CN115394565B - 一种超长超级电容器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于超级电容器领域，更具体的涉及一种超长超级电容器。超长超级电容器，结构包括容器壳体，外接极耳，电容器基体；所述电容器基体位于容器壳体内部，容器壳体包裹保护电容器基体；所述外接极耳位于容器壳体外部并与容器壳体固定连接。本申请提供的超长超级电容器能够有效地应用于矿车等高功率需求的特种车辆或设备，满足了其长寿命，高功率，高能量的应用情况。提升的电容器尺寸，不仅可以有效降低单体集成时的用料成本，同样进一步提升了单体的容量和生产效率。

Description

一种超长超级电容器
技术领域
本发明属于超级电容器领域，更具体的涉及一种超长超级电容器。
背景技术
超级电容器作为一种介于传统电容器和锂离子电池的新型储能器件，由于其特有的高功率和长寿命特点，已广泛应用于备用电源、风力发电等各类场合。为满足市场的需求，在多年的技术积累基础上，超级电容器的能量密度越来越高，实现了超级电容器能量密度质的飞跃，同时通过超级电容器电源集成技术，成功将其推广至纯电动公交、有轨电车、储能等新能源领域。
随着应用市场需求的进一步扩大，迫切需要更高能量的快充储能系统。因此体积能量更高的超级电容系统是将来市场的重大需求。从系统角度出发，对单体的尺寸要求也提出新的方向。
目前市场上软包超级电容器的尺寸一般长度不超过350mm，厚度不超过8mm。如果进一步加大加厚单体尺寸，可以进一步提升系统的紧凑度。但是，随着尺寸的提升，同样会带来电容器的多种技术性问题，例如，如何保证极片涂布的一致性、极片/隔膜/电解液界面的动力学和热力学的稳定性、减少电芯转移过程中隔膜和极片的损伤等。
因此，为了解决上述问题，本发明提供的一种超长超级电容器结构，不仅具有加大的电容器尺寸，还能够有效克服上述现有电容器所存在的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种超长超级电容器，所述超长超级电容器的结构包括容器壳体，外接极耳，电容器基体；所述电容器基体位于容器壳体内部，容器壳体包裹保护电容器基体；所述外接极耳位于容器壳体外部并与容器壳体固定连接。
作为一种优选的方案，所述电容器基体包括正极极片，负极极片，无纺布复合隔膜以及固定部结构；所述正极极片，负极极片与无纺布复合隔膜为相互叠加结构，无纺布复合隔膜位于容器壳体内部中间位置横置，形状为长方体结构；所述正极极片和负极极片的一端分别位于无纺布复合隔膜两侧短边处，并分别与外接极耳固定连接。
作为一种优选的方案，所述的无纺布复合隔膜为无纺布基底表面涂覆粘结性聚合物的隔膜。
作为一种优选的方案，所述固定部位于无纺布复合隔膜表面，固定部介于无纺布复合隔膜与容器壳体之间并固定连接无纺布复合隔膜与容器壳体起到整体固定作用。
作为一种优选的方案，所述固定部位个数为3～6个，同线等距位于无纺布复合隔膜表面。
作为一种优选的方案，所述固定部位个数为3个。
作为一种优选的方案，所述的电容器基体在放入容器壳体前用1～5Mpa的压力在55～120℃下压5s～5min。
作为一种优选的方案，所述的电容器基体在放入容器壳体前用2Mpa的压力在90℃下压50s。
作为一种优选的方案，所述容器壳体为长方体结构；所述容器壳体的高度为8～12mm。
作为一种优选的方案，所述容器壳体的高度(超级电容器的厚度)为10mm。
作为一种优选的方案，所述外接极耳包括正极极耳，负极极耳以及极耳胶层结构。
作为一种优选的方案，所述外接极耳分别位于长方体容器壳体短边两侧中心位置，分别对应于电容器基体的正极极片和负极极片。
