CN104952635B - 具有柔性金属接触电流收集器的电化学能量存储装置和制造方法 - Google Patents

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Abstract

诸如双电层电容器的电化学能量存储装置，包括建立与导电壳体和导电盖子的电接触的柔性金属接触电流收集器。该柔性电流收集器简化装置的制造并且避免在导电壳体上的激光焊接。该制造装置借助于柔性电流收集器采用降低的直流电阻可操作。

Description

具有柔性金属接触电流收集器的电化学能量存储装置和制造 方法
技术领域
本发明领域一般涉及电化学能量存储装置，并且更特别地涉及双电层电容器(EDLC)装置。
背景技术
在电系统中，次级电流源使得可以对外部电路积累、存储并且释放电功率。在这些次级源中有传统电池、传统电容器和电化学电容器。该类型已知装置包括在充满电解质的壳体内侧的能量存储元件，和用于将能量存储元件连接到电路的端子。在这种装置的制造中，建立到能量存储元件的电连接在一些方面中可能有问题，并且需要改进。
附图说明
参考以下附图描述了非限制性和非穷举实施例，其中贯穿各个附图相同的参考标记指相同的部件，除非另外指明。
图1是电化学能量存储装置的示例性实施例的剖面视图。
图2是在图1中示出的电化学能量存储装置的第一部分的放大视图。
图3是在图1中示出的电化学能量存储装置的第二部分的放大视图。
图4是用于在图1中示出的电化学能量存储装置的柔性电流收集器的第一示例性实施例的透视图。
图5是用于在图1中示出的电化学能量存储装置的柔性电流收集器的第二示例性实施例的透视图。
图6是用于在图1中示出的电化学能量存储装置的柔性电流收集器的第三示例性实施例的透视图。
图7是用于在图1中示出的电化学能量存储装置的柔性电流收集器的第四示例性实施例的透视图。
图8是用于在图1中示出的电化学能量存储装置的密封构件的第一示例性实施例的第一剖面视图。
图9是用于在图1中示出的电化学能量存储装置的密封构件的第二示例性实施例的第二剖面视图。
具体实施方式
现代电化学能量存储装置(包括但不限于双电层电容器(EDLC)装置)一般包括有时称为罐子的壳体，和在罐子中的至少一个能量存储单元。同样提供端子用于将装置的能量存储单元连接到外部电路。
电化学双层电容器(EDLC)利用两个高表面区域电极，并且在电解质溶液中的离子和在电极表面上的电子之间的静电场中存储能量。这种装置通常使用液相电解质，因此在壳体中含有电解质以及防止外部环境的污染对该装置适当运行并且最大化它们的工作寿命是至关重要的。因此，对该系统提供适当密封的容器对于EDLC装置的结构是很重要的。
由于电极的静电性质，EDLC可被非常迅速地充电和放电。通常，在EDLC的充电/放电速率和效率中的限制因素是在到装置的正端子和负端子的电极之间的电连接。不仅这种电连接难以在第一位置中建立，而且它们倾向于产生趋向于增加ELDC装置的直流电阻(DCR)的相对高的电阻。随着较高的DCR不利地影响ELDC装置的性能，需要降低这种装置的DCR，但是传统上已经难以可靠并且有效地实现。
在某些类型的EDLC器件中，存储单元的正电极和负电极常常卷绕成通常被称为胶质卷(jelly roll)封装的层状圆柱形封装，该胶质卷封装同样包括在紧凑的包装中提供一个或多个能量存储单元的分离器元件。胶质卷封装以有时在本领域中被称为罐子的壳体组装，并且胶质卷然后采用在壳体内侧使用的电解质溶液浸渍。同样提供了一个或多个电流收集器来建立在胶质卷的正电极和负电极与向外部电路提供电路连接的正端子和负端子之间的电连接。
在一个已知的EDLC结构中，ELDC装置的正端子或负端子可被连接到连接器板的襟片(tab)，该连接器襟片转而连接到胶质卷的一个或多个相应的正电极或负电极。在该类型的EDLC装置中，多个连接器襟片通常通过冷焊接成电极形状来接合，或直接切割成电极形状。可提供一个或多个连接器襟片用于在胶质卷中的每一个相应的正电极或负电极。连接器襟片通常以相对于胶质卷的同一方向来取向，以使到EDLC装置的正端子或负端子的连接简化。然而，以适当的形状组装连接器襟片并且建立到电极的连接是枯燥的任务，并且可导致相对复杂并且昂贵的EDLC装置的结构。该类型的结构同样趋向于产生增加的而不是减少的制造装置的DCR。
