CN210984546U

CN210984546U - 储能器件单体

Info

Publication number: CN210984546U
Application number: CN201922473441.4U
Authority: CN
Inventors: 王俊华; 孙伟
Original assignee: Gmcc Electronic Technology Wuxi Co ltd
Current assignee: Gmcc Electronic Technology Wuxi Co ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2020-07-10
Anticipated expiration: 2029-12-31

Abstract

本实用新型公开了一种储能器件单体，单体的罐体顶端开口，底端封闭，电芯装设于罐体内；电芯底面的正集流体通过罐体电性连接至罐体顶面的正极盖板，电芯顶面的负集流体上部固定连接负极盖板；负极盖板、正极盖板均开有中心孔，固定件贯穿负极盖板和正极盖板的中心孔并与负极盖板电性连通，正极盖板与负极盖板之间及正极盖板与固定件之间通过密封圈实现电气绝缘；固定件的顶面设有负极柱，正极盖板顶面设有若干正极柱。本实用新型储能器件单体通过密封圈和固定件的组合，将正、负极盖板电学隔离并固定在一起，实现将正负极极柱全部安装在储能器件的同一端，方便焊接在电路板上使用；装配工序简单，有利于通过机械手进行组装，生产成本较低。

Description

储能器件单体

技术领域

本实用新型涉及电化学储能器件技术领域，尤其是一种结构合理的储能器件单体。

背景技术

超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，它既具有电容的大电流快速充放电特性，同时又具有电池的储能特性，其容量可达几千法拉。与传统电容器相比，超级电容器具有较高的容量，而与蓄电池相比，它具有充电速度快、能量密度高、工作温度范围宽和循环寿命长等优点，且对环境无污染，尤其适合于高频次、大功率和高能量充放电的应用领域，因此在轨道交通、风力发电、公交大巴、电动汽车、智能电网等国家战略性新兴产业具有广泛的市场需求。超级电容器单体的容量和内阻是其最重要的两个参数，由容量和内阻可以得到单体的比电容、功率密度、能量密度、最大持续电流、最大电流和短路电流等一系列的性能参数，内阻的变化对于单体的性能、模块的组合、电压均衡电路的设计等至关重要，为提高超级电容器性能，内阻需要越小越好。传统的超级电容器为方便串联或者并联使用，通常在结构上采用电芯两端焊接集流体，两端集流体分别连接正极、负极极柱，由于结构的限定，如果将该电容器安装在电路板上，正负极只有一端可以直接焊接在电路板上，另一端需要通过导线或者设计复杂的外壳才能连接电路板，安装结构复杂，而且不稳定。

实用新型内容

本申请人针对现有超级电容器的电极安装在电芯的两端，导致制造复杂，在电路板上安装不便等问题，提供一种结构合理的储能器件单体，一方面，正极、负极极柱全部安装在电极芯的一端，方便安装在电路板上使用；另一方面，本实用新型的储能器件结构可以降低不同部件之间的接触电阻，有效降低储能器件内阻。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种储能器件单体，

--单体的罐体顶端开口，底端封闭，电芯装设于罐体内；

--电芯底面的正集流体通过罐体电性连接至罐体顶面的正极盖板，电芯顶面的负集流体上部固定连接负极盖板；

--负极盖板、正极盖板均开有中心孔，固定件贯穿负极盖板和正极盖板的中心孔并与负极盖板电性连通，正极盖板与负极盖板之间及正极盖板与固定件之间通过密封圈实现电气绝缘；

--固定件的顶面设有负极柱，正极盖板顶面设有若干正极柱。

作为上述技术方案的进一步改进：

固定件的剖面为工字形，固定件上下端面的直径均大于负极盖板中心孔的直径。

正极盖板的顶面设有正极板，正极板上均匀分布三个正极柱。

负极盖板的外周面上设有第一台阶，第一台阶的外周插入负集流体的翻边的内径中。

电芯的上部外圈套有绝缘套。

正集流体中央设有凸台，凸台卡入罐体底面的孔内。

正集流体沿圆周方向间隔压制若干凸筋，凸筋的顶面与电芯的端面焊接固定。

正极盖板的外缘周面上设有第二台阶，第二台阶的外周插入罐体的内径中，正极盖板的外径小于或等于罐体外径。

固定件中间开设注液孔，注液孔下部设置密封塞，注液孔上部固定负极柱。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型储能器件单体通过密封圈和固定件的组合，将正负极盖板电学隔离并固定在一起，可以使将两个面积很大的正极盖板和负极盖板全部安装在储能器件的同一端，进而实现将正负极极柱全部安装在储能器件的同一端，方便焊接在电路板上使用。密封圈、固定件、正极盖板、负极盖板及正极板装配工序简单，有利于通过机械手进行组装，生产成本较低。

