CN204537861U - 一种超级电容器的集流体及超级电容器 - Google Patents
一种超级电容器的集流体及超级电容器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种超级电容器的集流体及超级电容器，该集流体包含：片状集流体本体；所述片状集流体本体的形状与超级电容器外壳底面的形状相配合；所述片状集流体本体的第一面的中心位置，沿其轴向方向设置有用于与超级电容器极组的中心孔配合的圆锥形凸台；所述片状集流体本体的第二面的中心位置，沿其轴向方向设置有用于与超级电容器外壳底面的安装孔配合的柱状凸台；所述圆锥形凸台与片状集流体本体和柱状凸台同轴；且在圆锥形凸台与片状集流体本体和柱状凸台的轴心处，形成有贯穿所述圆锥形凸台、片状集流体本体和柱状凸台的注液孔。应用本实用新型实施例，能够减少出现集流体轴向偏焊的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及超级电容器的结构，特别涉及一种超级电容器的集流体及超级电容器。
背景技术
随着科学技术的发展，超级电容器因其循环寿命长、充放电速度快、功率密度高等优点在汽车、通信、轨道交通、能源系统等领域得到广泛应用。
集流体是超级电容器必要的零部件之一，其与极组、外壳连接后形成超级电容器。目前，在超级电容器单体的装配过程中，集流体与极组之间、集流体与外壳之间的连接都采用激光焊接，具有一定的焊接强度要求。这就提高了极组、集流体、外壳之间的定位精度与配合精度。
然而，传统的集流体不能实现极组与集流体轴向定位，焊接过程中可能存在焊偏、生产效率低等问题，影响单体后续的装配工作。
例如：中国专利授权公告号CN 201397744Y(申请号200920096231.1)的实用新型公开的一种超级电容器下集流体，如图1a和图1b所示，该下集流体具有集流体本体1，集流体本体1的凸台2高于集流体本体1，超级电容器的极组仅于凸台2接触，极组受积压的面积为凸台2的面积，通过凸台2的上表面与极组焊接连接。集流体本体1的内凹面3低于集流体本体，该内凹面3与超级电容器外壳通过焊接连接。
可见，凸台2与极组焊接以及内凹面3与外壳焊接时，由于没有径向定位，都可能存在轴向焊偏的问题。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种超级电容器的集流体及超级电容器，以减少出现轴向偏焊的问题。
为达到上述目的，本实用新型实施例公开了一种超级电容器的集流体，包含：片状集流体本体；所述片状集流体本体的形状与超级电容器外壳底面的形状相配合；
所述片状集流体本体的第一面的中心位置，沿其轴向方向设置有用于与超级电容器极组的中心孔配合的圆锥形凸台；
所述片状集流体本体的第二面的中心位置，沿其轴向方向设置有用于与超级电容器外壳底面的安装孔配合的柱状凸台；
所述圆锥形凸台与片状集流体本体和柱状凸台同轴；且在圆锥形凸台与片状集流体本体和柱状凸台的轴心处，形成有贯穿所述圆锥形凸台、片状集流体本体和柱状凸台的注液孔。
其中，所述片状集流体本体的第二面还可以设置有沿柱状凸台向片状集流体本体外边沿方向，呈放射状排布的多个加强筋；
所述加强筋使得片状集流体本体的第二面形成有多个扇形区域。
所述的圆锥形凸台的最大直径处位于所述片状集流体本体的第一面上，其最大直径与超级电容器极组的中心孔的直径相配合。
所述片状集流体本体的形状可以为与超级电容器外壳底面的形状相配合的圆片状；或所述柱状凸台截面的形状为与超级电容器外壳底面的安装孔相配合的圆形或正方形；或，所述集流体本体由铝合金材料制造。
本实用新型实施例还公开了一种超级电容器，包括：集流体、外壳和极组；所述集流体为上述的集流体；
所述集流体本体第一面上的圆锥状凸台伸入极组的中心孔中，且第一面与极组底面连接；
所述集流体本体第二面上的柱状凸台与外壳底面的安装孔以焊接方式形成过渡配合；