在上述类型的装置中，一旦胶质卷和电极在其中组装，则金属壳体或罐子可以采用由塑料制成并且包括嵌入在其中的导电端子的非导电盖子来封闭。橡胶或聚合物塞子(bung)或垫圈例如可在盖子的周边周围延伸，并且可被卷曲成密封罐子和盖子连接的橡胶或聚合物。对于小的装置，盖子可被省略并且小孔可通过塞子来提供，并且连接到胶质卷的端子引线可通过孔延伸。罐子可变形以压缩塞子并且密封组件。这种方法可呈现由于不完全密封导致的可靠性问题，并且与电极的有限电接触可影响使用中装置的性能。
在其它类型的已知EDLC结构中，胶质卷可包括偏移电极以使得裸金属表面暴露在胶质卷的任一端上，以暴露电极的每一个相应端。暴露的金属表面可被压扁以在胶质卷端上产生平坦的表面，该胶质卷端然后可经由在一个示例中的已知激光焊接工艺来连接到平坦的收集器板。在焊接到胶质卷之后，连接器板然后通常经由在一个示例中的已知激光焊接工艺，通过罐子或通过罐子的背侧来连接到EDLC的罐子。电流收集器到罐子的焊接可有效地使罐子成为在装置中电流收集器中的一个电流收集器。在一些方面中，该结构比上述的连接器襟片结构更简单，并且可提供具有降低的DCR的装置，但也不是没有其缺点。
具体地，收集器板到罐子的激光焊接在可靠完成的制造中是困难的步骤。如果焊接有缺陷或有瑕疵，则收集器板可完全或部分地与罐子分离，并且在制造的装置中呈现可靠性问题和性能变化。有缺陷或有瑕疵的焊接可同样产生在构造装置中的空隙，通过该空隙空气可进入到装置中或电解质可从该空隙溢出，同样在制造的装置中呈现可靠性问题和性能变化。当制造的装置在使用中受到振动或冲击时，电流收集器板直接到罐子的激光焊接同样可能是有问题的，因为在装置操作的同时以另外方式可接受的焊接接头可能受冲击和振动损害。如果损害可能并且当它发生时，该装置和相关电路可能不利地受损。
在上述类型的装置中，导电盖子可耦接到胶质卷的相对侧，而不是激光焊接到罐子，其中非导电塑料膜例如提供在导电罐子和导电盖子之间的电隔离。该罐子可然后卷曲以密封组件。可同样提供O形密封件或垫圈以改进盖子和罐子的密封。然而这种方法可呈现由于不完全密封导致的可靠性问题。
在下文中描述了克服本领域中这些和其它缺点的电化学能量存储装置的示例性实施例。具体地，描述了包括但不必限于EDLC装置的电化学能量存储装置的示例性实施例，该电化学能量存储装置可以成本经济的方式来相对简单地制造，同时避免在装置内部上的收集器板到装置外部罐子的焊接及其附带缺点，并且此外同时提供改进的装置密封。将部分明确地讨论并且从以下的描述中部分地显而易见方法的方面。同样，虽然在EDLC装置的上下文中进行了描述，但是以下描述的概念可适用于其它类型的能量存储装置，包括但不限于电池装置。
图1示出包括壳体102和在壳体102中至少一个能量存储元件104的电化学能量存储装置100的示例性实施例。当壳体102充满电解质以浸渍存储元件104时，存储元件104可操作以从外部电路存储电能并且对外部电路释放电能。装置100同样包括耦接到壳体102的盖子106。
在预期实施例中的盖子106由导电材料制成，并且包括用于建立在外部电路和存储单元104一侧之间的电连接而与此形成的金属触点或端子凸耳108。盖子106密封地耦接到壳体102，并且同样与壳体102电隔离，如下所述。
在所示示例中的壳体102是具有第一端112、与第一端112相对的第二端114和在第一端112和第二端114之间延伸的圆柱形侧壁116的大致细长的圆柱形元件。在所示示例中的第一端114包括一般平坦并且平面的端壁118，并且包括用于到电路的连接的金属触点或端子凸耳120。第二端114形成有附接到如下所述的盖子106的开口端。在第一端112和第二端114之间的侧壁116一般在横截面中是圆形的，并且对于在第一端112和第二端114之间测量的大多数其轴向长度具有恒定直径。
