CN214541922U - 一种超级电容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种超级电容器，包括：金属外壳，其内部设有内腔，金属外壳的一端设有开口；卷芯，其两端分别设有正极端面和负极端面；绝缘盖板，绝缘盖板上设有相互绝缘的第一导电端子和第二导电端子，第一导电端子贯穿绝缘盖板；金属盖板；负极端面与第一导电端子电性连接，正极端面通过金属外壳与第二导电端子电性连接；或正极端面与第一导电端子电性连接，负极端面通过金属外壳与第二导电端子电性连接。卷芯的正极端面或负极端面与第一导电端子电性连接，卷芯的另一端面通过连接外壳和金属盖板与第二导电端子电性连接，从而使得超级电容器的正极端子和负极端子可以设置在同一侧上，方便连接，使用更灵活。

Description

一种超级电容器

技术领域

本实用新型涉及电容器技术领域，特别涉及一种超级电容器。

背景技术

超级电容器具有优良的功率特性，可耐受瞬间大电流充放电，广泛应用于启动器件中。为了获得更好的功率性能，要求超级电容器具备更小的内阻，其中，内部电芯错层卷绕型的电容结构为目前常用的低内阻结构。

但是，目前的内部电芯错层卷绕型的电容结构需要在电容的两侧分别引出正极端子和负极端子，外部器件需要连接电容器的两侧，连接较复杂，本领域技术人员希望有一种采用内部电芯错层卷绕型的超级电容器，其引出的正极端子和负极端子可以设置在电容器的一侧，使连接更加简单方便。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种超级电容器，旨在解决现有技术中的超级电容器的正极端子和负极端子为两侧引出，连接较复杂的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种超级电容器，包括：

金属外壳，其内部设有内腔，所述金属外壳的一端设有开口，所述金属外壳的另一端设有端板；

卷芯，其两端分别设有正极端面和负极端面，所述卷芯设于所述内腔内；

绝缘盖板，其设于所述开口上，所述绝缘盖板上设有相互绝缘的第一导电端子和第二导电端子，所述第一导电端子贯穿所述绝缘盖板，所述第二导电端子设于所述绝缘盖板的远离所述卷芯的一侧；

金属盖板，其设于所述绝缘盖板的远离所述卷芯的一侧，所述金属外壳和所述第二导电端子均与所述金属盖板电性连接；

所述负极端面与所述第一导电端子电性连接，所述正极端面通过所述金属外壳与所述第二导电端子电性连接；或

所述正极端面与所述第一导电端子电性连接，所述负极端面通过所述金属外壳与所述第二导电端子电性连接。

绝缘盖板上设置相互绝缘的第一导电端子和第二导电端子，卷芯的正极端面或负极端面与第一导电端子电性连接，卷芯的另一端面通过连接外壳和金属盖板与第二导电端子电性连接，从而使得超级电容器的正极端子和负极端子可以设置在同一侧上，方便连接，使用更灵活。

优选地，所述第一导电端子包括第一导块和设于所述第一导块上的第一导柱，所述第一导块与所述卷芯的靠近所述绝缘盖板的端面电性连接，所述第二导电端子包括第二导块和设于所述第二导块上的第二导柱，所述金属盖板与所述开口形状适配设置，所述金属盖板的外周与所述金属外壳电性连接，所述金属盖板上设有第一通孔和第二通孔，所述第一导柱穿过所述第一通孔，所述第一导柱和所述第一通孔之间设有间隙，第二导柱穿过所述第二通孔，所述第二导块与所述金属盖板电性连接。

第一导柱和第二导柱均位于绝缘盖板的远离卷芯的一侧，第一导柱和第二导柱为超级电容连接外部电路的部位；第一导块位于绝缘盖板的靠近卷芯的一侧，第一导块方便与卷芯电性连接，第一导柱的底部连接第一导块，第一导柱穿出绝缘盖板的另一侧；第二导块没有设置在绝缘盖板的靠近卷芯的一侧，避免与卷芯电性连接，第一导块没有设置在绝缘盖板的远离卷芯的一侧；第一导柱和第二导柱分别穿过金属盖板的第一通孔和第二通孔，金属盖板可方便地与第二导块电性连接，第一通孔与第一导柱之间设有间隙，金属盖板实现与第一导柱和第一导块不接触。

优选地，所述第一导柱和第二导柱为铝质构件，所述第一导柱和所述第二导柱的表面上均设有镀锡层。

现有的超级电容器的端子为铝质，需要用激光焊接连接端子，但是激光焊接需要使用的设备成本较高，采用激光焊接使用也不够灵活。本技术在第一导柱和第二导柱上镀锡，可用焊锡连接外部电路，使用方便灵活。

优选地，所述超级电容器还包括第一连接片，所述第一连接片设于所述绝缘盖板与所述卷芯的靠近所述绝缘盖板的端面之间，所述第一连接片包括折弯设置的第一折弯片和第二折弯片，所述第一折弯片与所述卷芯的靠近所述绝缘盖板的端面电性连接，所述第二折弯片与所述第一导电端子电性连接。

