CN204130361U - 超级电容器用盖板结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种超级电容器用盖板结构，其包括端盖以及金属极板，在所述金属极板的一端面且靠近金属极板边缘处设置有凸起装置，所述凸起装置与所述金属极板一体设置，且凸起装置位于以金属极板中心为圆心的同一直径的圆面上；在所述端盖内侧端面设置有容置腔，所述容置腔的内侧端面敞开而形成供所述凸起装置完全伸入的开口，所述容置腔开口处的直径与所述金属极板的凸起装置的直径相适配，所述金属极板通过所述凸起装置完全位于所述端盖的容置腔内而与所述端盖紧密相连。本实用新型的金属极板与盖板结构的端盖连接更为可靠，不易产生脱离或松动。

Description

超级电容器用盖板结构

技术领域

本实用新型涉及一种超级电容器，尤其是一种超级电容器用盖板结构。

背景技术

超级电容器是一种介于传统电容和可充电电池之间的新型储能器件，其由于具有功率高、充放电速率快、循环寿命长且绿色环保等多种优点，近年来在工业电子、交通运输、再生能源等领域作为功率电源或储能电源得到越来越广泛的应用。

常用的大容量超级电容器，比如3000F的超级电容器，由于其容量大，且大电流充放电速率快，如其结构设计不当，电容器很容易产生漏液或正负极端子被烧毁，因此，一般常见的大容量的超级电容器通常包括一端开口且另一端封闭的金属壳体，所述金属壳体封闭端向外延伸而形成金属极柱，在该金属壳体内部装设于该壳体内的芯子后，使用外端面具有金属极柱的盖板密封金属壳体的开口端而形成超级电容器。

为使大容量的超级电容器结构更为牢靠，传统用于对超级电容器金属壳体进行密封的盖板结构，通常包括其密封作用的密封盖以及与芯子相连的起极性作用的极板，在所述密封盖外端面中心位置设置有金属极柱；所述极板与密封盖电性相连，进而使位于密封盖的金属极柱作为超级电容器的一个电极。密封盖与极板的连接的方式，传统的手段是通过卡接的方式使极板与密封盖连接在一起；该种结构形式的盖板结构虽然连接方式较为简单，但极板与密封盖为卡接；在使用过程中，当超级电容器受到强烈震动时，极板与密封盖很容易发生脱离，进而导致超级电容器内阻变大，或使超级电容器功能失效。

为解决上述超级电容器所存在的技术缺陷，在中国专利号为ZL201210053176.4的专利文献中公开了一种超级电容器用盖板结构，该盖板结构中，金属极板上设置极柱，密封盖上设置有与该极柱相适配的套体，极板与密封盖连接时，使极柱伸入套体内而通过激光焊接或铆接的方式使极板与密封盖板相连。该结构形式的盖板结构虽然较传统的盖板结构有一定的改进，但在使用过程中发现，因极柱与套体接触面积有限，在极柱与金属套体之间通过激光焊接或铆接而相连时，如果出现焊接或铆接质量问题，极柱与金属套体仍很容易发生脱落和松动，进而导致超级电容器内阻变大。另外，所改进的密封环结构虽然一定程度上解决了产品的漏液问题，但装配操作起来比较麻烦；且由于极板结构原因，致使芯子与极板连接面积过小，经过一段时间使用后，芯子与极板相连的位置就会产生松动，进而导致超级电容器的阻抗将增大，致使超级电容器产品失效。因此，基于以上所存在的技术缺陷，有必要对传统超级电容器盖板结构进行改进。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种超级电容器用盖板结构，所述超级电容器用盖板结构的金属极板与盖板结构的端盖连接更为可靠，不易产生脱离或松动。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种超级电容器用盖板结构，其包括由金属材料制成的端盖以及与所述端盖相连的金属极板，在所述金属极板的一端面且靠近金属极板边缘处设置有凸起装置，所述凸起装置与所述金属极板一体设置，且凸起装置位于以金属极板中心为圆心的同一直径的圆面上；在所述端盖内部设置有容置腔，所述容置腔的内侧端面敞开而形成供所述凸起装置完全伸入的开口，所述容置腔开口处的直径与所述金属极板的凸起装置的直径相适配，所述金属极板通过所述凸起装置完全位于所述端盖的容置腔内而与所述端盖紧密相连。

