CN208433319U - 一种超级电容器的电极掺杂设备 - Google Patents
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Abstract
一种超级电容器的电极掺杂设备，其包括离子掺杂单元、电极板供给单元、电解质溶液循环单元、干燥单元、超声波发生单元、自动控制单元以及电极板回收装置；电极板是用于制造超级电容器电极的金属板，其中，掺杂单元包括掺杂单元主体、导引辊、掺杂辊、温度传感器、电加热器；掺杂辊共包括8个参数相同的掺杂子辊，8个掺杂子辊分成上下两组交错排列的上、下方掺杂子辊组，其中上方掺杂子辊组的圆心连线与下方掺杂子辊组外周面相切，同样的下方掺杂子辊组的圆心连线与上方掺杂子辊组外周面相切；掺杂子辊可上下弹性运动，由此可以实现将掺杂子辊紧密地贴合到电极板的两个表面。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种超级电容器加工装置，具体涉及一种超级电容器的电极掺杂设备。
背景技术
目前，锂离子电容器（LIC）是一种兼具高能量密度和高功率密度特性且能够做到大电流充放电的一款电储能设备，其拥有锂电池和超级电容的优势。LIC安全性能高，拥有超长的使用寿命，可以轻松应对频繁的充放电，低自放电以及宽温度范围。一般的锂离子电容器具有电极结构，该电极结构包括由活性炭构成的正极和由各种碳材料等构成的负极。目前的锂离子电容器的锂掺杂工艺需要10天甚至更长时间，才能在整个电容器的负极上均匀地掺杂完成锂离子。锂掺杂工艺时间较长是制约锂离子电容器生产效率的关键因素。
实用新型内容
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案。
一种锂离子掺杂装置，其包括离子掺杂单元、电极板供给单元、电解质溶液循环单元、干燥单元、超声波发生单元、自动控制单元以及电极板回收装置；电极板是用于制造超级电容器电极的金属板。其中，掺杂单元包括掺杂单元主体、导引辊、掺杂辊、温度传感器、电加热器；掺杂单元主体为带有流入、流出口的矩形容器，电解质溶液、导引轮、温度传感器、电加热器均位于掺杂单元主体内，电解质溶液循环单元包括串联连接的电解质溶液流出导管，循环泵、流速计以及流入导管，其中，流入、流出导管分别连接在掺杂单元主体的流入、流出口；循环泵用于强迫电解质溶液的循环，流速计用于检测电解质溶液的流速，并将流速发送给自动控制装置，自动控制装置则依据流速数据控制循环泵的功率。
掺杂辊共包括8个参数相同的掺杂子辊，8个掺杂子辊分成上下两组交错排列的上、下方掺杂子辊组，其中上方掺杂子辊组的圆心连线与下方掺杂子辊组外周面相切，同样的下方掺杂子辊组的圆心连线与上方掺杂子辊组外周面相切；由于采用交错排列的结构，在保证电极板不被损坏的情况下，可以实现掺杂辊和电极板正反两个面均实现最大接触，提高锂离子的掺杂效率。
可选的，掺杂子辊是包含锂离子或由锂构成的辊。
可选的，掺杂子辊可上下弹性运动，由此可以实现将掺杂子辊紧密地贴合到电极板的两个表面。
可选的，在掺杂子辊两侧分别布置有用于导引电极板运动的导引辊。
可选的，温度传感器用于检测电解质溶液的温度，并将检测到的数据发送到自动控制单元，自动控制单元可根据温度传感器的检测数据，发送指令到温度控制器，进而可以控制掺杂单元主体内的电解质溶液的温度。温度控制器可以包括一个或多个加热器，多个加热器可以在掺杂单元主体内不同位置分别设置，以实现电解质溶液温度的均匀加热。
可选的，电解质溶液的温度应控制在40℃至45℃的温度范围内，此时，锂离子具有最大的掺杂速率。
可选的，掺杂单元上方还可以设置超声波发生单元，超声波发生单元可以增加锂离子掺杂过程到电极板上的效率，其将预定频率的超声波施加到掺杂单元的电解液中，超声波的强度可以根据电极板的厚度以及电极板上的掺杂强度改变而改变；
干燥单元用于烘干经过掺杂工艺掺杂的电极板，干燥单元可以包括干燥室主体，电极板支撑辊以及干燥单元加热器，其可以使用电加热器或热风机。
可选的，采用自动控制单元可以实现电极掺杂装置温度以及电解质溶液流速的自动检测和控制；极大地提高系统的自动化程度和生产效率。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
根据本实用新型的的锂离子掺杂设备，移动的电极板持续地穿过离子掺杂单元，采用上下两组交错排列的上、下方掺杂子辊组，使一组掺杂子辊组的圆心连线与另一组掺杂子辊组外周面相切，可以在保证电极板不被损坏的情况下，可以实现掺杂辊和电极板正反两个面均实现最大接触，提高锂离子的掺杂效率。并且本实用新型的掺杂装置集成了掺杂、干燥和超声等工艺，可以持续连续并且自动地进行电极板的离子掺杂，采用自动控制系统可以实现电极掺杂装置的自动检测和控制；极大地提高系统的自动化程度和生产效率，缩短锂离子掺杂工艺时间。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本实用新型的电极掺杂设备的示意图；
图2是图1所示的离子掺杂单元的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
图1至图2所示出的本实用新型的一种用于制造超级电容器的锂离子掺杂装置，其包括电极板供给单元11、离子掺杂单元12、电解质溶液循环单元13、干燥单元14、超声波发生单元15、自动控制单元17以及电极板回收单元16；电极板是用于制造超级电容器电极的金属板。其中，离子掺杂单元12包括掺杂单元主体121、导引辊122、掺杂辊123、温度传感器124、电加热器125；掺杂单元主体121为带有流入、流出口的矩形容器，电解质溶液126、导引辊122、掺杂辊123、温度传感器124、电加热器125均位于掺杂单元主体121内，电解质溶液循环单元13包括串联连接的电解质溶液126流出导管，循环泵、流速计以及流入导管，其中，流入、流出导管分别连接在掺杂单元主体121的流入、流出口；循环泵用于强迫电解质溶液126的循环，流速计用于检测电解质溶液126的流速，并将流速发送给自动控制装置17，自动控制装置17则依据流速数据控制循环泵的功率。
掺杂辊123共包括8个参数相同的掺杂子辊，8个掺杂子辊分成上下两组交错排列的上、下方掺杂子辊组，其中上方掺杂子辊组的圆心连线与下方掺杂子辊组外周面相切，同样的下方掺杂子辊组的圆心连线与上方掺杂子辊组外周面相切；由于采用交错排列的结构，在保证电极板不被损坏的情况下，可以实现掺杂辊123和电极板正反两个面均实现最大接触，提高锂离子的掺杂效率。
可选的，掺杂子辊是包含锂离子或由锂构成的辊。
可选的，掺杂子辊可上下弹性运动，由此可以实现将掺杂子辊紧密地贴合到电极板的两个表面。
可选的，在掺杂子辊两侧分别布置有用于导引电极板运动的导引辊122。
可选的，温度传感器124用于检测电解质溶液126的温度，并将检测到的数据发送到自动控制单元17，自动控制单元17可根据温度传感器124的检测数据，发送指令到电加热器125，进而可以控制掺杂单元主体内的电解质溶液126的温度。电加热器125可以包括一个或多个加热器，多个加热器可以在掺杂单元主体121内不同位置分别设置，以实现电解质溶液126温度的均匀加热。
可选的，电解质溶液126的温度应控制在40℃至45℃的温度范围内，此时，锂离子具有最大的掺杂速率。
可选的，掺杂单元12上方还可以设置超声波发生单元15，超声波发生单元15可以增加锂离子掺杂过程到电极板上的效率，其将预定频率的超声波施加到掺杂单元12的电解液中，超声波的强度可以根据电极板的厚度以及电极板上的掺杂强度改变而改变；
干燥单元14用于烘干经过掺杂工艺掺杂的电极板，干燥单元14可以包括干燥室主体，电极板支撑辊以及干燥单元加热器，其可以使用电加热器或热风机。
可选的，采用自动控制单元17可以实现电极掺杂装置温度以及电解质溶液流速的自动检测和控制；极大地提高系统的自动化程度和生产效率。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种超级电容器的电极掺杂设备，其特征在于：其包括离子掺杂单元、电极板供给单元、电解质溶液循环单元、干燥单元、超声波发生单元、自动控制单元以及电极板回收装置；电极板是用于制造超级电容器电极的金属板，其中，掺杂单元包括掺杂单元主体、导引辊、掺杂辊、温度传感器、电加热器；掺杂单元主体为带有流入、流出口的矩形容器，电解质溶液、导引轮、温度传感器、电加热器均位于掺杂单元主体内，电解质溶液循环单元包括串联连接的电解质溶液流出导管，循环泵、流速计以及流入导管，其中，流入、流出导管分别连接在掺杂单元主体的流入、流出口；循环泵用于强迫电解质溶液的循环，流速计用于检测电解质溶液的流速，并将流速发送给自动控制装置，自动控制装置则依据流速数据控制循环泵的功率，掺杂辊共包括8个参数相同的掺杂子辊，8个掺杂子辊分成上下两组交错排列的上、下方掺杂子辊组，其中上方掺杂子辊组的圆心连线与下方掺杂子辊组外周面相切，同样的下方掺杂子辊组的圆心连线与上方掺杂子辊组外周面相切；掺杂子辊可上下弹性运动，由此可以实现将掺杂子辊紧密地贴合到电极板的两个表面。
2.根据权利要求1所述的超级电容器的电极掺杂设备，其特征在于，掺杂子辊是包含锂离子或由锂构成的辊。
3.根据权利要求1所述的超级电容器的电极掺杂设备，其特征在于，温度传感器用于检测电解质溶液的温度，并将检测到的数据发送到自动控制单元，自动控制单元可根据温度传感器的检测数据，发送指令到温度控制器，进而可以控制掺杂单元主体内的电解质溶液的温度。
4.根据权利要求3所述的超级电容器的电极掺杂设备，其特征在于，温度控制器可以包括一个或多个加热器，多个加热器可以在掺杂单元主体内不同位置分别设置，以实现电解质溶液温度的均匀加热。
5.根据权利要求1所述的超级电容器的电极掺杂设备，其特征在于，电解质溶液的温度应控制在40℃至45℃的温度范围内。
6.根据权利要求1所述的超级电容器的电极掺杂设备，其特征在于，掺杂单元上方还可以设置超声波发生单元，超声波发生单元可以增加锂离子掺杂过程到电极板上的效率，其将预定频率的超声波施加到掺杂单元的电解液中，超声波的强度可以根据电极板的厚度以及电极板上的掺杂强度改变而改变。
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| CN114166198A (zh) * | 2020-09-11 | 2022-03-11 | 精工爱普生株式会社 | 电子器件 |
| CN115053310A (zh) * | 2020-02-04 | 2022-09-13 | 武藏能源解决方案有限公司 | 掺杂系统以及电极的制造方法 |
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