作为一种优选的方案，所述正极极耳，负极极耳与正极极片和负极极片之间分别间隔有极耳胶层；所述极耳胶层固定连接正极极耳与正极极片以及负极极耳与负极极片。
作为一种优选的方案，所述超长超级电容器的长度L1为350～550mm；所述超长超级电容器的宽度L2为105～150mm。
作为一种优选的方案，所述超长超级电容器的长度L1为549mm；所述超长超级电容器的宽度L2为113mm。
作为一种优选的方案，所述容器壳体的长度L3为330～540mm；所述容器壳体的宽度与超长超级电容器的宽度L2一致。
作为一种优选的方案，所述容器壳体的长度L3为493mm。
作为一种优选的方案，所述正极极耳和负极极耳的长度L4为40～80mm；所述正极极耳和负极极耳的宽度L7为20～50mm，所述正极极耳厚度为0.4～0.6mm，负极极耳厚度为0.3～0.6mm。
作为一种优选的方案，所述正极极耳和负极极耳的长度L4为60mm；所述正极极耳和负极极耳的宽度L7为30mm，所述正极极耳厚度为0.5mm，负极极耳厚度为0.4mm。
作为一种优选的方案，所述电容器基体的长度L5为300～520mm；所述电容器基体的宽度L6为90～120mm。
作为一种优选的方案，所述电容器基体的长度L5为468mm；所述电容器基体的宽度L6为102mm。
有益效果：
1.本发明提供的一种超长超级电容器，其具有现有技术中超级电容器所未有设计的整体尺寸，提升的电容器尺寸，不仅可以有效降低单体集成时的用料成本，同样进一步提升了单体的容量和产生效率，同时降低单体生产是所耗材料成本，以及集成模组所占空间也相应减小。超级电容器的尺寸更加适应矿用电机车、新能源公交车，使相应的超级电容器模组体积利用率更高，能够有效地兼顾矿车电机车、新能源公交车等车辆的长寿命，高功率和高能量需求。
2.本发明提供的一种超长超级电容器，通过增大正、负极极片尺寸，并对正、负极极耳尺寸进行了调整增大增厚，活性材料的增加使得混合型超级电容器的容量显著提高，大尺寸的正、负极极耳可以有效解决大尺寸正、负极极片端部发热较严重问题。
3.本发明提供的一种超长超级电容器，通过表面涂覆粘结性聚合物的无纺布复合隔膜，提高隔膜和极片之间粘接力，改善了隔膜和极片的界面，减少了超长极片和隔膜之间的移位，减少电芯转移过程中隔膜和极片的损伤等，从而提高超长超级电容器的容量、寿命和安全性。
附图说明
图1为本申请制备的超长超级电容器的结构示意图。
图2为本申请制备的超长超级电容器的结构尺寸示意图。
图3为本申请制备的超长超级电容器中内部电容器基体的结构立体图。
图中：
1-容器壳体、2-1-负极极耳、2-2-正极极耳、3-极耳胶层、4-电容器基体、5-1-负极极片、5-2-正极极片、6-无纺布复合隔膜、7-固定部。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例
一种超长超级电容器，超长超级电容器的结构包括容器壳体1，外接极耳，电容器基体4；电容器基体4位于容器壳体1内部，容器壳体1包裹保护电容器基体4；外接极耳位于容器壳体1外部并与容器壳体1固定连接。
电容器基体4包括正极极片5-2，负极极片5-1，无纺布复合隔膜6以及固定部7结构；正极极片5-2，负极极片5-1与无纺布复合隔膜6为相互叠加结构，无纺布复合隔膜6位于容器壳体1内部中间位置横置，形状为长方体结构；正极极片5-2和负极极片5-1的一端分别位于无纺布复合隔膜6两侧短边处，并分别与外接极耳固定连接。
固定部7位于无纺布复合隔膜6表面，固定部7介于无纺布复合隔膜6与容器壳体1之间并固定连接无纺布复合隔膜6与容器壳体1起到整体固定作用。
固定部7位个数为3个，同线等距位于无纺布复合隔膜6表面。