在一实施例中，所述凸起装置为环绕靠近金属极板边缘位置延伸的环状形凸边。

在一实施例中，所述凸起装置为多个以所述金属极板为中心间隔设置的凸柱或弧形片。

在一实施例中，所述端盖包括圆形基座以及直径小于所述圆形基座且凸出设置圆形基座外侧端面的圆形凸台，在所述圆形凸台的中心位置向外凸出形成有金属极柱。

在一实施例中，所述超级电容器用盖板结构还包括由绝缘材料制成的密封圈，所述密封圈包括中间开孔的环形圈体，所述环形圈体的孔直径与所述端盖的圆形凸台的直径大小相适配；沿所述环形圈体的内侧边缘向外侧凸出形成有第一圆形绝缘边，且沿所述环形圈体的外侧边缘向内侧方向凸出而形成有第二圆形绝缘边，所述第一圆形绝缘边高度大于所述第二圆形绝缘边高度，且第一绝缘边高度与圆形凸台的高度相适配，所述第二圆形绝缘边高度与所述端盖的圆形基座的厚度相适配。

在一实施例中，所述容置腔开口处的腔壁靠近圆形基座的边缘处设置，且直径小于圆形基座的直径。

在一实施例中，所述金属极板的凸起装置与所述端盖的容置腔为过盈配合。

在一实施例中，所述金属极板的凸起装置与所述端盖通过激光焊接或铆接而相连。

在一实施例中，所述金属极板的直径小于所述外盖板的圆形基座直径且大于所述外盖板的腔体直径，在所述金属极板的中心设置有中心孔，所述凸起装置内侧的金属极板的板面上以金属极板的中心孔为中心沿金属极板的径向开设有多个狭长槽。

与现有技术相比，本实用新型具有下述有益效果：(1)由于本实用新型金属极板设置有凸起装置，且该凸起装置为环绕靠近金属极板边缘位置延伸的环状形凸边，或多个以所述金属极板为中心间隔设置且靠近金属极板边缘位置的凸柱或弧形片，而端盖内部设置有容置腔，当金属极板与端盖相连时，使凸起装置完全伸入该容置腔内，并与容置腔紧密接触；由于凸起装置与容置腔相连时，接触面积比较大，无论通过过盈配合或是通过激光焊接或铆接使其相连时，易于操作，接触连接点较多，提高了其连接的可靠性，进而保证了超级电容器芯子与金属极板相连时，其在遇到强烈震动的情形下，超级电容器芯子与端盖的连接不会产生松动或脱离的现象，提高了超级电容器的质量。(2)由于本实用新型金属极板的板面开设有中心孔和狭长槽，在超级电容器的芯子与金属极板相连时，该中心孔以及多个狭长槽保证了芯子更牢靠的金属极板相连，进而提升了金属极板与超级电容器芯子的连接的可靠性；(3)由于本实用新型的密封圈包括中间开孔的环形圈体、第一圆形绝缘边以及第二圆形绝缘边，且第一圆形绝缘边使所述端盖的圆形凸台与超级电容器的壳体相绝缘，第二圆形绝缘边使所述端盖的圆形基座与超级电容器的壳体相绝缘且同时对端盖起密封作用，因第一圆形绝缘边高度大于第二圆形绝缘边的高度，在外力作用下对超级电容器壳体进行密封时，第二圆形绝缘边不会产生褶皱，进而提高了超级电容器的密封性能，避免了超级电容器因密封不严而导致漏液的现象。

