CN205723170U - 叠片式软包超级电容 - Google Patents

Abstract

本实用新型储能技术领域，尤其涉及叠片式软包超级电容，包括壳体、正极导流片、负极导流片、正极片、隔膜和负极片，其中，所述正极导流片与正极片相连接，所述负极导流片与负极片相连接，所述正极导流片和负极导流片均自所述壳体的内部延伸到壳体的外部，所述正极片、隔膜和负极片均设置在所述壳体的内部；其中：所述隔膜折叠设置，所述隔膜包括三个以上的隔膜折叠层，在两个相邻的隔膜折叠层内设有一个正极片或一个负极片，每个所述正极片与每个所述负极片之间通过一个隔膜折叠层分隔。与现有技术相比，本实用新型结构设计简单优化，实现了安全性和稳定性的提高，而且，生产制作方便，工序简单，利于提高大规模工业化生产的效率，降低生产成本。

Description

叠片式软包超级电容

技术领域

本实用新型涉及储能技术领域，尤其涉及叠片式软包超级电容。

背景技术

当前，为解决能源匮乏及环境污染问题，可再生清洁能源的开发利用已成为可持续绿色发展的重要途径，其中，新能源汽车的开发、智能电网的建设、风能及太阳能的利用等技术均离不开储能技术支撑。在储能技术中，超级电容以其突出的大功率和长寿命而日益受到重视，其中，软包超级电容利于增强注液及密封等操作效果以及产品的整体受力缓冲效果，因而使其在传统超级电容的基础之上体现出更高的安全性和能量密度。

现有技术中，软包超级电容的种类较多，其中，叠片式软包超级电容应用比较广泛，叠片式软包超级电容普遍采用正负极片与隔膜层叠设置的方式，但其在实际的生产和应用中还有很多方面需要改进，尤其在生产效率及稳定性和安全性方面。具体地，如实用新型专利ZL201420502976.4公开的一种方形软包装超级电容，包括软包装壳套、位于该软包装壳套内的电容芯以及设置于软包装壳套和电容芯之间的绝缘层，软包装壳套、绝缘层和电容芯紧压在一起成型，其中，电容芯包括正极导电板、正极片、隔膜、负极片和负极导电板，隔膜的四周边缘部分和绝缘层的四周有部分重叠；该实用新型专利虽然在一定程度上提高了软包装缓冲超级电容内部产生的压力的能力，相对降低了外壳发生爆炸及泄漏的风险，但在制作中，不可避免地需要进行隔膜的剪裁及隔膜与正负极片的层层铺设等较复杂的工序，并在保障相同类型产品的内部结构及整体性能的一致性方面存在一定的困难。

再如，实用新型专利ZL201420009244.1公开了一种软包叠片式混合超级电容器，其包括外露的正极耳等元件，双面覆膜的正极耳、外露的正极耳、双面覆膜的正极片三者之间焊接，外露的负极耳、双面覆膜的负极耳、双面覆膜的负极片三者之间焊接，隔膜位于双面覆膜的正极片和双面覆膜的负极片之间，上层为单面覆膜的正极片，下层为单面覆膜的负极片，双面覆膜的负极片和双面覆膜的正极片交替排列，单面覆膜的正极片、单面覆膜的负极片、双面覆膜的正极片、双面覆膜的负极片、隔膜都位于外包装层内，外露的正极耳、外露的负极耳都与外包装层焊接；该实用新型专利通过较佳的焊接设置方式使正负极片与对应的极耳有效连接，较有效地减少了漏液情况的发生，但是，在该实用新型产品的制作中，不可避免地，需将隔膜提前进行剪裁并在正负极片之间逐层铺设，生产的工序相对复杂，且各层极片及隔膜间的结构的一致性和稳定性较难保障。

因此，亟需研究开发出新型的叠片式软包超级电容，利于提高生产效率，利于节约生产成本，同时，有效提高超级电容产品本身的安全性和稳定性，并有效保障同类型超级电容产品间的性能一致性。

