CN106469612A

CN106469612A - 薄膜片式超级电容

Info

Publication number: CN106469612A
Application number: CN201510532951.8A
Authority: CN
Inventors: 郑五星; 王琳
Original assignee: Jiaozuo Regular Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Jiaozuo Regular Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2015-08-21
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2017-03-01

Abstract

薄膜片式超级电容，也称薄膜超级电容或膜片法拉电容，由多层导电薄膜层与绝缘介质薄膜层叠加成单元电容膜片再叠加若干n片制成超级电容膜片(MD)，主要由电容膜片(MD)、绝缘外封装层(MB)、紧固微孔(MK)、正负极接线片JC+、JC-、内连接线(LX)所组成；电容膜片(MD)上有多个紧固微孔(MK)，绝缘外封装层(MB)包覆膜片电容(MD)并且填充紧固微孔(MK)；正负接线片JC+、JC-联接膜片电容(MD)两电极片，电压为单元电容膜片n倍，适于薄膜应用场合。

Description

薄膜片式超级电容

技术领域

本发明属电子通信电源技术领域，为一种薄膜片式超级电容。

背景技术

目前超级电容多是卷绕式圆形或方块形，一般超级电容电压为2.7v，若需更高的电压应用场合，如用于手机储能电容，需2个或多个串联提高电压等级，圆形或方块形占空间大，不适用于手机应用。

研制出薄片式高电压超级电容配薄膜热辐射电池，可适用手机电源。

发明内容

本发明设计一种薄膜片式超级电容，也称薄膜超级电容或膜片法拉电容，配热辐射电池，用作手机免充电电源，解决手机供电问题和膜片储能应用场合，使人们不再每天操心手机充电问题，解决每天手机充电的问题，给人类生活工作带来极大方便。

本发明的薄膜片式超级电容，由多层导电薄膜涂层或镀层与绝缘介质薄层叠加成单元电容膜片(基本单元电容薄膜组)进而再n片单元电容膜片叠加成超级电容膜片，特点是同体积容量大、电压高，工艺特征是多层纳米涂层叠加或镀层薄膜叠加制成超级电容膜片(MD)。

本发明的薄膜片式超级电容，主要由电容膜片(MD)、绝缘外封装层(MD))、紧固微孔(Mk)、正极接线片JC+、负极接线片JC-、内连接线(LX)所组成；结构关系是膜片电容(MD)上有多个紧固微孔(Mk)，绝缘外封装层(MB)包覆膜片电容(MD)并且填充紧固微孔(Mk)；正负接线片JC+、JC-联接膜片电容(MD)两电极片；膜片电容(MD)由多个单元电容膜片(或称薄膜电容单元、基本单元电容薄膜组)叠加组成，单元电容膜片由基本单元电容薄膜组紧固叠加制成。

单元电容膜片(基本单元电容薄膜组)主要由金属薄膜层(MJ)、电子储存薄膜层(MC1)、绝缘介质薄膜层(MF)、正电离子薄膜层(MC2)、金属薄膜层(MJ)紧固叠加构成，结构关系是金属薄膜层(MJ)、电子储存薄膜层(MC1)、绝缘介质薄膜层(MF)、正电离子薄膜层(MC2)、金属薄膜层(MJ)按顺序紧固叠加，膜面法线方向有无数个紧固微孔，外包覆层材料填充紧固微孔，用于紧固各膜层防止膜层脱离；若各薄膜层采用镀层叠加，致密性高粘接性好不易脱离，可省略紧固微孔，薄膜电容单元(又称单元电容膜片)结构原理见附图1。

电容膜片(MD)由若干n组基本单元薄膜组叠加组成，结构原理图见附图2，根据电压等级高低，确定基本单元薄膜组叠加数n，应用电压为单元电容膜片电压的n倍，超级电容的单元电容膜片电压一般为2.7v，由超级薄膜电容的材料性能决定。当叠加的基本单元电容薄膜组数n为1时，构成基本单元薄膜电容，也称单元薄膜电容，用于低电压等级。叠加的薄膜电容单元数量越大电压越高，可达十几伏乃至几十伏以上。由电容膜片(MD制成平面膜片式超级电容，适用不同的应用场合。

