CN104867704A - 一种超级电容器真空浸渍方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超级电容器真空浸渍方法，包括一、将待处理的超级电容器元件装入密闭的真空浸渍罐中；二、使所述真空浸渍罐内真空度降至10 Pa以下；三、向所述真空浸渍罐注入惰性气体至一个大气压；四、加热所述真空浸渍罐至130℃～140℃；五、开启所述真空泵组，使所述真空浸渍罐内的真空度降至10 Pa以下；六、保持抽真空和加热并注入电解液，浸渍8～12小时；七、停止抽真空和加热，向所述真空浸渍罐填充一个大气压的所述填充气体，当温度降至40℃时，打开所述真空浸渍罐取出已浸渍的超级电容器元件；八、使所述电容器外壳完全密封。本发明够克服超级电容器制造过程中电极芯二次暴露在空气中，操作复杂、流程长的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及一种超级电容器真空浸渍方法及装置，属于电容器制造技术领域。
背景技术
中国专利文献CN 102543481 B公开了一种超级电容器的制作方法，超级电容器由电极芯、电解液和外壳组成；其制作方法为卷绕获得电极芯后，在100～150℃下真空干燥8～72小时，将电极芯在真空条件下浸渍有机电解液，然后在50℃外加2.7 V直流电压的条件下通电10小时，最后封装于圆形铝壳中，得到超级电容器产品。该法不足之处在于：进行真空干燥和真空浸渍的仅为电极芯，真空处理完成后，需要在直流电下通电10小时，此时电极芯二次暴露在空气中，空气中的氧气和水分会进入电极芯，从而影响超级电容器的性能。
中国专利文献CN 103745840 A公开了一种超级电容器干燥方法，包括以下步骤：（1）将需要干燥的超级电容器装入干燥炉设有的干燥罐中；（2）用真空泵组抽取干燥罐内的空气达到真空度＜1 Pa；（3）向干燥罐内填充压力为0.1 MPa的氮气；（4）干燥炉用2～5小时升温至120℃～200℃；（5）用真空泵组抽取干燥罐内的氮气达到真空度＜1 Pa；（6）真空泵组一直开启并保持干燥罐内＜1 Pa的真空度，同时干燥炉恒温120℃～200℃保持5～10小时进行干燥；（7）关闭真空泵组，向干燥罐内填充压力为0.1 MPa的氮气，打开干燥炉和干燥罐取出完成干燥的超级电容器。该法存在的不足是：仅公开了超级电容器的干燥方法，超级电容器干燥完成后，还需要抽取超级电容器内剩余的气体，注入电解液，超级电容器才能正常工作；而且干燥完成后，超级电容器内存在的氮气密度小于空气，转运过程中氮气逃逸，空气易于进入，存在空气二次污染的可能；此外，超级电容器还需要进行电解液注入的操作，操作复杂、流程长。
发明内容
本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种超级电容器真空浸渍方法及装置，能够克服超级电容器制造过程中电极芯二次暴露在空气中，操作复杂、流程长的缺点。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种超级电容器真空浸渍方法，包括以下步骤：
步骤一、将待处理的超级电容器元件装入密闭的真空浸渍罐中，所述待处理的超级电容器元件包括电容器外壳和置于所述电容器外壳内的电极芯，且所述电容器外壳内未填充电解液，所述电容器外壳具有液密性和气密性且设置有用于注入电解液的预留注液部；
步骤二、通过设置并启动真空泵组，使所述真空浸渍罐内真空度降至10 Pa以下；
步骤三、向所述真空浸渍罐注入填充气体，使所述真空浸渍罐内的气压达到一个大气压，所述填充气体为惰性气体；
步骤四、加热所述真空浸渍罐，使所述真空浸渍罐内环境温度为130℃～140℃；
步骤五、开启所述真空泵组，使所述真空浸渍罐内的真空度降至10 Pa以下；
步骤六、所述真空泵组一直开启保持所述真空浸渍罐内的真空度小于等于10 Pa，向所述电容器外壳内注入电解液，浸渍8～12小时，持续加热所述真空浸渍罐，使所述真空浸渍罐内环境温度始终保持在130℃～140℃；
步骤七、关闭所述真空泵组并停止加热所述真空浸渍罐，向所述真空浸渍罐填充一个大气压的所述填充气体，当温度降至40℃以下时，打开所述真空浸渍罐取出已浸渍的超级电容器元件；
步骤八、封堵所述预留注液孔，使所述电容器外壳完全密封。
作为上述技术方案的具体优选，所述电容器外壳为硬质外壳，包括硬质金属外壳或塑料硬质外壳，所述硬质外壳的所述预留注液部为注液口。
作为上述技术方案的具体优选，所述硬质金属外壳由铝、钢或马口铁制成。
作为上述技术方案的具体优选，所述电容器外壳为柔性外壳，包括铝箔密封袋，所述柔性外壳的所述预留注液部为注液嘴。