实用新型内容

本实用新型的目的是，针对现有技术存在的问题，提供一种叠片式软包超级电容，实现有效保障现有软包超级电容相关性能的同时，提高其安全性、稳定性以及同类型产品的性能的一致性，从而利于大规模工业化生产效率的提高及成本的降低。

本实用新型解决问题的技术方案是：叠片式软包超级电容，包括壳体、正极导流片、负极导流片、正极片、隔膜和负极片，其中，所述正极导流片与所述正极片相连接，所述负极导流片与所述负极片相连接，所述正极导流片和负极导流片均自所述壳体的内部延伸到所述壳体的外部，所述正极片、隔膜和负极片均设置在所述壳体的内部；其中：所述隔膜折叠设置，所述隔膜包括三个以上的隔膜折叠层，在每两个相邻的所述隔膜折叠层内均设有一个所述正极片或一个所述负极片，每个所述正极片与每个所述负极片之间通过一个所述隔膜折叠层分隔。

进一步地，在本实用新型所述的叠片式软包超级电容中，所述隔膜呈Z字形连续折叠设置，所述正极片和负极片均被所述隔膜折叠层覆盖，所述隔膜折叠层的周边均比所述正极片和负极片的周边长；其中，所述隔膜能够呈单个或多个Z字形连续折叠设置，具体根据正极片和负极片的数量进行设置；优选地，各隔膜折叠层的面积相同，以方便生产操作及保障所得产品的一致性。

优选地，在本实用新型所述的叠片式软包超级电容中，相邻的所述隔膜折叠层和正极片的边缘距离为5mm以内；相邻的所述隔膜折叠层和负极片的边缘距离为5mm以内，具体设置根据正极片和负极片的规格进行，以有效避免正极片与负极片接触产生短路等危险事故发生为标准。

较佳地，在本实用新型所述的叠片式软包超级电容中，所述正极片与相邻的所述隔膜折叠层的两侧边缘距离为2mm以内，所述正极片与相邻的所述隔膜折叠层的中间侧的边缘距离为5mm以内；所述负极片与相邻的所述隔膜折叠层的两侧边缘距离为2mm以内，所述负极片与相邻的所述隔膜折叠层的中间侧的边缘距离为5mm以内。

进一步地，在本实用新型所述的叠片式软包超级电容中，所述正极片为双面涂层的正极片，所述负极片为双面涂层的负极片，此种设置能够利于提高超级电容自身的功率及能量密度。

优选地，在本实用新型所述的叠片式软包超级电容中，在所述正极片上设有正极导流片焊接部，在所述正极导流片焊接部上无涂层，所述正极导流片通过所述正极导流片焊接部与所述正极片焊接连接；在所述负极片上设有负极导流片焊接部，在所述负极导流片焊接部上无涂层，所述负极导流片通过所述负极导流片焊接部与所述负极片焊接连接。

优选地，在本实用新型所述的叠片式软包超级电容中，所述隔膜由聚丙烯、纤维素和聚乙烯中的任一种构成。

优选地，在本实用新型所述的叠片式软包超级电容中，所述隔膜的厚度为15μm～45μm、孔隙率为30％-70％、孔径为0.5μm～1.5μm、抗拉强度为7MPa～15MPa。

优选地，在本实用新型所述的叠片式软包超级电容中，所述壳体与所述正极导流片通过热熔固化连接，所述壳体与所述负极导流片通过热熔固化连接；在所述正极导流片和负极导流片上均设有密封条，所述正极导流片与设置在所述正极导流片上的密封条通过热熔固化连接，所述负极导流片与设置在所述负极导流片上的密封条通过热熔固化连接；在所述正极导流片与正极片的连接区域通过胶带包裹密封，在所述负极导流片与负极片的连接区域通过胶带包裹密封；以增强超级电容产品整体的密封性，充分避免漏电等事故发生。