壳体102包括在每一个相应端112、114处的限制或凹入(indented)部分122、124。限制部分122有利于与下面进一步解释的能量存储元件104和壳体102的电接触，而限制部分124有利于盖子106的连接和存储元件104的密封。存储元件104在壳体第一端112、侧壁116和盖子106之间限定的壳体102中的容器126中延伸。在示例性实施例中壳体102可使用已知技术由诸如在示例性实施例中的钢或铝的金属形成。壳体102通常称为罐子。在预期实施例中，罐子102由包括但不限于钢或铝的金属以已知方式制成。在装置100的组件部分如下面所解释的组装之后，限制或凹入部分122、124可以已知方式形成。
在一个预期实施例中，装置100是有时称为超级电容器的EDLC装置，相对于具有大约仅几F/g的特定电容的传统电容器，该超级电容器具有例如大于100F/g的特定电容。超级电容器在诸如桥短接电力中断的存储器备份、电池管理应用的各种不同应用中使用，以改进电池的电流处理或提供在高负载需求上的电流升高。
有时称为ELDC装置100的存储单元的至少一个存储元件104位于由壳体102限定的容器126的内部。在制造装置100时，存储单元104充满电解质，并且存储单元104包括至少一个正电极(阴极)、至少一个负电极(阳极)，和诸如将阳极空间与阴极空间分开的隔膜的分离器。在预期实施例中，胶质卷存储单元104包括可被压扁以在其端部上产生平坦表面的偏移电极。
可提供包括正电极和负电极的存储单元104作为具有限定单个单元或多个单元的多层的大致管形或圆柱形胶质卷封装。应该认识到，胶质卷可以替代地以其它形状和配置提供，包括但不限于折叠配置和手风琴形状(如果必要的话)。可提供第一电流收集器128给在一个端部处的胶质卷存储单元104，并且可提供第二电流收集器130以建立在相对端处到胶质卷存储单元104的电连接。电流收集器128和130将存储单元104的电极与壳体102和盖子106互连。电流收集器128机械和电地接合如下所述的壳体102的底端112和侧壁116的一部分，以可靠地建立到壳体102的电连接，而不必产生激光焊接接头，并且此外同时保持相对于传统EDLC装置结构的低电阻和降低的DCR。电流收集器130机械并且电地接合盖子106，并且完成与在壳体端部114处的胶质卷存储单元104的电极的电连接。在使用中，端子凸耳108、126中的一个端子凸耳提供在存储单元104的阳极之间的相应电连接，并且端子凸耳108、126中的另一个端子凸耳提供在能量存储单元104的阴极和外部电路之间的相应电连接。然而应该认识到，电路连接端子的各种其它类型和配置是已知的，并且同样可在其它实施例中使用。
在EDLC装置100的壳体102中的存储单元104的结构和操作很好理解，并且在此不会进一步详述。
电流收集器128、130对装置100的结构和制造提供大量益处。每一个电流收集器128、130由柔性金属材料制成各种形态和几何形状，如在以下示例中所描述的。
如在图2中所示出的，电流收集器130包括一般平坦和平面的中央主体132，以及从主体132周边向外延伸并且在关于主体132的平面之外的柔性连接器元件134。在胶质卷存储单元104插入到壳体102中之前，或在壳体端114封闭之前，主体132可以激光焊接到胶质卷存储元件104，并且连接器元件134可建立与盖子106的电连接，如下所述。从壳体102的外侧不存在所需或必需的激光焊接，以完成在胶质卷存储元件104和盖子106之间的连接。因此避免了诸如相对于激光焊接如上所述的那些问题的问题。
在所示示例中的盖子106包括具有第一外部直径的第一部分140，具有第二外部直径的第二部分142，以及具有第三外部直径的第三部分144。盖子106的第一、第二和第三外部直径逐渐变小，以使得盖子106具有在凸耳端子108中达到顶点的阶梯状外部周长。也就是说，盖子106的第一部分140具有第一外表面146，该第一外表面146具有第三和最大的外部直径，盖子142的第二部分具有第二外表面148，该第二外表面148具有第二和中间外部直径，以及盖子的第三部分144具有第三外表面150，该第三外表面150具有第三和最小的外部直径。