为了使第一折弯片与卷芯的端面、第二折弯片与第一导电端子连接更方便，在连接第一折弯片与卷芯的端面、第二折弯片与第一导电端子之前，先使第一折弯片和第二折弯片处于展开状态，连接好后对折第一折弯片和第二折弯片相互靠近，使绝缘盖板位于靠近卷芯的端面的位置。

优选地，所述超级电容器还包括第二连接片，所述第二连接片设于所述金属外壳与所述卷芯的远离所述绝缘盖板的端面之间，所述第二连接片与所述卷芯的远离所述绝缘盖板的端面电性连接，所述第二连接片与所述金属外壳电性连接。利用第二连接片先与卷芯的端面连接，增加连接的可靠性，再把第二连接片与外壳连接，实现卷芯与外壳的电性连接。

优选地，所述第二连接片的中部设有定位孔，所述端板上向内设有定位柱，所述定位柱穿过所述定位孔，所述卷芯具有中通孔，所述中通孔套接在所述定位柱上。设置定位柱对卷芯进行定位，可以减小卷芯的晃动幅度，降低产品短路的概率。

优选地，所述金属外壳的开口处设有用于卡住所述绝缘盖板的内翻边，所述内翻边设于所述绝缘盖板的远离所述卷芯的一侧的外周，所述内翻边与所述绝缘盖板之间设有密封圈，所述金属外壳的外周还设有束腰环，所述束腰环设于所述绝缘盖板的靠近所述卷芯的一侧抵接于所述束腰环上。

放入绝缘盖板时，绝缘盖板抵接在束腰环上；在绝缘盖板的顶面的外周放上密封圈，再在开口处成型内翻边，使内翻边压住密封圈和绝缘盖板，内翻边和束腰环可固定绝缘盖板，同时密封圈可对绝缘盖板与金属外壳之间的缝隙进行密封，防止漏液。

优选地，所述端板上设有注液孔，所述注液孔内设有可密封所述注液孔的密封件。通过注液孔可往内腔内注入电解液；注入电解液后，密封件可封闭注液孔避免漏液。

优选地，所述密封件包括橡胶塞和密封帽，所述橡胶塞与所述注液孔过盈配合连接，所述密封帽设于所述橡胶塞的外侧，所述密封帽的外周与所述注液孔焊接密封。在注入电解液后，用橡胶塞先初步封住注液孔，再通过密封帽与外壳焊接实现最终密封。

优选地，所述金属外壳上设有防爆阀。设置防爆阀可在电容器内部压力达到一定值时泄压，避免电容器内压力过大而爆炸。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的分解结构示意图；

图3为本实用新型中，具有注液孔的超级电容器的剖视结构示意图；

图4为本实用新型中，没有注液孔的超级电容器的剖视结构示意图。

附图中：1-金属外壳、12-开口、13-端板、14-定位柱、15-内翻边、17-密封件、171-橡胶塞、172-密封帽、18-束腰环、19-防爆阀、2-卷芯、21-正极端面、22-负极端面、23-中通孔、3-绝缘盖板、31-第一导电端子、311-第一导块、312-第一导柱、32-第二导电端子、321-第二导块、322-第二导柱、4-金属盖板、41-第一通孔、42-第二通孔、43-间隙、5-第一连接片、51-第一折弯片、52-第二折弯片、6-第二连接片、61-定位孔、7-密封圈。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1至图4所示，一种超级电容器，包括金属外壳1、卷芯2、绝缘盖板3和金属盖板4。

金属外壳1为圆筒体，金属外壳1的内部设有内腔，金属外壳1的一端设有开口12，金属外壳1的另一端设有端板13。金属外壳1可采用铝、铝合金或其他金属材质。

卷芯2放置在内腔内，卷芯2采用错层卷绕的方式卷绕成型，错层卷绕的方式大致为正极箔、中间隔片和负极箔叠在一起卷绕，正极箔向卷芯2的一端凸出，负极箔向卷芯2的另一端凸出，在卷芯2的两端分别形成正极端面21和负极端面22，本领域技术人员可知该卷绕方式。然后对卷芯2的两端经过压平整形，使正极端面21上的正极箔更好地相连，负极端面22上的负极箔更好地相连，也有利于下一步的焊接。

绝缘盖板3设于外壳的开口12上，绝缘盖板3上设有相互绝缘的第一导电端子31和第二导电端子32，第一导电端子31贯穿绝缘盖板3，第二导电端子32设于绝缘盖板3的远离卷芯2的一侧；第一导电端子31和第二导电端子32可采用铝或铝合金材质，绝缘盖板3的材料为酚醛树脂酚醛树脂具有硬度大、易于加工的优点，或其他工程塑料，起到绝缘作用；绝缘盖板3、第一导电端子31和第二导电端子32通过注塑成型。