附图说明

图1为本实用新型超级电容器用盖板结构的立体分解结构示意图，图中示出了本实用新型超级电容器用盖板结构的立体分解结构；

图2为本实用新型超级电容器用盖板结构的剖视结构示意图，图中示出了本实用新型超级电容器用盖板结构的各部件的相对位置关系。

图3a为本实用新型超级电容器用盖板结构的端盖的一视角的立体结构示意图；

图3b为本实用新型超级电容器用盖板结构的端盖另一视角的立体结构示意图；

图4a为本实用新型超级电容器用盖板结构的端盖的主视结构示意图；

图4b为本实用新型超级电容器用盖板结构的端盖的俯视结构示意图；

图4c为本实用新型图4b的A-A向的剖视结构示意图；

图5a为本实用新型超级电容器用盖板结构的金属极板的一视角的立体结构示意图；

图5b为本实用新型超级电容器用盖板结构的金属极板的另一视角的立体结构示意图；

图6a为本实用新型超级电容器用盖板结构的金属极板的主视结构示意图；

图6b为本实用新型图6a的B-B向的剖视结构示意图；

图7a为本实用新型超级电容器用盖板结构的密封圈的一视角的立体结构示意图；

图7b为本实用新型超级电容器用盖板结构的密封圈的另一视角的立体结构示意图；

图8a为本实用新型超级电容器用盖板结构的密封圈的俯视结构示意图；

图8b为本实用新型超级电容器用盖板结构的图8a的C-C向剖视结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的超级电容器用盖板结构，除了具有对超级电容器壳体的开口端进行密封的作用之外，其在对超级电容器壳体的开口端进行密封时，超级电容器用盖板结构与超级电容器壳体内部的芯子相连而做为超级电容器的一个电极。因该超级电容器用盖板结构具有作为超级电容器的一个电极以及对超级电容器壳体进行密封等功能，因此，本实用新型主要围绕如何改进盖板结构才能使其与超级电容器芯子连接的更牢固，内阻最低以及如何改进盖板结构使其密封性能更好的角度出发，来阐述本实用新型的相关技术内容。

参见图1和图2，本实用新型的超级电容器用盖板结构包括端盖1、金属极板2和密封圈3；其中，端盖1采用金属材料制成，金属极板2的一端面位于端盖1的内侧端面而与端盖1相连，另一端面用于与超级电容器的芯子相连，密封圈3套设在所述端盖1上而与端盖1相配合密封超级电容器壳体的开口端。

参见图3a和图3b，本实用新型的端盖1包括圆形基座11以及圆形凸台12，其中，所述圆形凸台12凸出设置在该圆形基座11的外侧端面，且圆形凸台12的直径小于所述圆形基座11的直径；沿所述圆形凸台12的中心位置向外凸出形成有金属极柱121，该金属极柱121作为超级电容器的一个电极。

参见图4a、图4b和图4c，本实用新型的端盖1内部设置有容置腔13，所述容置腔13的内侧端面敞开而形成供金属极板2伸入的开口，金属极板2通过伸入该开口内而与端盖1相连。容置腔13开口处腔壁131靠近圆形基座11边缘处设置，且直径略小于圆形基座1的直径。

参见图5a和图5b，本实用新型的金属极板2包括板体21和凸起装置22；其中，凸起装置22位于板体21内侧的端面上，且靠近板体21的边缘而与板体21一体设置。

参见图6a和图6b，本实用新型的板体21的板面上设有中心孔211和多个狭长槽212；其中，中心孔211位于板体21的中心位置。狭长槽212沿板体21的径向开设，并以所述中心孔211为中心呈辐射状设置，该多个狭长槽212均位于所述凸起装置22内侧而由所述凸起装置22环绕。在金属极板2与超级电容器芯子连接时，电容器芯子极片连接位于该狭长槽212内，狭长槽212沿板体21的径向并呈辐射状设置，保证了芯子与金属极板2相连的更牢靠。

再次参见图5a和图5b，本实用新型的凸起装置22位于所述金属极板2的一端面上，且靠近板体21的边缘位置，并位于板体21的中心为圆心的同一直径的圆面上，也就是说凸起装置22到板体21的中心等距离设置。

再次参见图2和图4c，本实用新型的凸起装置22的直径与所述端盖1的容置腔13开口处的直径相适配，且该凸起装置22可完全伸入该容置腔13内而与所述端盖1紧密相连。如图中所示，本实用新型的凸起装置22优选为沿靠近金属极板2边缘延伸的环状形凸边221；当欲使端盖1与金属极板2相连时，使环状形凸边211完全位于容置腔13内而容置腔紧密接触，为了使端盖1与金属极板2连接的更为牢固，所述环状形凸边221与容置腔13连接优选过盈配合，然后通过激光焊接或铆接的方式在环状形凸边221与容置腔13连接处进行加固；显而易见的是，单独采用过盈配合的方式，或通过激光焊接或铆接的方式亦可以使环状形凸边211与容置腔13实现相连。

做为环状形凸边221的可替代形式，本实用新型的凸起装置22也可以多个以所述金属极板为中心间隔设置的凸柱或弧形片，该多个间隔设置的凸柱或弧形片亦位于以板体21的中心为圆心的同一直径的圆面上，这样，同样可以达到环状形凸边221所起到的技术效果。

上述结构中的凸起装置22与容置腔13相连时，接触面积比较大，接触连接点较多，连接可靠高，当超级电容器芯子与金属极板2相连时，在遇到强烈震动的情形下，因金属极板2与端盖1的连接不会产生松动或脱离的现象，因而保证了超级电容器芯子不会因震动而产生松动或脱离。

