CN110299249A - 一种电化学储能器件 - Google Patents

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罗俊强
董光勇
向杰
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Abstract

本发明公开了一种电化学储能器件，包括：盖板,包括引出柱和固定板,所述引出柱为导电体,所述固定板为绝缘体,所述引出柱上下贯穿固定在所述固定板上；外壳,呈筒形且至少一端设置开口,绝缘的所述固定板与所述外壳的开口通过密封圈密封连接；卷芯,设置于所述外壳的内腔,所述卷芯通过上连接片与所述引出柱导电连接,通过下连接片与所述外壳的另一引出端导电连接；还包括：焊接圈，通过焊接与外壳导电连接；焊接柱，通过焊接与盖板的引出柱导电连接，焊接圈与焊接柱设置在外壳的同一侧。上连接片与下连接片分别引出电化学储能器件的正极和负极,将正负极引向外部；器件采用两端引出，内阻低，且可锡焊，方便组装模组。

Description

一种电化学储能器件
技术领域
本发明涉及电化学储能器件技术领域，更具体的说是涉及一种电化学储能器件。
背景技术
超级电容器又称为电化学电容器,是通过极化电解质来储能的一种电化学元件,具有很高的功率密度,充电时问短,使用寿命长,作为辅助能源在电动汽车及智能电网的存储系统中得到了起来越多的重视。电容器的正极与负极位于壳体同一端的结构称为一端引出电容；大中型电容器通常采用两端引出形态,两端引出结构的超级电容内阻相较于一端引出结构的内阻低很多,可以实现更大的电流放电,从而提升超级电容的功率性能。
为了实现产品能够锡焊在线路板上，目前两端引出电容通常利用铝壳做为导体，将一极从底端引向盖板一端，盖板通常采用铝盖板，与外壳通常采用激光焊接封口的方式，实现盖板与外壳导通。而另一极，通常设置在盖板的中心，通过绝缘密封垫与盖板绝缘密封。激光密封存在漏液的风险较大，且工序复杂。
而中心电极与盖板之间的绝缘密封垫，存在漏液和短路的风险，且出于密封考虑，中心电极一般较小，导电性差，而绝缘密封垫，则不利于散热。中心密封垫，因为是弹性橡胶，受力后，容易变形漏液；在高温烘烤除水过程中，由于密封垫与铝变形量有差异，也存在漏液风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电化学储能器件，用以解决背景技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种电化学储能器件，包括：
盖板,包括引出柱和固定板,所述引出柱为导电体,所述固定板为绝缘体,所述引出柱上下贯穿固定在所述固定板上；
外壳,呈筒形且至少一端设置开口,绝缘的所述固定板与所述外壳的开口通过密封圈密封连接；
卷芯,设置于所述外壳的内腔,所述卷芯通过上连接片与所述引出柱导电连接,通过下连接片与所述外壳的另一引出端导电连接；还包括：
焊接圈，通过焊接与外壳导电连接；
焊接柱，通过焊接与盖板的引出柱导电连接，焊接圈与焊接柱设置在外壳的同一侧。
进一步的，所述焊接圈镀锡，焊接圈的四周设有用于与外壳焊接用的第一卷边，中间至少设置有一个用于焊接圈焊接在线路板上导电与固定的带孔的焊片。
进一步的，所述第一卷边上至少设置有一个凸起，所述凸起与焊片相对应。
进一步的，所述上连接片为铝片,与所述引出柱通过激光焊接固定；上连接片四周设置有用于电解液渗透的上孔。
进一步的，所述上连接片中间有上空心柱，用于放入卷芯的中间卷针孔；上连接片四周有部分上卷边，用于固定卷芯的外圈；上连接片连接有长条形铝片，用于与盖板的引出柱焊接。
进一步的，所述上连接片四周设有的部分上卷边外套设有绝缘管。
进一步的，所述引出柱为铝柱,所述固定板为树脂板；所述盖板呈圆环形的台阶状,所述引出柱设置于所述固定板的中心，引出柱在远离外壳一端的中心设有用于固定焊接柱的固定孔。