本实用新型通过设置四个极柱可以将储能器件单体稳定的焊接在电路板上，可靠性高。

本实用新型的电芯与负集流体、负集流体与负极盖板、负极盖板与固定件之间的接触面大，可以降低接触电阻，有效降低储能器件的内阻，提高储能器件的性能。

本实用新型通过在负极盖板和正极盖板上设置台阶，台阶具有导向作用，也可以进行限制定位，既保证了安装的可靠性，也有利于通过机械手进行自动化组装。

本实用新型在正集流体的中间部分挤压形成凸台，凸台以外的区域间隔压制有凸筋，凸台与罐体底面中央的孔焊接在一起，凸筋顶面与电芯端面焊接在一起，电解液沿正集流体和电芯之间的空隙流动，更容易灌入电芯的缝隙中。

本实用新型在电芯的上部外圈套有绝缘套，绝缘套可以防止电芯与罐体接触而发生短路，保证储能器件的性能稳定。

本实用新型储能器件单体的生产工序简单，容易实现自动化生产，可以广泛应用于超级电容器、锂电池、传统电容等领域，而且可以有效降低储能器件的内阻，提高储能器件的性能。

附图说明

图1为本实用新型的立体图。

图2为图1中沿中轴线的剖面图。

图3为图2中A部放大图。

图4为图3中B部放大图。

图5为图3中C部放大图。

图6为本实用新型正集流体的立体图。

图中：1、罐体；2、负极柱；3、正极板；4、正极柱；5、电芯；6、负集流体；7、正集流体；8、负极盖板；9、正极盖板；10、固定件；11、密封圈；12、绝缘套；13、密封塞；14、凸筋；15、凸台；16、第一台阶；17、第二台阶。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1和图2所示，本实用新型所述的储能器件单体的罐体1为顶端开口的圆柱形筒体，罐体1底面中央位置开有孔，储能器件顶部中央装设负极柱2，储能器件顶部设有以负极柱2为中心的环形正极板3，正极板3上沿圆周方向均匀分布三个正极柱4，正极柱4的高度和负极柱2的高度相同。实际使用时，将负极柱2和三个正极柱4分别焊接在电路板上，安装方法简单，而且通过四个极柱可以将储能器件单体稳定的焊接在电路板上，可靠性高。如图2所示，罐体1内部安装有电芯5，电芯5上、下两端端面通过激光分别与负集流体6、正集流体7焊接在一起，正集流体7另一面与罐体1的内底面焊接在一起，负集流体6与负极盖板8的边缘焊接在一起。正极盖板9位于负极盖板8上方，外周与罐体1的顶部边缘焊接在一起，正极盖板9顶面焊接有正极板3。

如图3所示，正极盖板9和负极盖板8中心均开有孔，正极盖板9在孔的位置装设密封圈11，密封圈11中心孔的直径与负极盖板8中心孔的直径相同，密封圈11可以有效将正极盖板9和负极盖板8隔离，避免正负极盖板8导通短路。固定件10的剖面为工字型，中部卡入密封圈11和负极盖板8的孔中，上下端面的直径大于负极盖板8中心孔的直径，通过固定件10两端端面将正极盖板9和负极盖板8压紧固定在一起。固定件10中间还开有上大下小的注液孔，用于灌装电解液，下面的小孔用密封塞13密封，上面的大孔安装负极柱2并焊接在一起。如图3、图4所示，在电芯5的上部外圈还套有绝缘套12，圆筒形的绝缘套12两端开口，绝缘套12的顶端边沿向内翻折形成圆环形的挡边，挡边固定于负极盖板8的外缘，绝缘套12的侧壁插设于电芯5与罐体1之间，起到隔离的作用，绝缘套12可以防止电芯5与罐体1接触而发生短路。

如图3和图4所示，为了保证安装质量，负极盖板8的下部外周面上加工有第一台阶16，负集流体6的外缘上设有一圈与第一台阶16相配合的环形翻边，台阶16的外周插入负集流体6的翻边的内径中，负极盖板8的外周面的直径与负集流体6的外径相等，便于通过激光将两者焊接在一起。直径较小的第一台阶16具有导向作用，便于负极盖板8与负集流体6配合；负极盖板8的外缘可以对插入的负极盖板8进行限制定位，有利于通过机械手进行自动化组装。如图5所示，正极盖板9的外周面加工有第二台阶17，该第二台阶17插入罐体1的内径中，正极盖板9的的外周面的直径小于或等于罐体1外径。