参见图7a和图7b，本实用新型的密封圈3由绝缘材料制成，其包括中间开孔的环形圈体31，所述环形圈体31的孔直径与本实用新型的端盖1的圆形凸台12的直径大小相适配，且所述环形圈体31的外径与所述端盖的圆形基座11的直径相适配。

同时参见图8a、图8b和图2，本实用新型的密封圈3还包括第一圆形绝缘边32和第二圆形绝缘边33，其中，第一圆形绝缘边32沿所述环形圈体31的内侧边缘向环形圈体31的外侧端面而凸出形成；而第二圆形绝缘边33是沿所述环形圈体31的外侧边缘而向环形圈体31内侧端面方向凸出而形成。所述第一圆形绝缘边32高度大于所述第二圆形绝缘边33高度，且第一绝缘边32的高度与所述端盖的圆形凸台12的高度相适配，所述第二圆形绝缘边33的高度与所述端盖1的圆形基座的11厚度相适配。

本实用新型的密封圈3套设于端盖1上时，第一圆形绝缘边32可使所述端盖1的圆形凸台12与超级电容器的壳体相绝缘，第二圆形绝缘边33可使所述端盖1的圆形基座11与超级电容器的壳体相绝缘，且第二圆形绝缘边33由于位于端盖1与超级电容器壳体之间，因此可以对超级电容器其到很好的密封作用，又因为第二圆形绝缘边33的高度较小，在外力作用下对超级电容器密封时，其边缘不会产生褶皱，进而提高了超级电容器的密封性能，避免了超级电容器因密封不严而导致漏液的现象。

Claims (9)

1.一种超级电容器用盖板结构，包括由金属材料制成的端盖以及与所述端盖相连的金属极板，其特征在于，在所述金属极板的一端面且靠近金属极板边缘处设置有凸起装置，所述凸起装置与所述金属极板一体设置，且凸起装置位于以金属极板中心为圆心的同一直径的圆面上；在所述端盖内部设置有容置腔，所述容置腔的内侧端面敞开而形成供所述凸起装置完全伸入的开口，所述容置腔开口处的直径与所述金属极板的凸起装置的直径相适配，所述金属极板通过所述凸起装置完全位于所述端盖的容置腔内而与所述端盖紧密相连。 

2.如权利要求1所述的超级电容器用盖板结构，其特征在于，所述凸起装置为环绕靠近金属极板边缘位置延伸的环状形凸边。 

3.如权利要求1所述的超级电容器用盖板结构，其特征在于，所述凸起装置为多个以所述金属极板为中心间隔设置的凸柱或弧形片。 

4.如权利要求1至3中任一项所述的超级电容器用盖板结构，其特征在于，所述端盖包括圆形基座以及直径小于所述圆形基座且凸出设置于所述圆形基座外侧端面的圆形凸台，在所述圆形凸台的中心位置向外凸出形成有金属极柱。 

5.如权利要求4所述的超级电容器用盖板结构，其特征在于，所述超级电容器用盖板结构还包括由绝缘材料制成的密封圈，所述密封圈包括中间开孔的环形圈体，所述环形圈体的孔直径与所述端盖的圆形凸台的直径大小相适配；沿所述环形圈体的内侧边缘向外侧凸出形成有第一圆形绝缘边，且沿所述环形圈体的外侧边缘向内侧方向凸出而形成有第二圆形绝缘边，所述第一圆形绝缘边高度大于所述第二圆形绝缘边高度，且第一绝缘边高度与所述端盖的圆形凸台的高度相适配，所述第二圆形绝缘边高度与所述端盖的圆形基座的厚度相适配。 

6.如权利要求4所述的超级电容器用盖板结构，其特征在于，所述容置腔开口处的腔壁靠近圆形基座的边缘处设置，且直径小于圆形基座的直径。 

7.如权利要求6所述的超级电容器用盖板结构，其特征在于，所述金属极板的凸起装置与所述端盖的容置腔为过盈配合。 

8.如权利要求7所述的超级电容器用盖板结构，其特征在于，所述金属极板的凸起装置与所述端盖通过激光焊接或铆接而相连。 

9.如权利要求8所述的超级电容器用盖板结构，其特征在于，所述金属极板的直径小于外盖板的圆形基座直径且大于所述外盖板的腔体直径，在所述金属极板的中心设置有中心孔，所述凸起装置内侧的金属极板的板面上以金属极板的中心孔为中心沿金属极板的径向开设有多个狭长槽。