作为上述技术方案的具体优选，所述填充气体为氮气、氩气、SF6中的一种或多种。
同时本发明还提供了为实施上述一种超级电容器真空浸渍方法而专门设计的一种超级电容器真空浸渍装置，包括用于放置电容器外壳且设置有加热装置的真空浸渍罐和连通所述真空浸渍罐注液系统、抽气系统和充气系统；
所述注液系统包括通过管路连接所述真空浸渍罐的电解液容器，所述电解液容器和所述真空浸渍罐之间设置有注液阀；所述抽气系统包括通过管路连接所述真空浸渍罐的真空泵组，所述真空泵组和所述真空浸渍罐之间设置有抽气阀；所述充气系统包括通过管路连接所述真空浸渍罐且填充有惰性气体的高压充气罐，所述高压充气罐和所述真空浸渍罐之间设置有充气阀。
作为上述技术方案的具体优选，所述真空泵组包括主泵和前级泵，所述前级泵为滑阀真空泵，所述主泵为罗茨真空泵。
作为上述技术方案的具体优选，所述高压充气罐内填充的惰性气体为氮气、氩气、SF6中的一种或多种。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
本发明所述的一种超级电容器真空浸渍方法及装置，使超级电容器元件的干燥和浸渍完全在真空浸渍罐内一次性进行，防止了二次空气进入污染，操作流程短，易于控制超级电容器的质量。
附图说明
图1为本发明所述的一种超级电容器真空浸渍装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
具体实施例1
本实施例中超级电容器元件为电极芯封装在具有液密性和气密性的电容器外壳中，所述电容器外壳为硬质外壳，硬质外壳的制作材料为铝、钢、马口铁等金属或塑料；所述硬质外壳上设置有与外界连通的用于注入电解液的注液口。
电容器元件准备好后，进行真空浸渍，步骤为：
步骤一、将待处理的超级电容器元件装入密闭的真空浸渍罐中；
步骤二、通过设置并启动真空泵组，使所述真空浸渍罐内真空度降至10 Pa以下；
步骤三、向所述真空浸渍罐注入填充气体，使所述真空浸渍罐内的气压达到一个大气压，所述填充气体为惰性气体；
步骤四、加热所述真空浸渍罐，使所述真空浸渍罐内环境温度为130℃～140℃；
步骤五、开启所述真空泵组，使所述真空浸渍罐内的真空度降至10 Pa以下；
步骤六、所述真空泵组一直开启保持所述真空浸渍罐内的真空度小于等于10 Pa，向所述硬质外壳内注入电解液，浸渍8～12小时，持续加热所述真空浸渍罐，使所述真空浸渍罐内环境温度始终保持在130℃～140℃；
步骤七、关闭所述真空泵组并停止加热所述真空浸渍罐，向所述真空浸渍罐填充一个大气压的所述填充气体，当温度降至40℃以下时，打开所述真空浸渍罐取出已浸渍的超级电容器元件；
步骤八、封堵所述注液口，使所述硬质外壳完全密封。
具体实施例2
本实施例中超级电容器元件为电极芯封装在具有液密性和气密性的电容器外壳中，所述电容器外壳为柔性外壳即铝箔密封袋；所述铝箔密封袋上设置有与外界连通的用于注入电解液的管状的注液嘴。
电容器元件准备好后，进行真空浸渍，步骤为：
步骤一、将待处理的超级电容器元件装入密闭的真空浸渍罐中；
步骤二、通过设置并启动真空泵组，使所述真空浸渍罐内真空度降至10 Pa以下；
步骤三、向所述真空浸渍罐注入填充气体，使所述真空浸渍罐内的气压达到一个大气压，所述填充气体为惰性气体；
步骤四、加热所述真空浸渍罐，使所述真空浸渍罐内环境温度为130℃～140℃；
步骤五、开启所述真空泵组，使所述真空浸渍罐内的真空度降至10 Pa以下；
步骤六、所述真空泵组一直开启保持所述真空浸渍罐内的真空度小于等于10 Pa，向所述铝箔密封袋内注入电解液，浸渍8～12小时，持续加热所述真空浸渍罐，使所述真空浸渍罐内环境温度始终保持在130℃～140℃；
步骤七、关闭所述真空泵组并停止加热所述真空浸渍罐，向所述真空浸渍罐填充一个大气压的所述填充气体，当温度降至40℃以下时，打开所述真空浸渍罐取出已浸渍的超级电容器元件；
步骤八、封闭所述注液嘴，使所述铝箔密封袋完全密封。
如图1所示，为专门实施上述方法的一种超级电容器真空浸渍装置的结构示意图。所述一种超级电容器真空浸渍装置，包括用于放置电容器外壳1且设置有加热装置10的真空浸渍罐2和连通所述真空浸渍罐2注液系统、抽气系统和充气系统；所述注液系统包括通过管路连接所述真空浸渍罐2的电解液容器3，所述电解液容器3和所述真空浸渍罐2之间设置有注液阀4；所述抽气系统包括通过管路连接所述真空浸渍罐2的真空泵组，所述真空泵组和所述真空浸渍罐2之间设置有抽气阀5；所述充气系统包括通过管路连接所述真空浸渍罐2且填充有惰性气体的高压充气罐6，所述高压充气罐6和所述真空浸渍罐2之间设置有充气阀7。