如图6所示，本实用新型的正集流体7的端面中央挤压下凹形成凸台15，凸台15的外径与罐体1底部中央的孔径间隙配合，凸台15卡入罐体1底面的孔内，并通过激光焊接在一起。正集流体7沿凸台15的圆周方向间隔压制有上凸的凸筋14，凸筋14的顶面与电芯5下端面焊接在一起，既可以将电芯5和罐体1固定在一起，又可以降低电芯5和罐体1之间的内部电阻。通过设置凸筋14，正集流体7和电芯5之间存在空隙，电解液沿正集流体7和电芯5之间的空隙流动，电解液沿该空隙更容易灌入电芯5的缝隙中。本实用新型的罐体1、负极柱2、正极板3、负集流体6、正集流体7、负极盖板8、正极盖板9、固定件10均为金属材料，优选为铝或铝合金。

本实用新型的负极柱2和负集流体6之间通过固定件10和负极盖板8连接，电芯5与负集流体6、负集流体6与负极盖板8、负极盖板8与固定件10之间的接触面很大，接触电阻小，可以有效降低储能器件的内阻。同时，正极板3与正极盖板9、正极盖板9与罐体1、罐体1内底面与正集流体7之间的接触面也很大，接触电阻小，同样可以实现降低储能器件的内阻。本实用新型通过密封圈11将正极盖板9和负极盖板8两者电学隔离，同时利用固定件10将二者固定在一起，既可以使将两个面积很大的正极盖板9和负极盖板8全部安装在储能器件的同一端，方便焊接在电路板上使用，而且盖板的面积很大，可以降低接触电阻，提高储能器件的性能。本实用新型储能器件单体的装配工序简单，有利于通过机械手进行组装，容易实现自动化生产，保证产品的一致性，生产成本较低，可以广泛应用于超级电容器、锂电池、传统电容等领域，而且可以有效降低储能器件的内阻，提高储能器件的性能。

以上描述是对本实用新型的解释，尤其是正负极只是便于描述本实用新型的技术方案，并非对本实用新型的限定，实际使用时，也可将正负极对调使用。在不违背本实用新型精神的情况下，本实用新型可以作任何形式的修改。

Claims

1.一种储能器件单体，其特征在于：

-单体的罐体顶端开口，底端封闭，电芯（5）装设于罐体（1）内；

-电芯（5）底面的正集流体（7）通过罐体（1）电性连接至罐体（1）顶面的正极盖板（9），电芯顶面的负集流体（6）上部固定连接负极盖板（8）；

-负极盖板（8）、正极盖板（9）均开有中心孔，固定件（10）贯穿负极盖板（8）和正极盖板（9）的中心孔并与负极盖板（8）电性连通，正极盖板（9）与负极盖板（8）之间及正极盖板（9）与固定件（10）之间通过密封圈（11）实现电气绝缘；

-固定件（10）的顶面设有负极柱（2），正极盖板（9）顶面设有若干正极柱（4）。

2.按照权利要求1所述的储能器件单体，其特征在于：固定件（10）的剖面为工字形，固定件（10）上下端面的直径均大于负极盖板（8）中心孔的直径。

3.按照权利要求1所述的储能器件单体，其特征在于：正极盖板（9）的顶面设有正极板（3），正极板（3）上均匀分布三个正极柱（4）。

4.按照权利要求1所述的储能器件单体，其特征在于：负极盖板（8）的外周面上设有第一台阶（16），第一台阶（16）的外周插入负集流体（6）的翻边的内径中。

5.按照权利要求1所述的储能器件单体，其特征在于：电芯（5）的上部外圈套有绝缘套（12）。

6.按照权利要求1所述的储能器件单体，其特征在于：正集流体（7）中央设有凸台（15），凸台（15）卡入罐体（1）底面的孔内。

7.按照权利要求1所述的储能器件单体，其特征在于：正集流体（7）沿圆周方向间隔压制若干凸筋（14），凸筋（14）的顶面与电芯（5）的端面焊接固定。

8.按照权利要求1所述的储能器件单体，其特征在于：正极盖板（9）的外缘周面上设有第二台阶（17），第二台阶（17）的外周插入罐体（1）的内径中，正极盖板（9）的外径小于或等于罐体（1）外径。

9.按照权利要求1所述的储能器件单体，其特征在于：固定件（10）中间开设注液孔，注液孔下部设置密封塞（13），注液孔上部固定负极柱（2）。