较佳地，在本实用新型所述的叠片式软包超级电容中，所述壳体由尼龙、铝和聚丙烯中的任一种构成；所述密封条由聚丙烯构成；所述胶带由聚酰亚胺胶和硅胶中的任一种构成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：结构设计简单优化，制造及使用方便，能够在有效保障现有软包超级电容相关性能的同时，实现安全性和稳定性的提高，并利于保障同类型产品的性能的一致性，而且，生产制作方便，工序简单，无需进行隔膜铺设中的层层分切或者铺设前的各种分切等操作，只需针对最后一层隔膜剪切即可，从而利于提高大规模工业化生产的效率，降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型叠片式软包超级电容的主视图；

图2为图1的横向截面示意图；

图3为图1的纵向截面示意图；

图4为本实用新型叠片式软包超级电容的局部剖视图。

图中所示：1-正极导流片；2-负极导流片；3-壳体；4-隔膜；5-正极片；6-负极片；7-胶带；8-密封条；9-正极导流片焊接部；10-负极导流片焊接部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明，但本实用新型不受实施例的任何限制。

实施例1

如图1和图2所示，一种叠片式软包超级电容，包括壳体3、正极导流片1、负极导流片2、正极片5、隔膜4和负极片6，其中，所述正极导流片1与正极片5相连接，所述负极导流片2与所述负极片6相连接，所述正极导流片1和负极导流片2均自壳体3的内部延伸到壳体3的外部，所述正极片5、隔膜4和负极片6均设置在壳体3的内部；其中：所述隔膜4折叠设置，所述隔膜4包括三个以上的隔膜折叠层，在每两个相邻的所述隔膜折叠层内均设有一个正极片5或一个负极片6，每个正极片5与每个负极片6之间通过一个所述隔膜折叠层分隔。

在上述实施例中，所述隔膜折叠层的数量根据超级电容产品整体所需正极片5和负极片6的数量进行设置，对于每个隔膜折叠层的形状及大小根据对应设置的正极片5和负极片6进行设置，优选地，为方便生产操作及保障所得同类产品的一致性，与正极片5或负极片6相邻接的各隔膜折叠层的形状及大小等规格相同。

在本实用新型叠片式软包超级电容中，所述隔膜4的折叠设置，使分隔正极片5及负极片6的隔膜4呈一体连续，能够在实现有效保障现有软包超级电容相关性能的同时，为生产制备叠片式软包超级电容节约分切隔膜的繁琐工序，制备时只需针对最后一层隔膜剪切即可，具体进行层叠铺设时，只需将隔膜4逐层缠绕正极片5或者负极片6即可实现正极片5、隔膜4及负极片6之间的叠片式组装，也能够采用将正极片5或者负极片6逐片插入隔膜折叠层中实现，无需各层逐一铺设，因此，本实用新型能够相对于现有技术大幅提高生产效率，相应地降低经济成本。

实施例2

如图1和图2所示，本实用新型的一种叠片式软包超级电容，其基本结构设置同实施例1，具体地，还包括如下设置：为进一步保障隔膜4的一体连续设置，并增强整体的安全性和稳定性以及同类型产品的一致性，所述隔膜4呈Z字形连续折叠设置，所述正极片5和负极片6均被所述隔膜折叠层覆盖，所述隔膜折叠层的周边均比所述正极片5和负极片6的周边长。

在上述实施例中，具体根据实际生产中正极片5和负极片6的数量，所述隔膜4能够呈单个或多个Z字形连续折叠设置；优选地，为方便生产操作及保障所得同类型产品的一致性，各隔膜折叠层的面积相同。