1、整体结构：膜片电容(MD)外加绝缘包覆层(MB)、紧固微孔(Mk)、接线片(JC+、JC-)及内连接线(LX)制成成品薄膜片式电容，结构原理示意图如图3；外加缘包覆层(MB)与接线片(JC+、JC-)厚度相当情况下，可省略内连接线(LX)，接线片(JC+、JC-)可直接联接(焊接)膜片电容(MD)的两电极金属膜(MJ)。若诸多薄膜层以镀层叠加的致密性和粘接性高可省略紧固微孔(Mk)，构成省略紧固微孔的薄膜超级电容，结构示意图如图4。

发明原理：多层导电薄膜和绝缘介质薄膜按设定顺序镀层紧固叠加，增大容电面积和导电能力容，量增大体积减小；用电子储存膜(MC1)材料分子可吸收大量电子，正电离子膜层(MC2)可释放大量电子，绝缘介质膜层(MF)用介电常数大的绝缘材料，绝缘介质膜层(MF)越薄容量越大，多镀层紧密叠加比普通膜面接触卷绕式法拉电容同体积容量大，故多层薄膜叠加可制成较大容量电容，且体积减小为一片薄膜；多膜层多单元叠加达到较高应用电压；各膜层增加紧固微孔，填充热熔紧固材料与外包覆材料一体，防止多层叠加脱落疏松，使薄膜片式超级电容稳定，多次重复充放电不变形变厚，不脱落起泡，制成平面膜片适用特殊场合。

附图说明

附图1为基本单元薄膜电容的原理结构示意图，附图1中JC+为正极连接片、JC-为负极连接片、MJ为金属薄膜层、MC1电子储存薄膜层、MF绝缘介质薄膜层、MC2正电离子薄膜层。

附图2为薄膜片式超级电容的电容膜片(MD)的结构原理示意图，附图2中JC+为正极连接片、JC-为负极连接片、MJ为金属薄膜层、MC1电子储存薄膜层、MF为绝缘介质薄膜层、MC2为正电离子储存薄膜层；...为省略号，表示由若干n组基本单元电容薄膜组叠加，数值n根据电压高低选定。

附图3为薄膜片式超级电容外包覆层和紧固微孔结构的整体结构示意图。

附图3中JC+为正极连接片；JC-为负极连接片；LX为内部连接线；MB为外包覆层；Mk为紧固微孔；MD为电容膜片，由多组基本单元电容薄膜组叠加成的膜片；

附图4为省略紧固微孔的薄膜超级电容的外包覆层的整体结构示意图，附图4中JC+为正极连接片；JC-为负极连接片；LX为内部连接线；MB为外包覆层；MD为电容膜片，由多单元电容膜片组叠加成的膜片；

实施案例

示例1，薄膜片式超级电容，结构原理如附图2，封装结构如附图3所示，基本单元电容薄膜组原理结构如图1；为多层导电薄膜叠加的薄膜片式超级电容，其由多层导电薄膜叠加的电容膜片(MD)、绝缘外封装层(MB))、紧固微孔(MK)、正极接线片JC+、负极接线片JC-、内连接线(LX)所组成；结构关系是：电容膜片(MD)由金属膜层(MJ)、电子储存膜层(MC1)、绝缘介质膜层(MF)、正电离子储存膜层(MC2)叠加的基本单元电容膜片组再叠加n组构成，诸多薄膜层以涂层或镀层叠加；电容膜片(MD)上打无数多个紧固微孔(MK)，绝缘外封装层(MB)包覆电容膜片(MD)并且填充紧固微孔(MK)；正极接线片JC+、负极接线片JC-分别粘贴镶覆于绝缘外封装层(MB)，并分别经内连接线(LX)联接电容膜片(MD)两电极层；

基本单元电容膜片组，或称单元电容膜片，其特征是由金属薄膜层(MJ)、电子储存薄膜层(MC1)、绝缘介质薄膜层(MF)、正电离子薄膜层(MC2)按顺序叠加紧固构成。