在图1和图2的示例中，同样形成盖子106以包括中空内部腔体152，该中空内部腔体152具有由第一盖子部分142的第一内部表面154限定的第一和更大内部直径，和由第一盖子部分142的第二内部表面156限定的第二和更小内部直径。然而盖子106的第二部分142和第三部分144是均匀实心的，并且不包括内部开口或腔体。在一些实施例中，在盖子106中的内部腔体152可被视为可选的并且可以省略。
当组装时，收集器130的连接器元件134的内表面与第一盖子部分140的外表面146紧密接触，并且电流收集器的主体132与胶质卷存储元件104的正面端电接触。有时称为密封构件的密封元件160围绕收集器130的连接器元件134的外表面，并且建立具有壳体102端部114的密封件。壳体侧壁116的限制或凹入部分124压缩密封元件160并且确保在收集器130的连接器元件134和盖子106的第一部分140的外表面146之间的电接触。因为包括连接器元件134的电流收集器130被制成柔性的，所以它可以容易地应用到盖子106，和/或当被压缩以确保与盖子106的电连接时可变形。壳体端114的远端被卷曲到所示的密封元件160。
在图2中所示的示例中，密封元件160包括圆柱壁部分162和外伸的垂直于壁部分162延伸的环形台肩(ledge)部分164。壁部分162形成有约等于收集器130的连接器元件134的外部直径的第一内部直径，并且台肩164在端子处以第二和更小的内部直径从壁部分162的外部直径向内径向延伸。如在图2和图8中可见，密封元件160具有L形横截面。当装置100组装时，台肩164将盖子146的部分140悬垂，并且台肩164的第二内部直径比盖子部分142的外表面148的外部直径稍微更大。因此不仅在盖子部分140的外部周边周围提供密封，而且在盖子部分140上表面的一部分上方提供密封。因为在示例性实施例中盖子106是导电的，所以密封元件160由在本领域中已知的非导电材料制成，以使得在盖子106和壳体102之间提供电隔离。在预期实施例中，密封元件160可例如由已知的电绝缘弹性体材料制成，该已知的电绝缘弹性体材料可相对于盖子106的外表面和/或柔性电流收集器130来弹性压缩。当限制或凹入部分124在端部114处的壳体102中形成时，可完成密封元件的这种压缩。
在图2中所示的组件(包括柔性收集器130和密封构件160)采用相对于用于EDLC装置的传统制造方法的改进密封，以相对低的成本提供用于装置制造。改进的密封可靠性有利于经济的制造。
如在图3的示例中所示，电流收集器128包括一般平坦和平面的中央主体170，以及从主体170周边向外延伸并且在关于主体170的平面之外的柔性连接器元件172。在采用壳体102的其组装之前，主体170可以激光焊接到胶质卷存储元件104，并且当胶质卷存储元件104插入到壳体102中时，连接器元件172可建立与壳体102的电连接。壳体端112的限制部分122可压缩连接器元件172，并且因为连接器元件是柔性的，所以其可变形并且增强在收集器170和壳体102之间的电接触，从而壳体102可操作为在用于能量存储单元104的甚至更高性能的更大区域上的电流收集器。
借助于电流收集器128，建立在胶质卷存储元件104一侧和壳体102之间的电连接，而无需或没有利用来自壳体102外部的激光焊接接头。因此避免了诸如相对于激光焊接如上所述的那些问题的问题。理想地促进了低电直流电阻(DCR)，同时以另外方式简化制造操作并且改进装置可靠性。
在壳体102相对端处的柔性电流收集器130(图2)和柔性电流收集器128(图3)可被配置为具有相同几何形状的基本上相同的部件，或可被配置为具有不同几何形状的的不同部件。虽然对于收集器128、130在下面简要描述了示例性几何形状，但是其它几何形状是可能的并且可被利用。示例性柔性电流收集器在图4-7中示出，该示例性柔性电流收集器的任一个可由诸如根据已知技术的金属或金属合金的薄导电材料制成。当由这种材料制成薄壁片时，电流收集器具有有利于上述组装和优点的期望柔性性质。