容器壳体1为长方体结构；容器壳体1的高度(超级电容器的厚度)为10mm。
外接极耳包括正极极耳2-2，负极极耳2-1以及极耳胶层3结构；外接极耳分别位于长方体容器壳体1短边两侧中心位置，分别对应于电容器基体4的正极极片5-2和负极极片5-1。
正极极耳2-2，负极极耳2-1与正极极片5-2和负极极片5-1之间分别间隔有极耳胶层3；极耳胶层3固定连接正极极耳2-2与正极极片5-2以及负极极耳2-1与负极极片5-1。
超长超级电容器的长度L1为549mm；超长超级电容器的宽度L2为113mm。
容器壳体1的长度L3为493mm；容器壳体1的宽度与超长超级电容器的宽度L2一致。
正极极耳2-2和负极极耳2-1的长度L4为60mm；正极极耳2-2和负极极耳2-1的宽度L7为30mm。
电容器基体4的长度L5为468mm；所述电容器基体4的宽度L6为102mm。
本发明提供的一种超长超级电容器，其具有现有技术中超级电容器所未有设计的整体尺寸，使其能够有效地应用于矿车等高功率需求的特种车辆或设备，满足了其长寿命，高功率，高能量的应用情况。提升的电容器尺寸，不仅可以有效降低单体集成时的用料成本，同样进一步提升了单体的容量和生产效率，并且通过增大正、负极极片尺寸，并对正、负极极耳尺寸进行了调整增大增厚，有效解决大尺寸正、负极极片端部发热较严重问题。

Claims (9)

1.一种超长超级电容器，其特征在于：所述超长超级电容器的结构包括容器壳体，外接极耳，电容器基体；所述电容器基体位于容器壳体内部，容器壳体包裹保护电容器基体；所述外接极耳位于容器壳体外部并与容器壳体固定连接；
所述电容器基体包括正极极片，负极极片，无纺布复合隔膜以及固定部结构；所述正极极片，负极极片与无纺布复合隔膜为相互叠加结构，无纺布复合隔膜位于容器壳体内部中间位置横置，形状为长方体结构；所述正极极片和负极极片的一端分别位于无纺布复合隔膜两侧短边处，并分别与外接极耳固定连接。
2.根据权利要求1所述的超长超级电容器，其特征在于：所述的无纺布复合隔膜为无纺布基底表面涂覆粘结性聚合物的隔膜。
3.根据权利要求2所述的超长超级电容器，其特征在于：所述固定部位于无纺布复合隔膜表面，固定部介于无纺布复合隔膜与容器壳体之间并固定连接无纺布复合隔膜与容器壳体起到整体固定作用。
4.根据权利要求3所述的超长超级电容器，其特征在于：所述的电容器基体在放入容器壳体前用1~5Mpa的压力在55~120ºC下压5s~5min。
5.根据权利要求4所述的超长超级电容器，其特征在于：所述容器壳体为长方体结构；所述容器壳体的高度为8~12mm。
6.根据权利要求5所述的超长超级电容器，其特征在于：所述外接极耳包括正极极耳，负极极耳以及极耳胶层结构。
7.根据权利要求6所述的超长超级电容器，其特征在于：所述正极极耳，负极极耳与正极极片和负极极片之间分别间隔有极耳胶层；所述极耳胶层固定连接正极极耳与正极极片以及负极极耳与负极极片。
8.根据权利要求7所述的超长超级电容器，其特征在于：所述超长超级电容器的长度L1为350~550mm；所述超长超级电容器的宽度L2为105~150mm。
9.根据权利要求8所述的超长超级电容器，其特征在于：所述容器壳体的长度L3为330~540mm；所述容器壳体的宽度与超长超级电容器的宽度L2一致；所述正极极耳和负极极耳的长度L4为40~80mm；所述正极极耳和负极极耳的宽度L7为20~50mm，所述正极极耳厚度为0.4~0.6mm，负极极耳厚度为0.3~0.6mm；所述电容器基体的长度L5为300~520mm；所述电容器基体的宽度L6为90~120mm。
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