电容膜片(MD)，其特征是由n组基本单元薄膜组叠加构成，也即由n片单元电容膜片叠加构成，结构关系是根据薄膜片式超级电容电压等级，选择单元电容膜片叠加数量n，使用电压为单元电容膜片电压的n倍；组构关系是：电容膜片(MD)由诸多薄膜层按顺序叠加制成，叠加顺序为MJ、MC1、MF、MC2、MJ、MC1、MF、MC2、MJ、、、、MJ、MC1、MF、MC2、MJ，各薄膜层以涂膜或镀膜叠加成电容膜片(MD)，并在电容膜片(MD)上打出无数多紧固微孔(MK)，紧固微孔(MK)内填充绝缘热熔材料，热压紧固各薄膜膜层。

紧固微孔(MK)是无数个分布在多层叠加的膜片电容(MD)上的紧固连接微孔，由绝缘材料填充拉紧各薄膜层。

内连接线(LX)联接两接线片(JC+、JC-)，两接线片(JC+、JC-)固定于电容膜片(MD)设定位置，后用热熔绝缘包覆材料热轧包覆层，外包覆层材料填充紧固微孔(Mk)并紧固接线片(JC+、JC-)，制成薄膜片式超级电容。适用电压高时，加大基本单元电容薄膜组叠层数量n。

电容膜片(MD)的基本单元电容膜片组叠加数n根据电压等级选定，n为1时，构成基本单元薄膜电容，见示例2。

诸多薄膜层以镀层叠加的致密性和粘接性高时省略紧固微孔(Mk)构成无紧固微孔薄膜超级电容，见示例3。

示例2

基本单元薄膜电容，原理如附图1，结构如附图3所示。当示例1的多单元薄膜电容叠加数量n为1时，为基本单元薄膜电容；其特征是由金属薄膜(MJ)、电子储存薄膜(MC1)、绝缘薄膜层(MF)、正电离子薄膜层(MC2)叠加构成，多叠层可是纳米镀层，多层叠加由微孔紧固联接。结构关系：如附图1所示，薄膜层叠加顺序为MJ、MC1、MF、MC2、MJ，加内连接线(LX)联接两接线片(JC+、JC-)和外包覆层、紧固微孔(Mk)及填充紧固与示例1相同，镀层致密性和粘接性好的可省略紧固微孔(Mk)，此适用低电压薄膜片的应用场合。

示例3

省略紧固微孔的薄膜超级电容，此为示例1的薄膜片式超级电容，在薄膜组叠加数值n不甚大，厚度较薄，且采用镀膜叠加情况下，省略紧固微孔及微孔紧固填充材料，不影响性能和稳定，构成的省略紧固微孔的薄膜超级电容，其特征是各薄膜层采用致密镀膜层叠加，各镀膜层粘接性好，省去紧固微孔和微孔紧固填充材料，其他结构与权利要求1或3所述的薄膜片式超级电容相同；

其由电容膜片(MD)、绝缘外封装层(MB))、正极接线片JC+、负极接线片JC-、内连接线(Lx)所组成；结构关系是：电容膜片(MD)由金属膜(MJ)、电子储存膜(MC1)、绝缘膜膜层(MF)、正电离子膜层(MC2)叠加的基本单元电容膜片组再叠加n组制成，绝缘外封装层(MB)包覆膜片电容(MD)；正极接线片JC+、负极接线片JC-分别粘贴镶覆于绝缘外封装层(MB)外边，并分别通过内连接线(Lx)联接膜片电容(MD)两电极片；电容膜片(MD)的基本单元电容膜片叠加数n根据电压等级选定，为1时，构成省略紧固微孔的基本单元薄膜电容。

本发明的薄膜片式超级电容，本行业的工程技术人员参照本发明的原理、结构、方案或略加改动，制成类同于本发明的薄膜片式超级电容，应属本发明的保护范围。

有益效果

本发明的薄膜片式超级电容适用薄片式空间放置，尤其解决手机空间小问题，如手机机壳、后盖镶贴，解决小空间大容量储能问题；与薄膜式热辐射电池、太阳能电池配套，镶贴于机壳、后盖，用于移动数码、手机、电器解等决大容量薄膜应用场合储能问题，有较大的实用价值。