图4示出柔性电流收集器180的第一示例性实施例，该柔性电流收集器180可用作如上所述装置100中的电流收集器128、130(图1-3)中的一个或另一个或两者。电流收集器180包括在第一平面中延伸的一般平坦和平面的圆盘形主体182，和延伸为在对主体182平面之外的圆柱凸缘或轮缘的连接器元件184。在图4中示出的示例中，连接器元件184从平坦主体182延伸为直角圆柱，并且在横截面中连接器元件184垂直于平坦主体182来延伸。在所示的示例中，平坦主体182是实心并且连续的，并且不包括通过它延伸的内部开口、孔洞或孔。因此，当电流收集器180用作收集器128或130中的一个收集器时，电解质溶液不能穿过主体182。
图5示出柔性电流收集器190的第二示例性实施例，该柔性电流收集器190可用作如上所述装置100中的电流收集器128、130(图1-3)中的一个或另一个或两者。电流收集器190包括在第一平面中延伸的一般平坦和平面的圆盘形主体192，和延伸为在对主体192平面之外的圆柱凸缘或轮缘的连接器元件194。在图5中示出的示例中，连接器元件194从平坦主体192延伸为直角圆柱，并且在横截面中连接器元件194垂直于平坦主体192来延伸。与收集器180(图4)不同，在所示示例中的平坦主体192是不连续的，并且包括通过它延伸的四个尖角内部开口、孔洞或孔196。
在所示的示例中，开口196被相等地设定大小和形状，并且主体192一般具有环形外部198和在十字配置中在主体192中心处相交的两个直带200、202。每个开口196具有在接近主体192中心的点处达到顶点的两个直边，和将在主体192周边周围延伸的连接器元件194分开的弧形边或弯曲边。虽然已经描述了示例性形状和若干开口196，但是变化是可能的。可以替代地提供其它若干开口196，并且一个或多个开口196可具有相应不同的形状，而不是在图5中示出的示例中的均匀形状。
借助于开口196，当电流收集器190用作在装置100中的收集器128或130中的一个收集器时，电解质溶液可流过主体192。
图6示出柔性电流收集器210的第三示例性实施例，该柔性电流收集器210可用作如上所述装置100中的电流收集器128、130(图1-3)中的一个或另一个或两者。电流收集器210包括在第一平面中延伸的一般平坦和平面的圆盘形主体212，和延伸为在对主体212平面之外的圆柱凸缘或轮缘的连接器元件214。在图6中示出的示例中，连接器元件214从平坦主体212延伸为直角圆柱，并且在横截面中连接器元件214垂直于平坦主体212来延伸。与收集器180(图4)不同，在所示示例中的平坦主体212是不连续的，并且包括通过它延伸的四个尖角内部开口、孔洞或孔216。
在所示的示例中，开口216被相等地设定大小和形状，并且主体212一般包括在十字配置中在主体212中心处相交的两个直带218、220。每个开口196具有在接近主体212中心的圆角相交点处的两个直边，和延伸到主体212平面之外并且延伸到在主体212周边周围延伸的连接器元件214一部分中的弧形边或弯曲边。虽然已经描述了示例性形状和若干开口216，但是变化是可能的。可以替代地提供其它若干开口216，并且一个或多个开口216可具有相应不同的形状，而不是在图6中示出的示例中的均匀形状。
借助于开口216，当电流收集器210用作在装置100中的收集器128或130中的一个收集器时，电解质溶液可流过主体212和在开口216驻留时的连接器元件214的一部分。
图7示出柔性电流收集器230的第四示例性实施例，该柔性电流收集器230与收集器210(图6)类似但是进一步包括若干开口232，该若干开口232形成为从在关于主体212的垂直取向中的连接器元件214的远端延伸的槽。在图7的示例中，示出了八个开口232，每一个开口232在连接器元件214圆周周围彼此延伸45°。也就是说，相邻开口232在连接器元件214上彼此等距定位。开口232进一步示出仅部分地通过连接器元件214延伸。开口232提供比先前描述的电流收集器180、190和210甚至更多的柔性。在装置100组装时，在开口232之间的连接器元件214的一部分可独立或组合折曲或弯曲。
虽然已经描述了示例性形状和若干开口232，但是变化是可能的。可以替代地提供其它若干开口232，并且一个或多个开口232可具有相应不同的形状，而不是在图7中示出的示例中的均匀形状。