在上述实施例中，为有效避免正极片5与负极片6接触产生短路等危险事故，优选地，使各隔膜折叠层均能够完全覆盖正极片5和负极片6，其中，相邻的所述隔膜折叠层和正极片5的边缘距离优选为5mm以内；相邻的所述隔膜折叠层和负极片6的边缘距离优选为5mm以内；较佳地，所述正极片5与相邻的所述隔膜折叠层的两侧边缘距离为2mm以内，所述正极片5与相邻的所述隔膜折叠层的中间侧的边缘距离为5mm以内；所述负极片6与相邻的所述隔膜折叠层的两侧边缘距离为2mm以内，所述负极片6与相邻的所述隔膜折叠层的中间侧的边缘距离为5mm以内；具体地，所述正极片5或者负极片6与相邻的所述隔膜折叠层的两侧边缘距离为2mm以内，其中，所述隔膜折叠层的两侧为所述隔膜折叠设置时未参与弯折的平行相对的两侧；具体地，所述正极片5或者负极片6与相邻的所述隔膜折叠层的中间侧的边缘距离为5mm以内，其中，所述隔膜折叠层的中间侧为所述隔膜折叠设置时参与弯折的平行相对的两侧，优选地，所述隔膜折叠层的中间侧为所述隔膜折叠设置时参与弯折的平行相对的两侧中不包裹正极片5或者负极片6的一侧。

在上述实施例中，通过上述设置能够在实现同实施例1的技术效果的同时，提高超级电容整体的安全性和稳定性。具体地，制作本实施例的叠片式软包超级电容时，无需对单层隔膜进行定长分切，隔膜4在正极片5和负极片6之间做Z字形往返运动，只需待往返动作完成后做最终一次切断即可，从而节省了隔膜的定长分切工序，优化了产品整体的生产制作流程；且由于Z字形运动动作简单，易于提高操作速度，利于保障隔膜4的对齐准确度和重叠度，而所述隔膜折叠层的周边均比所述正极片5和负极片6的周边长的设置，也能够利于实现有效包覆正极片5和负极片6的各边缘，使隔膜4完全覆盖正极片5和负极片6，从而有效阻断正极片5和负极片6互相之间的接触，进而有效避免因正极片5和负极片6互相接触而造成的短路现象发生，大幅提高叠片式软包超级电容整体的安全性和稳定性。总体上，通过上述设置，本实用新型能够实现快速、安全和稳定的高效批量化生产，使叠片式软包超级电容从生产到所得产品的安全性、稳定性及一致性都得到提高。

实施例3

如图1-4所示，本实用新型的一种叠片式软包超级电容，其基本结构设置同实施例1或者实施例2，具体地，还包括如下设置：所述正极片5为双面涂层的正极片，所述负极片6为双面涂层的负极片。

在上述实施例中，所述正极片5和负极片6均为双面涂层，能够利于为提高超级电容自身的功率及能量密度，其中，所述涂层具体根据实际所需产品的规格进行材料选择，所述涂层能够选用任何适于生产制备超级电容的电极材料。

在上述实施例中，如图3和图4所示，为方便产品制作，在所述正极片5上设有正极导流片焊接部9，在所述负极片6上设有负极导流片焊接部10，其中，在所述正极导流片焊接部9和负极导流片焊接部10上均无涂层，所述正极导流片1通过正极导流片焊接部9与正极片5焊接连接，所述负极导流片2通过负极导流片焊接部10与负极片6焊接连接。

在上述实施例中，如图3和图4所示，为增强超级电容产品整体的密封性，充分避免漏电等事故发生，优选地，所述壳体3与正极导流片1通过热熔固化连接，所述壳体3与负极导流片2通过热熔固化连接；在正极导流片1和负极导流片2上均设有密封条8，正极导流片1与设置在正极导流片1上的密封条8通过热熔固化连接，所述负极导流片2与设置在负极导流片2上的密封条8通过热熔固化连接；在正极导流片1与正极片5的连接区域通过胶带7包裹密封，在所述负极导流片2与负极片6的连接区域通过胶带7包裹密封；其中，所述密封条8和胶带7根据实际生产的产品进行确定，较佳地，为提高超级电容产品整体的稳定性，如耐高温、耐腐蚀性，所述密封条8由聚丙烯构成；所述胶带7由聚酰亚胺胶和硅胶中的任一种构成。

在上述实施例中，所述壳体3能够由任何适于生产制备软包超级电容壳体的材料构成，优选由尼龙、铝和聚丙烯中的任一种构成，所述壳体3还能够设置为外露的复合型包装膜及内设的绝缘层的结合体，其中，所述外露的复合型包装膜及内设的绝缘层由任何适于生产制备软包超级电容壳体的材料构成，具体根据实际生产目标产品确定；所述隔膜4能够由任何适于生产制备超级电容的隔膜材料构成，优选由聚丙烯、纤维素和聚乙烯中的任一种构成；具体隔膜4的选取根据实际所需目标产品进行，优选地，为有效保障产品整体的性能，所述隔膜4优选由厚度小于45μm、孔隙率高于30％、孔径低于1.5μm和抗拉强度大于7MPa的材料构成，其中，所述隔膜4的厚度优选为15μm～45μm、孔隙率优选为30％-70％、孔径优选为0.5μm～1.5μm、抗拉强度优选为7MPa～15MPa。

本实用新型不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本实用新型的构思和所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.叠片式软包超级电容，包括壳体、正极导流片、负极导流片、正极片、隔膜和负极片，其中，所述正极导流片与所述正极片相连接，所述负极导流片与所述负极片相连接，所述正极导流片和所述负极导流片均自所述壳体的内部延伸到所述壳体的外部，所述正极片、隔膜和负极片均设置在所述壳体的内部，其特征在于：所述隔膜折叠设置，所述隔膜包括三个以上的隔膜折叠层，在每两个相邻的所述隔膜折叠层内设有一个所述正极片或一个所述负极片，每个所述正极片与每个所述负极片之间通过一个所述隔膜折叠层分隔。

2.根据权利要求1所述的叠片式软包超级电容，其特征在于：所述隔膜呈Z字形连续折叠设置，所述正极片和负极片均被所述隔膜折叠层覆盖，所述隔膜折叠层的周边均比所述正极片和负极片的周边长。

3.根据权利要求2所述的叠片式软包超级电容，其特征在于：相邻的所述隔膜折叠层和正极片的边缘距离为5mm以内；相邻的所述隔膜折叠层和负极片的边缘距离为5mm以内。

4.根据权利要求3所述的叠片式软包超级电容，其特征在于：所述正极片与相邻的所述隔膜折叠层的两侧边缘距离为2mm以内，所述正极片与相邻的所述隔膜折叠层的中间侧的边缘距离为5mm以内；所述负极片与相邻的所述隔膜折叠层的两侧边缘距离为2mm以内，所述负极片与相邻的所述隔膜折叠层的中间侧的边缘距离为5mm以内。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的叠片式软包超级电容，其特征在于：所述正极片为双面涂层的正极片，所述负极片为双面涂层的负极片。

6.根据权利要求5所述的叠片式软包超级电容，其特征在于：在所述正极片上设有正极导流片焊接部，在所述正极导流片焊接部上无涂层，所述正极导流片通过所述正极导流片焊接部与所述正极片焊接连接；在所述负极片上设有负极导流片焊接部，在所述负极导流片焊接部上无涂层，所述负极导流片通过所述负极导流片焊接部与所述负极片焊接连接。

7.根据权利要求5所述的叠片式软包超级电容，其特征在于：所述隔膜由聚丙烯、纤维素和聚乙烯中的任一种构成。

8.根据权利要求5所述的叠片式软包超级电容，其特征在于：所述隔膜的厚度为15μm～45μm、孔隙率为30％-70％、孔径为0.5μm～1.5μm、抗拉强度为7MPa～15MPa。

9.根据权利要求5所述的叠片式软包超级电容，其特征在于：所述壳体与所述正极导流片通过热熔固化连接，所述壳体与所述负极导流片通过热熔固化连接；在所述正极导流片和负极导流片上均设有密封条，所述正极导流片与设置在所述正极导流片上的密封条通过热熔固化连接，所述负极导流片与设置在所述负极导流片上的密封条通过热熔固化连接；在所述正极导流片与正极片的连接区域通过胶带包裹密封，在所述负极导流片与负极片的连接区域通过胶带包裹密封。

10.根据权利要求9所述的叠片式软包超级电容，其特征在于：所述壳体由尼龙、铝和聚丙烯中的任一种构成；所述密封条由聚丙烯构成；所述胶带由聚酰亚胺胶和硅胶中的任一种构成。