进一步的，所述焊接柱由第一柱子和设置在第一柱子底部的第二柱子组成，第一柱子上镀锡，第一柱子的直径比第二柱子小，第二柱子安装在固定孔内。
进一步的，所述下连接片为铝片,与所述外壳通过激光焊接固定；下连接片的四周设有用于电解液渗透的下孔。
进一步的，所述下连接片的中间设有用于与外壳的底部定位柱以及卷芯的中间卷针孔相配合的下空心柱；下连接片的四周设有用于固定卷芯的外圈的下卷边。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
1、本发明公开了一种电化学储能器件，包括盖板、外壳、卷芯、上连接片、下连接片、焊接柱、焊接圈等结构，其中盖板包括引出柱和固定板，引出柱为导电体，固定板为绝缘体，引出柱上下贯穿固定在固定板上，引出柱末端有焊接柱，是器件的一个极；便于焊接在线路板上。外壳呈筒形且至少一端设置开口；绝缘的固定板与外壳的开口通过密封圈密封连接；卷芯设置于外壳的内腔；卷芯通过上连接片与引出柱导电连接,通过下连接片与外壳的另一引出端导电连接；焊接圈焊接在外壳上，成为器件的另一个极；上连接片与下连接片分别引出电化学储能器件的正极和负极，将正负极引向外部；器件采用两端引出，内阻低，且可锡焊，方便组装模组。
2、本发明的上连接片通过上空心柱、上卷边与卷芯的配合以及下连接片通过下空心柱、下卷边与卷芯的配合加强固定，增加抗震性。上连接片与外壳通过耐高温绝缘管与外壳绝缘并固定，下连接片通过紧配合或者定位柱与外壳固定。在使用过程中能增加下上连接片和下连接片与外壳的牢固性，抗震性好。
3、本发明的上连接片分布有上孔、下连接片分布有下孔，利于电解液渗透；焊接柱与焊接圈是器件的正、负两极，可焊接在线路板上。
4、本发明的盖板由引出柱和固定板构成,两者固定为一体结构,引出柱与外壳之间通过固定板绝缘,不需要使用其他的绝缘材料,可起到更好的绝缘效果。
5、本发明的卷边上至少设置有一个凸起，优选为三个，所述凸起与焊片相对应，凸起的设置是为了用于焊接圈在线路板上定位，且保证焊接圈和线路板点接触，留出过线间隙，保证绝缘性，且利于空气流通散热。
附图说明
图1是本发明的一种电化学储能器件的爆炸结构图；
图2是本发明的一种电化学储能器件安装配后的结构示意图；
图3是图2的A-A剖视图；
图4是图3中C的局部放大示意图；
图5是图3中B的局部放大示意图；
图6是本发明的一种电化学储能器件的盖板的结构示意图；
图7是本发明的一种电化学储能器件的上连接片的俯视图；
图8是本发明的一种电化学储能器件的上连接片的侧视图；
图9是本发明的一种电化学储能器件的下连接片的俯视图；
图10是本发明的一种电化学储能器件的下连接片的主视图；
图11是本发明的一种电化学储能器件的外壳的结构示意图；
图12是实施例1中无卷边的焊接圈的结构示意图；
图13是实施例1中有卷边的焊接圈的结构示意图；
图14是本发明的一种电化学储能器件的焊接柱的结构示意图；
图15是本发明的一种电化学储能器件的卷芯的结构示意图。
图中标记：1-焊接圈，2-密封圈，3-焊接柱，4-盖板，5-绝缘管，6-上连接片， 7-卷芯，8-下连接片，9-外壳，11-第一卷边，12-焊片，13-凸起，31-第一柱子， 32-第二柱子，41-引出柱，41-上定位孔，42-固定板，61-上空心柱，62-上孔，63- 上卷边，64-长条形的铝片，71-卷针孔，81-下空心柱，82-下孔，83-下卷边，91- 定位柱，411-固定孔。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1:
如图1-3所示，一种电化学储能器件，包括：盖板4,包括引出柱41和固定板 42,所述引出柱41为导电体,所述固定板42为绝缘体,所述引出柱41上下贯穿固定在所述固定板42上；外壳9,呈筒形且至少一端设置开口,绝缘的所述固定板42与所述外壳9的开口通过密封圈2连接；卷芯7，设置于所述外壳9的内腔,所述卷芯7通过上连接片6与所述引出柱41导电连接,通过下连接片8与所述外壳9的另一引出端导电连接；还包括：焊接圈1，通过焊接与外壳9导电连接；焊接柱3，通过焊接与盖板4的引出柱41导电连接，焊接圈1与焊接柱3设置在外壳9的同一侧。
如图13所示，所述焊接圈1镀锡，利于焊接在线路板上；焊接圈1的四周设有用于与外壳9焊接用的第一卷边11，便于加强焊接圈1的强度，且有利于与外壳9 的卷边焊接；此种结构为焊接圈的板材厚度较薄时采用。如图12所示，当焊接圈的厚度较厚时，焊接圈的板材四周就不需要卷边也能保证焊接圈的强度以及保证与外壳的卷边焊接。中间至少设置有一个用于焊接圈1焊接在线路板上导电与固定的带孔的焊片12。在本实施例中，焊接圈1中间设置有三个等间距分布的焊片12，用于焊接圈1焊接在线路板上导电与固定；三个焊片12能确定线路板的平面，便于安装定位。
如图6所示，本实施例中，引出柱41为铝柱,所述固定板42为树脂板；所述盖板4呈圆环形的台阶状,所述引出柱41设置于所述固定板42的中心，引出柱41在远离外壳9一端的中心设有用于固定焊接柱3的固定孔411。
对上述技术方案进一步优化，所述第一卷边11上至少设置有一个凸起13，所述凸起13与焊片12相对应。在本实施例中，有三个凸起13，凸起13的设置是为了用于焊接圈1在线路板上定位，且保证焊接圈1和线路板点接触，留出过线间隙，保证绝缘性，且利于空气流通散热。
优选的，所述上连接片6为铝片,与所述引出柱41通过激光焊接固定；上连接片6四周设置有用于电解液渗透的上孔62。便于电解液渗透。
如图4-5所示，本发明公开了一种电化学储能器件，包括盖板4、外壳9、卷芯 7、上连接片6、下连接片8、焊接柱3、焊接圈1等结构，其中盖板4包括引出柱 41和固定板42，引出柱41为导电体，固定板42为绝缘体，引出柱41上下贯穿固定在固定板42上，引出柱41末端有焊接柱3，是器件的一个极；便于焊接在线路板上。外壳9呈筒形且至少一端设置开口；绝缘的固定板42与外壳9的开口通过密封圈2密封连接；卷芯7设置于外壳9的内腔；卷芯7通过上连接片6与引出柱41 导电连接,通过下连接片8与外壳9的另一引出端导电连接；焊接圈1焊接在外壳9 上，成为器件的另一个极；上连接片6与下连接片8分别引出电化学储能器件的正极和负极，将正负极引向外部；器件采用两端引出，内阻低，且可锡焊，方便组装模组。
实施例2：
如图7-8所示，本实施是在实施例1的基础上进一步优化，本实施例重点阐述与实施例1相比的改进之处，相同之处不再赘述，在本实施例中，所述上连接片6 中间有上空心柱61，用于放入卷芯7的中间卷针孔71，如图15所示；上连接片6 四周有部分上卷边63，用于固定卷芯7的外圈，增加抗震性；上连接片6连接有长条形铝片，用于与盖板4的引出柱41焊接。装配时，焊接固定后，再将上连接片6 弯折。
实施例3：
本实施是在实施例2的基础上进一步优化，本实施例重点阐述与实施例2相比的改进之处，相同之处不再赘述，在本实施例中，所述上连接片6四周设有的部分上卷边63外套设有绝缘管5。所述绝缘管5套入上连接片6的四周部分上卷边63 处，上卷边63部分套住卷芯7外圈，卷芯7再放入外壳9，绝缘管5起到卷芯7与外壳9绝缘和固定的作用。
实施例4：
如图14所示，本实施是在实施例3的基础上进一步优化，本实施例重点阐述与实施例3相比的改进之处，相同之处不再赘述，在本实施例中，所述焊接柱3由第一柱子31和设置在第一柱子31底部的第二柱子32组成，第一柱子31上镀锡，便于焊接在线路板上；第一柱子31的直径比第二柱子32小，第二柱子32安装在固定孔411内；用焊接实现与引出柱41导电连接。
实施例5：