如上所述，柔性电流收集器180、190、210和230可在同一装置100中组合使用。例如，收集器180可用作收集器128，并且收集器190可用作收集器130。可替代地，收集器128、130可以是用作一对的相同类型的收集器180、190、210和230。此外，虽然在装置100中的胶质卷存储元件104的每一端上描述了柔性收集器，但是仅它们中的一个柔性收集器在预期实施例中利用。也就是说，可利用收集器128、130中的一个收集器或另一个收集器，但不是两者，同时仍然实现所述的至少一些益处。
图9示出可替代地用作密封构件160(图2和图8)的另一个密封构件240。比较图8和图9，可见密封构件240仅包括圆柱壁部分162。密封构件240不包括密封构件160包括的悬垂环形台肩164。密封构件240具有比密封构件160更简单的结构，并且当使用时可在装置100的制造中实现成本节约。密封构件160或240可由诸如根据已知技术的橡胶或塑料的已知材料制成。
鉴于所公开的示例性实施例，本发明概念的益处和优点现在相信已经被充分证明。
已经公开了电化学能量存储装置的实施例，包括：导电壳体，其具有相对的第一端和第二端；盖子，其耦接到第一端和第二端中的一个；在壳体中的至少一个能量存储元件；以及至少一个柔性电流收集器，其包括平面主体和从所述主体向平面外延伸的连接器元件，该主体建立与能量存储元件的电接触，以及该连接器元件建立与壳体和盖子中的一个的电接触。
可选地，能量存储元件可以是胶质卷。胶质卷可具有平坦端。柔性电流收集器的主体可焊接到平坦端。
至少一个柔性电流收集器的主体可具有外周边，并且连接器元件可在外周边周围沿圆柱延伸。至少一个柔性电流收集器的主体可连续形成而没有通过其中的开口，或具有通过其中延伸的至少一个开口。该至少一个开口可包括至少一个直边和弧形边。该至少一个开口可包括在一个点处达到极点的第一和第二直边。该至少一个开口可包括多个开口。该多个开口可彼此等距形成。该多个开口可包括至少四个开口。
作为其它选择，至少一个柔性电流收集器的主体和连接器元件中的至少一个可形成有至少一个开口。至少一个柔性电流收集器的主体和连接器元件两者可形成有至少一个开口。至少一个开口可在至少一个柔性电流收集器中的主体中部分地延伸并且在连接器元件中部分地延伸。
作为另一个选择，连接器元件可形成有至少一个开口。该至少一个开口可包括多个开口。多个开口中的至少一个开口可包括与主体平面垂直延伸的槽。多个开口可彼此等距形成。多个开口可包括至少八个开口。
壳体可以是包括由钢和铝中的一个制成的金属罐。盖子可以是导电的。主体可具有外周边，并且连接器元件可在外周边周围沿圆柱延伸。电化学能量存储装置可同样包括密封构件，该密封构件包括围绕连接器元件的圆柱壁部分。密封构件可同样包括悬垂的环形凸缘。该盖子可形成有阶梯型外表面。盖子可形成有中空的内部腔体
壳体可包括在第一端和第二端之间延伸的侧壁，并且该侧壁具有至少一个限制部分。该限制部分可压缩柔性电流收集器。电化学能量存储装置可同样包括密封元件，其中该限制部分压缩密封元件。
该装置可以是双电层电容器(EDLC)装置。
已经公开了电化学能量存储装置的另一个实施例，包括：导电壳体，其具有第一端、第二端以及在第一端和第二端之间的侧壁；在壳体中并且在侧壁内部的至少一个能量存储元件；以及第一柔性电流收集器，其包括平面主体和在所述主体周围沿圆柱延伸的连接器元件，该主体建立与至少一个能量存储元件的电接触，并且该连接器元件建立与壳体侧壁的电接触。
可选地，能量存储元件可以是胶质卷。该胶质卷可具有平坦端，并且收集器元件的主体可附接到平坦端。柔性接触电流收集器的主体可焊接到平坦端。基底和连接器元件中的至少一个可形成有至少一个开口。基底和连接器元件两者可形成有至少一个开口。基底和连接器元件中的每一个可形成有多个开口。侧壁可包括限制部分，该限制部分与连接器元件接触。
电化学能量存储装置可包括导电盖子，并且第二柔性电流收集器包括平面主体和在所述主体周围沿圆柱延伸的连接器元件，该主体建立与至少一个能量存储元件的电接触，并且该连接器元件建立与导电盖子的电接触。电化学能量存储装置可进一步包括密封构件，该密封构件围绕连接器元件并且将导电盖子与导电壳体电隔离。该装置可以是双电层电容器(EDLC)装置。
