CN207302884U - 一种圆柱形高功率锂离子电容器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及锂离子电容器技术领域，具体涉及一种圆柱形高功率锂离子电容器。该圆柱形高功率锂离子电容器，包括外壳和封装于所述外壳内的正极片、负极片、隔膜、正极集流盘和负极集流盘，所述正极片、隔膜和负极片卷绕形成圆柱形的电芯，电芯的正极和负极分别设置有空白正极集流体和空白负极集流体，空白正极集流体连接正极集流盘，空白负极集流体连接负极集流盘。本实用新型的圆柱形高功率锂离子电容器通过采用空白集流体代替传统的极耳，减小了集流体与极耳之间的接触内阻，减小了极耳的发热，提高了电容器的电流承载能力，提高了本实用新型圆柱形高功率锂离子电容器的大电流充放电能力，使得本实用新型的功率高、性能稳定、使用寿命长。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂离子电容器技术领域，具体涉及一种圆柱形高功率锂离子电容器。
背景技术
锂离子电容器(Li-ion Capacitor，LIC)，是一种介于双电层电容器和锂离子电池之间的新型储能器件。在设计上采用双电层电容器的原理；在构造上采用锂离子电池的负极材料与双电层电容器的正极材料的组合，同时又对负极进行预嵌锂，大大提高了器件的能量密度。它同时具有较高的功率密度和能量密度。在我国经济建设快速发展的今天，锂离子电容器的应用领域广泛，特别是在新兴能源领域如风力发电、电动汽车、发电工业设备等方面有着巨大的应用潜力。
锂离子电容器的商业化存在一些问题：目前圆柱形锂离子电池中极耳的引出方式在一定程度限制了锂离子电池承载电流的大小，高功率的锂离子电容器要求更高的充放电电流，传统极耳会导致严重的发热，甚至造成安全事故。
实用新型内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种圆柱形高功率锂离子电容器，具有较高的电流承载能力，极大的提高了大电流充放电能力。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种圆柱形高功率锂离子电容器，包括外壳和封装于所述外壳内的正极片、负极片、隔膜、正极集流盘和负极集流盘，所述正极片、隔膜和负极片卷绕形成圆柱形的电芯，所述电芯的正极和负极分别设置有空白正极集流体和空白负极集流体，所述空白正极集流体连接所述正极集流盘，所述空白负极集流体连接所述负极集流盘。
进一步的，所述正极集流体为铝箔，所述负极集流体为铜箔。
进一步的，所述正极集流体的两面均涂覆有正极浆料层形成正极片，所述正极集流体沿宽度方向的一边设有两面没有涂覆正极活性材料区域形成空白正极集流体；所述负极集流体的两面均涂覆有负极浆料层形成负极片，所述负极集流体沿宽度方向的一边设有两面没有涂覆负极活性材料的区域形成空白负极集流体。
进一步的，所述空白正极集流体的宽度为3-10mm，所述空白负极集流体的宽度为3-10mm。
进一步的，所述空白正极集流体与正极集流盘焊接，所述空白负极集流体与负极集流盘焊接。
进一步的，所述正极集流盘焊接有正极导电极柱，所述负极集流盘焊接有负极导电极柱。
进一步的，所述外壳包括盖帽和钢壳，所述正极导电极柱与所述盖帽焊接，所述负极导电极柱与所述钢壳焊接。
进一步的，所述正极集流盘为铝集流盘，所述负极集流盘为铜集流盘或镍集流盘。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型的圆柱形高功率锂离子电容器通过采用空白集流体代替传统的极耳，减小了集流体与极耳之间的接触内阻，减小了极耳的发热，提高了电容器的电流承载能力，提高了本实用新型圆柱形高功率锂离子电容器的大电流充放电能力，使得本实用新型的功率高、性能稳定、使用寿命长。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型电芯的结构示意图。
附图标记为：1、钢壳；2、盖帽；3、正极集流盘；4、负极集流盘；5、正极片；51、空白正极集流体；6、负极片；61、空白负极集流体；7、隔膜；8、正极导电极柱；9、负极导电极柱。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1-2对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。
见图1和图2，本实用新型涉及一种圆柱形高功率锂离子电容器，包括外壳和封装于所述外壳内的正极片5、负极片6和隔膜7，所述正极片5、隔膜7和负极片6卷绕形成圆柱形的电芯，所述电芯的两端分别设置有空白正极集流体51和空白负极集流体61。
本实用新型的圆柱形高功率锂离子电容器，通过空白集流体代替传统的极耳，减小了集流体与极耳之间的接触内阻，减小了极耳的发热，提高了电流承载能力，提高了本实用新型圆柱形高功率锂离子电容器的大电流充放电能力。
本实施例中，所述正极集流体为铝箔，所述负极集流体为铜箔。
铝箔在高电位下不会嵌锂，且表面有氧化层，适合做正极集流体，铜箔在低电位下不会氧化，适合做负极集流体。
本实施例中，所述正极集流体的两面均涂覆有正极浆料层形成正极片5，所述正极集流体沿宽度方向的一边设有两面没有涂覆正极活性材料区域形成空白正极集流体51；所述负极集流体的两面均涂覆有负极浆料层形成负极片6，所述负极集流体沿宽度方向的一边设有两面没有涂覆负极活性材料的区域形成空白负极集流体61。
将配好的正极浆料和负极浆料分别通过间歇式涂布方式涂布在正极集流体和负极集流体上，经干燥、轧膜和分切，得到沿宽度方向设有空白正极集流体51的正极片5和沿宽度方向设有空白负极集流体61的负极片6，将正极片5、隔膜7及负极片6经卷绕得到圆柱形的电芯，卷绕时正极片5的空白正极集流体51与负极片6的空白负极集流体61分别位于电芯的两端。
本实施例中，所述空白正极集流体51的宽度为3-10mm，所述空白负极集流体61的宽度为3-10mm。所述空白正极集流体51与正极集流盘3焊接，所述空白负极集流体61与负极集流盘4焊接。
本实用新型通过将空白正极集流体51和空白负极集流体61的宽度为3-10mm，用于焊接相应的集流盘，通过露出空白铝箔和铜箔的方式代替传统的极耳，减小了箔材与引出极耳间的接触内阻，减小了箔材与极耳处的发热，提高电容器电流的承载能力，使实用新型能够进行大电流充放电，使用更为安全。另一优选的，空白正极集流体51和空白负极集流体61的宽度为5-8mm。将电芯两端露出的多层空白集流体预先打平到与电芯的端部为同一平面，通过超声焊将多层打平的空白集流体焊接在一起，然后通过激光焊接至相应的集流盘。
本实施例中，所述正极集流盘3焊接有正极导电极柱8，所述负极集流盘4焊接有负极导电极柱9。所述外壳包括盖帽2和钢壳1，所述正极导电极柱8与所述盖帽2焊接，所述负极导电极柱9与所述钢壳1焊接。
集流盘包括网格状的基体以及自基体向四周向同一侧延伸的侧弦，基体上设有中心孔和注液孔，并焊接导电极柱，将正极导电极柱8焊接在盖帽2上，负极导电极柱9焊接在外壳上，然后进行辊槽、注液、封口得到密封的圆柱形锂离子电容器，负极导电极柱9与外壳采用电阻焊，正极导电极柱8与盖帽2采用激光焊。本实用新型为圆柱形，其上下底面分别为正、负极端面。
本实施例中，所述正极集流盘3为铝集流盘，所述负极集流盘4为铜集流盘或镍集流盘。
本实施例中，所述正极片5的厚度为0.15mm，长度为1196mm，宽度为65.5mm。
本实施例中，所述负极片6的厚度为0.18mm，长度为1282mm，宽度为67mm。
本实用新型的具体制作方法为：将配好的正极浆料和负极浆料分别通过间歇式涂布方式涂布在正极集流体和负极集流体上，经干燥、轧膜和分切，得到沿宽度方向设有空白正极集流体51的正极片5和沿宽度方向设有空白负极集流体61的负极片6，将正极片5、隔膜7和负极片6卷绕得到圆柱形的电芯，卷绕时正极露出铝箔的一端和负极露出铜箔的一端反方向放置，使得电芯高度方向一端露出铝箔，一端露出铜箔。
将电芯露出的铝箔和铜箔分别焊接在直径为20.5mm的圆形正极集流盘3和负极集流盘4上，正极集流盘3为铝集流盘，负极集流盘4为铜集流盘或镍集流盘。
将电芯露出铝箔的一端朝上放入钢壳1，将底部负极集流盘4通过负极导电极柱9焊接在钢壳1底部，注液后，将正极集流盘3通过正极导电极柱8焊接在盖帽2上，随后进行滚槽封口，得到圆柱形锂离子电容器。
本实用新型的外形为圆柱形，所述正极片5的厚度为0.15mm，长度为1196mm，宽度为65.5mm，所述负极片6的厚度为0.18mm，长度为1282mm，宽度为67mm，外壳为镀镍钢壳1，直径21mm，高度为70mm。
正极浆料中，含锂添加剂的质量含量为2％-50％，正极活性材料的质量含量为50％-96％，导电剂的质量含量为0.5％-10％，粘结剂的质量含量为1.5％-10％。
负极浆料中，负极活性材料的质量含量为80％-98％，导电剂的质量含量为0.5％-10％，粘结剂的质量含量为1.5％-10％。
上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本实用新型构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种圆柱形高功率锂离子电容器，包括外壳和封装于所述外壳内的正极片、负极片、隔膜、正极集流盘和负极集流盘，其特征在于：所述正极片、隔膜和负极片卷绕形成圆柱形的电芯，所述电芯的正极和负极分别设置有空白正极集流体和空白负极集流体，所述空白正极集流体连接所述正极集流盘，所述空白负极集流体连接所述负极集流盘。
2.根据权利要求1所述的圆柱形高功率锂离子电容器，其特征在于：所述正极集流体为铝箔，所述负极集流体为铜箔。
3.根据权利要求1所述的圆柱形高功率锂离子电容器，其特征在于：所述正极集流体的两面均涂覆有正极浆料层形成正极片，所述正极集流体沿宽度方向的一边设有两面没有涂覆正极活性材料区域形成空白正极集流体；所述负极集流体的两面均涂覆有负极浆料层形成负极片，所述负极集流体沿宽度方向的一边设有两面没有涂覆负极活性材料的区域形成空白负极集流体。
4.根据权利要求1所述的圆柱形高功率锂离子电容器，其特征在于：所述空白正极集流体的宽度为3-10mm，所述空白负极集流体的宽度为3-10mm。
5.根据权利要求1所述的圆柱形高功率锂离子电容器，其特征在于：所述空白正极集流体与正极集流盘焊接，所述空白负极集流体与负极集流盘焊接。
6.根据权利要求1所述的圆柱形高功率锂离子电容器，其特征在于：所述正极集流盘焊接有正极导电极柱，所述负极集流盘焊接有负极导电极柱。
7.根据权利要求6所述的圆柱形高功率锂离子电容器，其特征在于：所述外壳包括盖帽和钢壳，所述正极导电极柱与所述盖帽焊接，所述负极导电极柱与所述钢壳焊接。
8.根据权利要求1所述的圆柱形高功率锂离子电容器，其特征在于：所述正极集流盘为铝集流盘，所述负极集流盘为铜集流盘或镍集流盘。
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| CN109599597A (zh) * | 2017-09-30 | 2019-04-09 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种大电流电芯及包含该电芯的动力电池 |
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