如图9-10所示，本实施是在实施例4的基础上进一步优化，本实施例重点阐述与实施例4相比的改进之处，相同之处不再赘述，在本实施例中，所述下连接片8 的中间设有用于与外壳9的底部定位柱91以及卷芯7的中间卷针孔71相配合的下空心柱81，如图11所示；下连接片8的四周设有用于固定卷芯7的外圈的下卷边 83。下连接片8中间有下空心柱81，可放入卷芯7的中间卷针孔71，外壳9的底部定位柱91再放入空心柱，起到定位和固定卷芯7的作用；下连接片8四周有下卷边 83，可固定卷芯7的外圈，增加抗震性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电化学储能器件，包括：
盖板(4),包括引出柱(41)和固定板(42),所述引出柱(41)为导电体,所述固定板(42)为绝缘体,所述引出柱(41)上下贯穿固定在所述固定板(42)上；
外壳(9),呈筒形且至少一端设置开口,绝缘的所述固定板(42)与所述外壳(9)的开口通过密封圈(2)密封连接；
卷芯(7),设置于所述外壳(9)的内腔,所述卷芯(7)通过上连接片(6)与所述引出柱(41)导电连接,通过下连接片(8)与所述外壳(9)的另一引出端导电连接；其特征在于：还包括：
焊接圈(1)，通过焊接与外壳(9)导电连接；
焊接柱(3)，通过焊接与盖板(4)的引出柱(41)导电连接，焊接圈(1)与焊接柱(3)设置在外壳(9)的同一侧。
2.根据权利要求1所述的一种电化学储能器件，其特征在于：所述焊接圈(1)镀锡，焊接圈(1)的四周设有用于与外壳(9)焊接用的第一卷边(11)，中间至少设置有一个用于焊接圈(1)焊接在线路板上导电与固定的带孔的焊片(12)。
3.根据权利要求2所述的一种电化学储能器件，其特征在于：所述第一卷边(11)上至少设置有一个凸起(13)，所述凸起(13)与焊片(12)相对应。
4.根据权利要求1所述的一种电化学储能器件，其特征在于：所述上连接片(6)为铝片,与所述引出柱(41)通过激光焊接固定；上连接片(6)四周设置有用于电解液渗透的上孔(62)。
5.根据权利要求4所述的一种电化学储能器件，其特征在于：所述上连接片(6)中间有上空心柱(61)，用于放入卷芯(7)的中间卷针孔(71)；上连接片(6)四周有部分上卷边(63)，用于固定卷芯(7)的外圈；上连接片(6)连接有长条形铝片，用于与盖板(4)的引出柱(41)焊接。
6.根据权利要求5所述的一种电化学储能器件，其特征在于：所述上连接片(6)四周设有的部分上卷边(63)外套设有绝缘管(5)。
7.根据权利要求1所述的一种电化学储能器件，其特征在于：所述引出柱(41)为铝柱,所述固定板(42)为树脂板；所述盖板(4)呈圆环形的台阶状,所述引出柱(41)设置于所述固定板(42)的中心，引出柱(41)在远离外壳(9)一端的中心设有用于固定焊接柱(3)的固定孔(411)。
8.根据权利要求7所述的一种电化学储能器件，其特征在于：所述焊接柱(3)由第一柱子(31)和设置在第一柱子(31)底部的第二柱子(32)组成，第一柱子(31)上镀锡，第一柱子(31)的直径比第二柱子(32)小，第二柱子(32)安装在固定孔(411)内。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种电化学储能器件，其特征在于：所述下连接片(8)为铝片,与所述外壳(9)通过激光焊接固定；下连接片(8)的四周设有用于电解液渗透的下孔(82)。
10.根据权利要求9所述的一种电化学储能器件，其特征在于：所述下连接片(8)的中间设有用于与外壳(9)的底部定位柱(91)以及卷芯(7)的中间卷针孔(71)相配合的下空心柱(81)；下连接片(8)的四周设有用于固定卷芯(7)的外圈的下卷边(83)。
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