所述极组被通过所述集流体的注液孔注入的电解液浸润；
所述注液孔由一密封结构密封。
其中，所述片状集流体本体的第二面还可以设置有沿柱状凸台向片状集流体本体外边沿方向，呈放射状排布的多个加强筋；
所述加强筋使得片状集流体本体的第二面形成有多个扇形区域。
所述第一面与极组底面连接，可以通过激光焊接的方式，使多个扇形区域与极组底面连接。
所述的圆锥形凸台的最大直径处位于所述片状集流体本体的第一面上，其最大直径与超级电容器极组的中心孔的直径相配合。
所述片状集流体本体的形状为与超级电容器外壳底面的形状相配合的圆片状；或所述柱状凸台截面的形状为与超级电容器外壳底面的安装孔相配合的圆形或正方形；或，所述集流体本体由铝合金材料制造。
所述的密封结构可以包括：胶塞和铝塞；所述注液孔在注液完成之后由所述胶塞密封；所述铝塞位于所述胶塞外侧，被采用激光焊接于所述注液孔底部。
由上述的技术方案可见，本实用新型实施例提供的这种超级电容器的集流体及超级电容器通过在集流体本体第一面沿轴向设置的圆锥形凸台与极组的中心孔配合，以及在集流体本体第二面沿轴向设置的柱状凸台与外壳的安装孔配合，使得集流体本体能够与极组和外壳保持同轴，能够减少轴向偏焊的问题。
本实用新型实施例中，注液孔开设于集流体本体轴线方向，使得注液方式为底端注液，可降低注液工装的复杂性。
另外，在本实用新型的某些具体实施例中，所述集流体本体由铝合金弹性材料制造。所述集流体本体既可保证集流体与极组的焊接效果，又有抗振的作用，而且还可以减轻单体质量。
当然，实施本实用新型的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a为现有技术一种集流体的立体结构示意图；
图1b为图1所述集流体的侧视图；
图2a为本实用新型实施例的一种集流体的立体结构示意图；
图2b为图2a所示集流体的仰视图；
图2c为沿图2b沿A-A线的旋转剖视图；
图3a为本实用新型实施例的一种超级电容器的仰视图；
图3b为图3a所示超级电容器沿B-B线的剖视图；
图3c为图3a所示超级电容器的俯视图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例提供的这种超级电容器的集流体及超级电容器通过在集流体本体第一面沿轴向设置的圆锥形凸台与极组的中心孔配合，以及在集流体本体第二面沿轴向设置的柱状凸台与外壳的安装孔配合，使得集流体本体能够与极组和外壳保持同轴，能够减少轴向偏焊的问题。
本实用新型实施例中，注液孔开设于集流体本体轴线方向，使得注液方式为底端注液，可降低注液工装的复杂性。
参见图2a-图2c，本实用新型提供的超级电容器的集流体，包含：片状集流体本体1。所述片状集流体本体1的形状与超级电容器外壳底面的形状相配合，在本实施例中，如图2b所示为圆片状。该集流体本体1的直径可根据极组与外壳的直径设定。
其中，片状集流体本体1的第一面的中心位置，沿其轴向方向设置有用于与超级电容器极组的中心孔配合的圆锥形凸台1-1。片状集流体本体1的第二面的中心位置，沿其轴向方向设置有用于与超级电容器外壳底面的安装孔配合的柱状凸台1-2。本实施例中，如图2a所示柱状凸台1-2的截面积为圆形。该圆柱凸台的直径和高度可以根据外壳底面的安装孔直径和外壳的壳底厚度设置。
所述圆锥形凸台1-1与片状集流体本体1和柱状凸台1-2同轴；且在圆锥形凸台1-1与片状集流体本体1和柱状凸台1-2的轴心处，形成有贯穿所述圆锥形凸台1-1、片状集流体本体1和柱状凸台1-2的注液孔1-3。
如图2a-图2c所示，所述片状集流体本体1的第二面还设置有沿柱状凸台1-2向片状集流体本体1外边沿方向，呈放射状排布的多个加强筋1-4。本实施例中为4个。
所述加强筋1-1使得片状集流体本体1的第二面形成有多个扇形区域。本实施例中，如图2b所示，形成了a、b、c、d四个扇形区域。