具体地，所述真空泵组包括主泵8和前级泵9，所述前级泵9为滑阀真空泵，所述主泵8为罗茨真空泵。所述高压充气罐6内填充的惰性气体为氮气、氩气、SF6中的一种或多种。
具体地，所述真空浸渍罐2设置有罐体和上盖，所述上盖上设置有用于观察所述真空浸渍罐2内气压的压力表，进行上述步骤一的作业时打开所述上盖然后放入所述电容器外壳1，然后关闭所述上盖、所述注液阀4和所述充气阀7；打开所述抽气阀5，启动真空泵组进行步骤二作业；然后依次关闭所述抽气阀5和所述真空泵组，打开所述充气阀7进行步骤三的作业；再然后启动所述加热装置10进行步骤四的作业；再然后关闭所述充气阀7，打开所述抽气阀5，启动真空泵组进行步骤五作业；然后打开所述注液阀4进行步骤六的作业；再然后依次关闭所述抽气阀5、所述真空泵组和所述加热装置10，然后打开所述充气阀7进行步骤七的作业；最后打开所述上盖，取出所述电容器外壳1立即封闭所述注液口或所述注液嘴。具体地，所述主泵8和所述高压充气罐6之间通过管路连通，且所述主泵8和所述高压充气罐6之间设置由三通阀11，所述三通阀11的第三端连通大气，当进行步骤二时，所述三通阀11使所述主泵8和所述高压充气罐6之间连接阻断，且使所述主泵8连通大气，以便排出所述真空浸渍罐内抽出的空气；当进行步骤五时，所述三通阀11使所述主泵8和所述高压充气罐6之间连通，以便于使所述真空浸渍罐内抽出的惰性气体回到所述高压充气罐6中；从而可以循环使用惰性气体。
以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种超级电容器真空浸渍方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一、将待处理的超级电容器元件装入密闭的真空浸渍罐中，所述待处理的超级电容器元件包括电容器外壳和置于所述电容器外壳内的电极芯，且所述电容器外壳内未填充电解液，所述电容器外壳具有液密性和气密性且设置有用于注入电解液的预留注液部；
步骤二、通过设置并启动真空泵组，使所述真空浸渍罐内真空度降至10 Pa以下；
步骤三、向所述真空浸渍罐注入填充气体，使所述真空浸渍罐内的气压达到一个大气压，所述填充气体为惰性气体；
步骤四、加热所述真空浸渍罐，使所述真空浸渍罐内环境温度为130℃～140℃；
步骤五、开启所述真空泵组，使所述真空浸渍罐内的真空度降至10 Pa以下；
步骤六、所述真空泵组一直开启保持所述真空浸渍罐内的真空度小于等于10 Pa，向所述电容器外壳内注入电解液，浸渍8～12小时，持续加热所述真空浸渍罐，使所述真空浸渍罐内环境温度始终保持在130℃～140℃；
步骤七、关闭所述真空泵组并停止加热所述真空浸渍罐，向所述真空浸渍罐填充一个大气压的所述填充气体，当温度降至40℃以下时，打开所述真空浸渍罐取出已浸渍的超级电容器元件；
步骤八、封堵所述预留注液孔，使所述电容器外壳完全密封。
2.如权利要求1所述的一种超级电容器真空浸渍方法，其特征是，所述电容器外壳为硬质外壳，包括硬质金属外壳或塑料硬质外壳，所述硬质外壳的所述预留注液部为注液口。
3.如权利要求2所述的一种超级电容器真空浸渍方法，其特征是，所述硬质金属外壳由铝、钢或马口铁制成。
4.如权利要求1所述的一种超级电容器真空浸渍方法，其特征是，所述电容器外壳为柔性外壳，包括铝箔密封袋，所述柔性外壳的所述预留注液部为注液嘴。
5.如权利要求1所述的一种超级电容器真空浸渍方法，其特征是，所述填充气体为氮气、氩气、SF6中的一种或多种。
6.一种超级电容器真空浸渍装置，其特征是，包括用于放置电容器外壳（1）且设置有加热装置（10）的真空浸渍罐（2）和连通所述真空浸渍罐（2）注液系统、抽气系统和充气系统；
所述注液系统包括通过管路连接所述真空浸渍罐（2）的电解液容器（3），所述电解液容器（3）和所述真空浸渍罐（2）之间设置有注液阀（4）；所述抽气系统包括通过管路连接所述真空浸渍罐（2）的真空泵组，所述真空泵组和所述真空浸渍罐（2）之间设置有抽气阀（5）；所述充气系统包括通过管路连接所述真空浸渍罐（2）且填充有惰性气体的高压充气罐（6），所述高压充气罐（6）和所述真空浸渍罐（2）之间设置有充气阀（7）。
7.如权利要求6所述的一种超级电容器真空浸渍装置，其特征是，所述真空泵组包括主泵（8）和前级泵（9），所述前级泵（9）为滑阀真空泵，所述主泵（8）为罗茨真空泵。
8.如权利要求6所述的一种超级电容器真空浸渍装置，其特征是，所述高压充气罐（6）内填充的惰性气体为氮气、氩气、SF6中的一种或多种。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |