放，能满足高功率需求的应用场合，具有非常广泛的前景。

Description

一种圆柱形超级电容器
技术领域
 本发明属于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，是近年来一种新兴的电荷储能器件，其寿命长、安全可靠、储能巨大，是一种理想的储能装置。它兼具普通电容器的大电流快速充放电特性与电池的储能特性，填补了普通电容器与电池之间比能量与比功率的空白。由于其具有特殊优点，其应用领域非常广阔，涉及运输业、风能、太阳能、军事、工业等各个领域。
目前，超级电容器在外形上主要包括圆柱形电容器和方形电容器，其中，圆柱形在结构上又可分为正负极同端和正负极异端两种。
但目前的正负极异端超级电容器存在整体输出可靠性差的问题；另外，超级电容器整体结构不够紧凑，不便于与外部的器件进行连接。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全可靠、使用寿命长的圆柱形超级电容器。
本发明是这样实现的，一种圆柱形超级电容器，包括顶端开口、底端封闭的圆柱形中空壳体，置于所述壳体内的极组，与所述极组的顶端面、底端面分别焊接在一起的上集流体、下集流体，与所述壳体顶边密封连接的中央置有通孔的上盖，所述上集流体顶部中央向上凸起形成自所述通孔向外伸出并与所述通孔过盈配合的伸出端外壁带螺纹的正极柱；所述壳体的外底部中央设有一外壁上制有螺纹的圆柱体。
所述下集流体与壳体内底部面接触并超声焊接。
所述极组的顶端面、底端面分别与上集流体、下集流体的对应端面激光焊接。
所述正极柱与所述通孔的接合处激光焊接。
所述壳体顶部具有圆环形的内折边，所述上盖设在所述壳体内并通过圆环形密封垫圈与所述内折边密封连接。
所述的壳体为铝壳。
本发明所述的圆柱形超级电容器，设计安全合理，整体结构紧凑，使用寿命长，特别适合于需要提供快速的能量释放，能满足高功率需求的应用场合，具有非常广泛的前景。
附图说明
 图1是本发明实施例提供的一种圆柱形超级电容器的结构示意图。
具体实施方式
 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步作详细说明。
参见图1，一种圆柱形超级电容器，其为正负极异端的超级电容器，包括中空的圆柱形壳体4，所述壳体4顶部开口，底端封闭，所述壳体4顶部设置有上盖1，所述的上盖1中央设有通孔，所述壳体4的内部设置有圆柱形的极组5。
所述的极组5顶端面和底端面分别与上集流体2和下集流体6对应端面固定连接；具体为：所述的极组5的顶端面与上集流体2的底端面贴合，然后将所述极组5顶端面与上集流体2进行激光焊接，焊接区域均匀分布在上集流体2的表面，从而使得所述的极组5与上集流体2牢固配合；所述的极组5的底端面与下集流体6的顶端面贴合，然后将所述的极组5底端面与下集流体6进行激光焊接，焊接区域均匀分布在下集流体6的表面，从而使得所述极组5与下集流体6牢固配合。
所述上集流体2的顶部中央向上凸起形成超级电容器正极柱21，该正极柱自上盖1上的通孔向外伸出并与该通孔过盈配合，其伸出端的外壁带螺纹，所述正极柱与该通孔为少量的过盈配合，所述上集流体2与上盖1相配合；具体实现上，所述上集流体2上的正极柱与上盖1上的通孔之间为少量过盈配合，为了使上集流体2与上盖1之间更加牢固，在所述上集流体2上的正极柱与上盖1的通孔接合处进行激光焊接。
所述壳体4外底部设有一个向外突出的圆柱体42，所述圆柱体外壁上具有螺纹，以便于和外部器件进行螺纹连接、固定。
所述壳体4顶部具有圆环形的内折边41，所述内折边41与上盖1之间设置有圆环形的密封垫圈3，通过所述内折边41挤压密封垫圈3并压紧，使所述壳体4的顶边与所述上盖1之间实现密封连接，保证了电容器整体的密封性。
较优的，所述密封垫圈3采用橡胶制成。
所述下集流体6底端面与壳体4的内底面相接触，并超声波焊接在一起。
较优的，所述壳体4为铝壳。
本发明所述的圆柱形超级电容器的制备方法如下：
步骤一、制备出极组5整体并进行整形； 
步骤二、将极组5与所述的上集流体2和下集流体6分别进行激光焊接；
步骤三、将上盖1与所述的上集流体2扣紧，在上盖1与上集流体2接合处进行激光焊接；
步骤四、将密封垫圈3置于上盖1之上，然后将步骤三中制备的电容器主体放入到所述的壳体4中，对壳体4进行滚槽、翻边，形成圆环形的内折直角边41，并压紧密封垫圈3；
步骤五、在壳体4底端外部对壳体4和下集流体6之间进行超声波焊接；
步骤六、在壳体4中注入电解液，并进行封口，形成成品电容器。
本发明所述的圆柱形超级电容器，由于上集流体2的一部分自其顶部中央向上凸起形成圆柱，并从上盖伸出直接作为超级电容器的正极柱，使得电容器整体输出的可靠性增加；上盖1与上集流体2首先以过盈配合方式紧密贴合，随后在上盖1与上集流体2接合处进行激光焊接，使整体结构紧凑并增加强度；壳体4在滚槽后，将极组5压紧使之固定避免松动；上盖1之上放置密封垫圈3，壳体4翻边后压紧密封垫圈3，可保证电容器的整体密封性；此外，壳体4和下集流体6之间的超声波焊接使整个电容器的结构强度增加；同时，上集流体2顶部中央的正极柱21与壳体4底部的圆柱42分别具有螺纹，便于与外部的器件进行连接、固定。
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，其为正负极异端的超级电容器，其设计安全合理，整体结构紧凑，使用寿命长，特别适合于需要提供快速的能量释放，满足高功率需求的应用场合，具有广泛的前景。
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。

Claims (6)

1.一种圆柱形超级电容器，其特征在于，包括顶端开口、底端封闭的圆柱形中空壳体，置于所述壳体内的极组，与所述极组的顶端面、底端面分别焊接在一起的上集流体、下集流体，与所述壳体顶边密封连接的中央置有通孔的上盖，所述上集流体顶部中央向上凸起形成自所述通孔向外伸出并与所述通孔过盈配合的伸出端外壁带螺纹的正极柱；所述壳体的外底部中央设有一外壁上制有螺纹的圆柱体。
2.根据权利要求1所述的圆柱形超级电容器，其特征在于，所述下集流体与壳体内底部面接触并超声焊接。
3.根据权利要求1或2所述的圆柱形超级电容器，其特征在于，所述极组的顶端面、底端面分别与上集流体、下集流体的对应端面激光焊接。
4.根据权利要求1所述的圆柱形超级电容器，其特征在于，所述正极柱与所述通孔的接合处激光焊接。
5.根据权利要求1所述的圆柱形超级电容器，其特征在于，所述壳体顶部具有圆环形的内折边，所述上盖设在所述壳体内并通过圆环形密封垫圈与所述内折边密封连接。
6.根据权利要求1所述的圆柱形超级电容器，其特征在于，所述的壳体为铝壳。
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