已经公开了电化学能量存储装置的另一个实施例，包括：导电壳体，其具有第一端、第二端以及在第一端和第二端之间的侧壁，该第一端和侧壁共同限定容器；在容器中的至少一个能量存储元件，该能量存储元件包括胶质卷；第一柔性电流收集器，其建立在胶质卷和侧壁之间的电接触；导电盖子，其密封地耦接到第一端和第二端中的一个；以及第二柔性电流收集器，其建立在胶质卷和导电盖子之间的电接触；其中第一柔性电流收集器和第二柔性电流收集器中的每一个柔性电流收集器包括主体和在主体周围延伸的圆柱形连接器元件。
可选地，侧壁可包括第一限制部分和第二限制部分，每一个限制部分有利于每一个相应的第一柔性电流收集器和第二柔性电流收集器的电连接。电化学能量存储装置可进一步包括围绕第二柔性电流收集器的密封元件，并且第一和第二限制部分中的一个限制部分可压缩密封构件。第一和第二柔性电流收集器中的一个柔性电流收集器的基底和连接器元件中的至少一个可形成有至少一个开口。第一和第二柔性电流收集器中的一个柔性电流收集器的基底和连接器元件两者可形成有至少一个开口。第一和第二柔性电流收集器中的一个柔性电流收集器的基底和连接器元件中的每一个可形成有多个开口。该装置可以是双电层电容器(EDLC)装置。
本书面描述使用示例来公开本发明，包括最优模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何所结合的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可包括对本领域技术人员存在的其它实施例。如果它们具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差异的等效结构元件，则这些其它示例旨在处于权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种电化学能量存储装置，包括：
导电壳体，其具有相对的第一端和第二端；
盖子，其耦接到相对的第一端和第二端中的一个；
在导电壳体中的至少一个能量存储元件；以及
至少一个柔性电流收集器，其包括具有外周边的平面主体和从所述平面主体向平面外从所述外周边延伸的连接器元件，该平面主体建立与至少一个能量存储元件的电接触，以及连接器元件建立与导电壳体和盖子中的一个的电接触，其中连接器元件形成有至少一个开口。
2.根据权利要求1所述的电化学能量存储装置，其中能量存储元件包括胶质卷。
3.根据权利要求2所述的电化学能量存储装置，其中胶质卷具有平坦端。
4.根据权利要求3所述的电化学能量存储装置，其中柔性电流收集器的平面主体焊接到平坦端。
5.根据权利要求1所述的电化学能量存储装置，其中所述外周边是圆形，以及其中所述连接器元件在外周边周围沿圆柱延伸。
6.根据权利要求5所述的电化学能量存储装置，其中至少一个柔性电流收集器的平面主体形成有通过其中延伸的至少一个开口。
7.根据权利要求1所述的电化学能量存储装置，其中至少一个开口在至少一个柔性电流收集器中的平面主体中部分地延伸并且在连接器元件中部分地延伸。
8.根据权利要求1所述的电化学能量存储装置，其中至少一个开口包括多个开口。
9.根据权利要求8所述的电化学能量存储装置，其中多个开口中的至少一个包括与所述平面主体的平面垂直延伸的槽。
10.根据权利要求8所述的电化学能量存储装置，其中多个开口彼此等距形成。
11.根据权利要求1所述的电化学能量存储装置，其中盖子是导电的。
12.根据权利要求11所述的电化学能量存储装置，进一步包括密封构件，该密封构件包括围绕连接器元件的圆柱壁部分。
13.根据权利要求1所述的电化学能量存储装置，其中导电壳体包括在第一端和第二端之间延伸的侧壁，侧壁具有至少一个限制部分，以及其中限制部分压缩柔性电流收集器。
14.根据权利要求13所述的电化学能量存储装置，进一步包括密封元件，该限制部分压缩密封元件。
15.根据权利要求1所述的电化学能量存储装置，其中装置是双电层电容器(EDLC)装置。
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