CN204596643U - 一种超级电容蓄电池 - Google Patents

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王远强
王昱豪
杜桥新
刘文俊
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Abstract

本实用新型公开了一种超级电容蓄电池，由正极板、负极板、隔板按照隔板-负极板-隔板-正极板的方式包片形成超级电容卷绕蓄电池，其特征在于，所述正极板和负极板具有相同的结构，均由位于中间层的铅箔层、位于铅箔层两侧的活性物质复合物层和位于活性物质复合物层两侧的铅膏层构成五层复合结构，其中，铅箔厚度为0.01mm～0.1mm，铅铂上开有孔径为0.01mm～0.02mm的孔；活性物质复合物层厚度为0.005～0.01mm。本实用新型集流体的表面积大、导电能力强，同时极板更薄、其表面积也得到大幅提高，可以充分发挥超级电容蓄电池能量密度和功率密度；可以充分发挥活性炭超级电容的特性，并提高了HRPSoc寿命。

Description

一种超级电容蓄电池
技术领域
本实用新型属于电池领域，具体涉及一种超级电容蓄电池。
背景技术
随着经济的不断发展，能源、资源与环境等成为社会的焦点问题，寻找清洁、可再生及资源节约型的能源是人类社会十分迫切而艰巨的任务。各类铅蓄电池的性价比高，安全性好，使用维护方便，生产工艺成熟而且与环境友好，可再生，正日益成为各类电动车辆、通信电源及UPS电源灯的首选蓄电池。然而，由于铅蓄电池电化学体系的局限性，电池的质量密度与功率密度均较低，作为动力电池适用时电池的循环寿命较低，特别是作为光伏系统与风力发电系统的储能电池及混合动力汽车用电池时，在高倍率部分荷电（HRPSoC）状况下，电池的负极极板易发生硫酸盐积聚而失效，蓄电池的使用寿命非常不理想。
超级电容器是近些年来发展起来的新型绿色储能器件，具有快速充放电特性，功率密度大（为普通电池的几十倍以上），循环寿命长（循环次数可达10万次以上）。基于这些独特性能，超级电容器有非常好的应用前景。然而，其能量密度尽管远高于常规电容器，但显著低于蓄电池，大大地限制了超级电容器的应用范围。
超级电容蓄电池是一种将蓄电池与超级电容器相结合的新型储能系统，该系统同时具备蓄电池和超级电容器的优势，然而现有技术制造的超级电容蓄电池，采用的方式通常仅为在传统铅酸蓄电池活性物质基础上，添加活性炭、活性炭复合物等，不能充分发挥超级电容的特性，同时对于延长电池HRPSoc的作用也不理想。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种超级电容蓄电池，解决目前超级电容蓄电池采用板栅作集流体，制备的极板较厚，活性物质利用率和电子传递能力较差，不能充分发挥超级电容蓄电池能量密度和功率密度大、充电接受能力强、HRPSoc寿命长的优势的问题。
本实用新型的技术方案为：一种超级电容蓄电池，由正极板、负极板、隔板按照隔板-负极板-隔板-正极板的方式包片形成超级电容卷绕蓄电池，所述正极板和负极板具有相同的结构，均由位于中间层的铅箔层、位于铅箔层两侧的活性物质复合物层和位于活性物质复合物层两侧的铅膏层构成五层复合结构，其中，铅箔厚度为0.01mm～0.1mm，铅箔上开有孔径为0.01mm～0.02mm的孔；活性物质复合物层厚度为0.005～0.01mm。
进一步地，所述正极板和负极板厚度为0.02mm～0.5mm。
进一步地，所述隔板为AGM隔板，隔板厚度为0.03mm～0.5mm。
本实用新型中的活性物质复合物层为现有技术中常用的超级电容材料，由粘结剂与碳材料的复合物构成，本实用新型的粘结剂为聚四氟乙烯或LA132中的一种或两种，碳材料为石墨烯、碳纳米管或活性炭中的一种或多种。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
本实用新型集流体的表面积大、导电能力强，同时极板更薄、其表面积也得到大幅提高，这样一方面提高了活性物质与电解液的有效接触面积，大幅提高了活性物质的利用率、大电流放电能力和充电接受能力，可以充分发挥超级电容蓄电池能量密度和功率密度；另一方面大的表面积可以充分发挥活性炭超级电容的特性，并提高了HRPSoc寿命。本实用新型的铅箔上开有小孔，提高了活性物质的附着能力。铅箔相较板栅具有更高的抗腐能力，因而电池具有更高的循环寿命。
附图说明
图1为铅箔的结构示意图；
图2为正极板的结构示意图。
图中附图标记为：1-铅膏，2-活性物质复合层，3-铅箔。
具体实施方式
实例1：本实施例提供的这种超级电容蓄电池，主要用于一号可充电电池。
选用厚0.05mm的铅箔，喷涂0.01mm厚的聚四氟乙烯、石墨烯、活性炭的混合物，其中聚四氟乙烯、石墨烯、活性炭的比例为1:1:8，再按照常规配方对处理后的铅箔进行涂板，涂覆铅膏后极板总厚为0.2mm，再选用厚0.2mm的隔板，按照隔板-负极板-隔板-正极板的方式进行包片，制成超级电容卷绕蓄电池，制成的电池尺寸如下：中空5mm，直径30mm、高50mm。其容量可达到4Ah。性能和性价比均高于同等尺寸的一号可充电镍氢电池。
实施例2：本实施例提供的这种超级电容蓄电池，主要用于电动自行车电池。
选用厚0.1mm的铅箔，喷涂0.02mm厚的聚四氟乙烯、石墨烯、活性炭的混合物，其中聚四氟乙烯、石墨烯、活性炭的比例为1:2:7，再按照常规配方对处理后的铅箔进行涂板，涂覆铅膏后极板总厚为0.3mm，再选用厚0.3mm的隔板，按照隔板-负极板-隔板-正极板的方式进行包片，制成超级电容卷绕蓄电池，再通过串并联的方式制成电池组，其中卷绕电池单体尺寸如下：中空8mm，直径85mm、高170mm。其容量可达到30Ah。充电接受能力和大电流放电能力远高于普通铅酸蓄电池。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (3)

1.一种超级电容蓄电池，由正极板、负极板、隔板按照隔板-负极板-隔板-正极板的方式包片形成超级电容卷绕蓄电池，其特征在于，所述正极板和负极板具有相同的结构，均由位于中间层的铅箔层、位于铅箔层两侧的活性物质复合物层和位于活性物质复合物层两侧的铅膏层构成五层复合结构，其中，铅箔厚度为0.01mm～0.1mm，铅铂上开有孔径为0.01mm～0.02mm的孔；活性物质复合物层厚度为0.005～0.01mm。
2. 根据权利要求1所述的一种超级电容蓄电池，其特征在于，所述正极板和负极板厚度为0.02mm～0.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种超级电容蓄电池，其特征在于，所述隔板为AGM隔板，隔板厚度为0.03mm～0.5mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104851595A (zh) * 2015-06-04 2015-08-19 遂宁宏成电源科技有限公司 一种超级电容蓄电池
CN109546155A (zh) * 2018-12-21 2019-03-29 山东圣阳电源股份有限公司 超级电池及其负极板

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