Claims

1.薄膜片式超级电容，目前超级电容为卷绕式圆柱或方块形电容，本发明为多层导电薄膜叠加的薄膜片式超级电容，其特征是由多层导电薄膜层与绝缘介质薄膜层叠加的电容膜片(MD)、绝缘外封装层(MB))、紧固微孔(MK)、正极接线片JC+、负极接线片JC-、内连接线(LX)所组成；结构关系是：电容膜片(MD)由金属薄膜层(MJ)、电子储存薄膜层(MC1)、绝缘介质薄膜层(MF)、正电离子储存薄膜层(MC2)叠加成的基本单元电容薄膜组再叠加n组构成，诸多薄膜层以涂层或镀层叠加；电容膜片(MD)上打无数多个紧固微孔(MK)，绝缘外封装层(MB)包覆电容膜片(MD)并且填充紧固微孔(MK)；正极接线片JC+、负极接线片JC-分别粘贴镶覆于绝缘外封装层(MB)，并分别经内连接线(LX)联接电容膜片(MD)两电极层；电容膜片(MD)的基本单元电容薄膜组叠加数n根据电压等级选定，n为1时，构成基本单元薄膜电容；诸多薄膜层以镀层层叠加的致密性和粘接性高时省略紧固微孔(Mk)构成省略紧固微孔的薄膜超级电容。

2.根据权利要求1所述的薄膜片式超级电容，所述的基本单元电容薄膜组，也称单元电容膜片，其特征是由金属薄膜层(MJ)、电子储存薄膜层(MC1)、绝缘介质薄膜层(MF)、正电离子薄膜层(MC2)、金属薄膜层(MJ)按顺序叠加构成；基本单元电容薄膜组各薄膜层紧固叠加制成单元电容膜片。

3.根据权利要求1或2所述的薄膜片式超级电容，所述的电容膜片(MD)，其特征是由若干n组基本单元电容薄膜组叠加组成，结构关系是：由诸多薄膜层MJ、MC1、MF、MC2、MJ、MC1、MF、MC2、MJ、、、、MJ、MC1、MF、MC2、MJ按顺序叠加构成，各薄膜层以涂膜或镀膜叠加制成电容膜片(MD)，并在电容膜片(MD)上打出无数多紧固微孔(MK)，紧固微孔(MK)内填充绝缘热熔材料，热压紧固各薄膜层；根据薄膜片式超级电容电压等级，选择基本单元电容薄膜组叠加数n，使用电压为基本单元电容薄膜组电压的n倍。

4.根据权利要求1或2所述的薄膜片式超级电容，所述的基本单元薄膜电容，其特征是由单元电容膜片、绝缘外封装层(MB)，紧固微孔(MK)、正极接线片JC+、负极接线片JC-、内连接线(LX)所组成，结构关系是：金属膜层(MJ)、电子储存膜层(MC1)、绝缘膜膜层(MF)、正电离子膜层(MC2)、金属膜(MJ)按顺序紧固叠加构成单元电容膜片，绝缘外封装层(MB)包覆单元电容膜片并且填充紧固微孔(MK)；正极接线片JC+、负极接线片JC-分别经内连接线(Lx)联接单元电容膜片正、负极板的金属膜层(MJ)。

5.根据权利要求1或3所述的薄膜片式超级电容，所述的省略紧固微孔的薄膜超级电容，其特征是各薄膜层采用致密镀膜层叠加，各镀膜层粘接性好时省去紧固微孔和微孔紧固填充材料，其他结构与权利要求1或3所述的薄膜片式超级电容相同；其由电容膜片(MD)、绝缘外封装层(MB))、正极接线片JC+、负极接线片JC-、内连接线(Lx)所组成；结构关系是：电容膜片(MD)由金属膜(MJ)、电子储存膜(MC1)、绝缘膜膜层(MF)、正电离子膜层(MC2)叠加的基本单元电容膜片组再叠加n组制成，绝缘外封装层(MB)包覆膜片电容(MD)；正极接线片JC+、负极接线片JC-分别粘贴镶覆于绝缘外封装层(MB)外边，并分别通过内连接线(Lx)联接膜片电容(MD)两电极片；电容膜片(MD)的基本单元电容膜片叠加数n根据电压等级选定，为1时，构成省略紧固微孔的基本单元薄膜电容。