需要说明的是，应用本发明实施例的集流体时，在与其连接的极组的中心，具有贯穿整个极组的中心孔。本实施例中，所述的圆锥形凸台1-1的最大直径，也就是圆锥形凸台1-1的底径处，位于所述片状集流体本体1的第一面上，其最大直径与超级电容器极组的中心孔的直径相配合。这样，该圆锥形凸台1-1能够伸入所述中心孔中，与所述中心孔配合，以便将电解液从集流体的注液孔注入到极组中。
本领域技术人员能够理解，片状集流体本体1的形状只要与超级电容器外壳底面的形状向配合即可，例如，可以为与超级电容器外壳底面的形状相配合的圆片状或方形片状等等。所述柱状凸台1-1截面的形状可以为与超级电容器外壳底面的安装孔相配合的圆形或正方形等等。加强筋1-4的数量可以根据实际需要来设置，通常大于等于2个即可。
本实施例中，加强筋1-4为加宽的长条形状，在其他实施例中，所述加强筋1-4可设计成其它形状。
本实施例中，所述集流体本体由铝合金材料制造，因此具有一定的弹性。
具体来说，在其他实施例中，集流体本体1可以是厚度为0.5mm的圆片状集流体本体，其由铝合金弹性材料制成，既可保证集流体与极组的焊接效果，又有抗振的作用，而且还可以减轻单体质量。
本实施例中，在集流体本1的一面设置了多个加强筋1-4，可以防止集流体本体1变形，同时加宽的加强筋1-4又能增强集流体与外壳的接触。
本实施例中，所述圆柱凸台1-2的形状和尺寸与外壳底面的安装孔配合，并用激光焊接即可固定极组。所述圆锥凸台1-1可伸入极组的中心孔中，减小极组径向移动距离，保证极组与集流体的同轴度。
所述注液孔1-3开设于集流体轴线方向，可降低注液工装的复杂性，同时使得注液方式改为底端注液。
由上述的实施例可见，采用本实用新型的集流体既可实现极组的轴向定位、改变注液方式，又有抗振、减轻单体质量、降低工装复杂性的作用。
参见图3a-图3c，本实用新型实施例提供的超级电容器，包括：集流体、外壳2和极组3；所述集流体可以为图2a-图2c所示的集流体；
本实施例中，所述集流体的集流体本体1第一面上的圆锥状凸1-1台伸入极组3的中心孔3-1中，且第一面与极组3底面连接。本实施例中，极组3为圆柱体结构，在其轴心位置，具有贯穿整个极组的中心孔3-1。本实施例中，外壳2为底面具有安装孔的圆柱状套筒结构。
所述集流体本体1第二面上的柱状凸台1-2与外壳底面的安装孔以焊接方式形成过渡配合。
所述极组被通过所述集流体的注液孔注入的电解液浸润。
本实施例中，所述片状集流体本体1的第二面还设置有沿柱状凸台向片状集流体本体外边沿方向，呈放射状排布的多个加强筋。这样，多个加强筋，使得片状集流体本体的第二面形成有多个扇形区域。
所述第一面与极组底面连接，是通过激光焊接的方式，使多个扇形区域与极组底面连接。
所述注液孔由一密封结构(图中未示出)密封。
本实施例中的集流体可以与图2a-图2c完全相同，这里不再重复说明。
本实施例中，所述的密封结构包括：胶塞和铝塞；所述注液孔在注液完成之后由所述胶塞密封；所述铝塞位于所述胶塞外侧，被采用激光焊接于所述注液孔底部。
以下对本实用新型实施例提供的集流体与极组和外壳进行装配的具体过程进行说明，装配过程可以包括如下步骤：
1、先将集流体本体第一面上的圆锥状凸台伸入极组中心孔中；
2、通过激光焊接的方式，使得多个扇形区域与极组底面连接，即第一面与极组底面连接，进而使得集流体的注液孔与极组中心孔连通；
3、再将外壳从集流体一端套在已焊接了集流体的极组外面，使得集流体本体第二面上的柱状凸台插入到外壳底面的安装孔中；
4、在柱状凸台与安装孔配合的部位，通过激光焊接形成过渡配合；
5、通过集流体的注液孔，将电解液注入到极组中，使得极组被电解液浸润；
6、在注液完成后，先用胶塞将注液孔密封，再在胶塞的外侧，用激光焊接铝塞，以保证注液孔密封，并防止胶塞被挤出。
由上述的实施例可见，采用本实用新型的集流体及超级电容器，既可实现极组的轴向定位、改变注液方式，又有抗振、减轻单体质量、降低工装复杂性的作用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种超级电容器的集流体，其特征在于，包含：片状集流体本体；所述片状集流体本体的形状与超级电容器外壳底面的形状相配合；
所述片状集流体本体的第一面的中心位置，沿其轴向方向设置有用于与超级电容器极组的中心孔配合的圆锥形凸台；
所述片状集流体本体的第二面的中心位置，沿其轴向方向设置有用于与超级电容器外壳底面的安装孔配合的柱状凸台；
所述圆锥形凸台与片状集流体本体和柱状凸台同轴；且在圆锥形凸台与片状集流体本体和柱状凸台的轴心处，形成有贯穿所述圆锥形凸台、片状集流体本体和柱状凸台的注液孔。
2.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于：
所述片状集流体本体的第二面还设置有沿柱状凸台向片状集流体本体外边沿方向，呈放射状排布的多个加强筋；
所述加强筋使得片状集流体本体的第二面形成有多个扇形区域。
3.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于：所述的圆锥形凸台的最大直径处位于所述片状集流体本体的第一面上，其最大直径与超级电容器极组的中心孔的直径相配合。
4.根据权利要求1-3任一项所述的集流体，其特征在于：
所述片状集流体本体的形状为与超级电容器外壳底面的形状相配合的圆片状；或
所述柱状凸台截面的形状为与超级电容器外壳底面的安装孔相配合的圆形或正方形；
或，所述集流体本体由铝合金材料制造。
5.一种超级电容器，包括：集流体、外壳和极组；其特征在于：所述集流体为权利要求1所述的集流体；
所述集流体本体第一面上的圆锥状凸台伸入极组的中心孔中，且第一面与极组底面连接；
所述集流体本体第二面上的柱状凸台与外壳底面的安装孔以焊接方式形成过渡配合；
所述极组被通过所述集流体的注液孔注入的电解液浸润；
所述注液孔由一密封结构密封。
6.根据权利要求5所述的超级电容器，其特征在于：
所述片状集流体本体的第二面还设置有沿柱状凸台向片状集流体本体外边沿方向，呈放射状排布的多个加强筋；
所述加强筋使得片状集流体本体的第二面形成有多个扇形区域。
7.根据权利要求6所述的超级电容器，其特征在于：
所述第一面与极组底面连接，是通过激光焊接的方式，使多个扇形区域与极组底面连接。
8.根据权利要求5所述的超级电容器，其特征在于：所述的圆锥形凸台的最大直径处位于所述片状集流体本体的第一面上，其最大直径与超级电容器极组的中心孔的直径相配合。
9.根据权利要求5-8任一项所述的超级电容器，其特征在于：
所述片状集流体本体的形状为与超级电容器外壳底面的形状相配合的圆片状；或
所述柱状凸台截面的形状为与超级电容器外壳底面的安装孔相配合的圆形或正方形；
或，所述集流体本体由铝合金材料制造。
10.根据权利要求5-8任一项所述的超级电容器，其特征在于：所述的密封结构包括：胶塞和铝塞；
所述注液孔在注液完成之后由所述胶塞密封；
所述铝塞位于所述胶塞外侧，被采用激光焊接于所述注液孔底部。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106910940A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-06-30 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种无隔膜的超级电容器/锂电池 |
| CN110197770A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-09-03 | 南通江海储能技术有限公司 | 一种两端极柱式高性能超级电容器 |
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2015
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