金属盖板4设于绝缘盖板3的远离卷芯2的一侧，金属外壳1和第二导电端子32均与金属盖板4电性连接。

卷芯2的正极端面21和负极端面22的方向有两种，一种是：如图2，负极端面22与第一导电端子31电性连接，正极端面21通过金属外壳1与第二导电端子32电性连接，这样连接时，第一导电端子31为超级电容器的负极，第二导电端子32为超级电容器的正极；另一种是：把卷芯2的两端翻转，正极端面21与第一导电端子31电性连接，负极端面22通过金属外壳1与第二导电端子32电性连接，这样连接时，第一导电端子31为超级电容器的正极，第二导电端子32为超级电容器的负极。

绝缘盖板3上设置相互绝缘的第一导电端子31和第二导电端子32，卷芯2的正极端面21或负极端面22与第一导电端子31电性连接，卷芯2的另一端面通过连接外壳和金属盖板4与第二导电端子32电性连接，从而使得超级电容器的正极端子和负极端子可以设置在同一侧上，方便连接，使用更灵活。

在一些具体实施例中，第一导电端子31包括第一导块311和设于第一导块311上的第一导柱312，第一导块311与卷芯2的靠近绝缘盖板3的端面电性连接，第二导电端子32包括第二导块321和设于第二导块321上的第二导柱322，金属盖板4与开口12形状适配设置，金属盖板4的外周与金属外壳1电性连接，金属盖板4上设有第一通孔41和第二通孔42，第一导柱312穿过第一通孔41，第一导柱312和第一通孔41之间设有间隙43，第二导柱322穿过第二通孔42，第二导块321与金属盖板4电性连接。

第一导柱312和第二导柱322均位于绝缘盖板3的远离卷芯2的一侧，第一导柱312和第二导柱322为超级电容连接外部电路的部位；第一导块311位于绝缘盖板3的靠近卷芯2的一侧，第一导块311方便与卷芯2电性连接，第一导柱312的底部连接第一导块311，第一导柱312穿出绝缘盖板3的另一侧；第二导块321没有设置在绝缘盖板3的靠近卷芯2的一侧，避免与卷芯2电性连接，第一导块311没有设置在绝缘盖板3的远离卷芯2的一侧；第一导柱312和第二导柱322分别穿过金属盖板4的第一通孔41和第二通孔42，金属盖板4可方便地与第二导块321电性连接，第一通孔41与第一导柱312之间设有间隙43，金属盖板4实现与第一导柱312和第一导块311不接触。第一导柱312和第二导柱322的数量根据实际使用需要设置，可分别设置一个、两个或多个；第一导柱312和第二导柱322可设置不同数量，和/或不同直径，可起到防插错的作用，比如第一导柱312的数量为一个，第二导柱322的数量为两个，第一导柱312的直径大于第二导柱322的直径。

进一步地，第一导柱312和第二导柱322为铝质构件，第一导柱312和第二导柱322的表面上均设有镀锡层。

现有的超级电容器的端子为铝质，需要用激光焊接连接端子，但是激光焊接需要使用的设备成本较高，采用激光焊接使用也不够灵活。本技术在第一导柱312和第二导柱322上镀锡，可用焊锡连接外部电路，方便直接到PCB板，使用方便灵活。在一些实施例中，第一导柱312的数量为一个，第二导柱322的数量为两个，这样在插入电路板上时可防止插错。在一些实施例中，镀锡层到第一导柱312、第二导柱322的底部之间设有1-2mm的缝隙，露出第一导柱312、第二导柱322的铝材，该缝隙可用于激光焊接，灵活选用焊锡连接或激光焊接连接。

在一些具体实施例中，超级电容器还包括第一连接片5，第一连接片5设于绝缘盖板3与卷芯2的靠近绝缘盖板3的端面之间，第一连接片5包括折弯设置的第一折弯片51和第二折弯片52，第一折弯片51与卷芯2的靠近绝缘盖板3的端面电性连接，第二折弯片52与第一导电端子31电性连接。

第一折弯片51与卷芯2的端面、第二折弯片52与第一导电端子31均采用激光焊接的方式连接。为了使第一折弯片51与卷芯2的端面、第二折弯片52与第一导电端子31连接更方便，在连接第一折弯片51与卷芯2的端面、第二折弯片52与第一导电端子31之前，先使第一折弯片51和第二折弯片52处于展开状态，激光焊接连接好后对折第一折弯片51和第二折弯片52相互靠近，使绝缘盖板3位于靠近卷芯2的端面的位置。

在一些具体实施例中，超级电容器还包括第二连接片6，第二连接片6设于金属外壳1与卷芯2的远离绝缘盖板3的端面之间，第二连接片6与卷芯2的远离绝缘盖板3的端面电性连接，第二连接片6与金属外壳1电性连接。

利用第二连接片6先与卷芯2的端面连接，增加连接的可靠性，再把第二连接片6与外壳连接，实现卷芯2与外壳的电性连接。第二连接片6的一面贴在卷芯2的端面上并通过激光焊接连接，方便检查第二连接片6与卷芯2的端面的连接质量，再把卷芯2和第二连接片6放入金属外壳1内，第二连接片6的另一面贴住端板13，并用激光焊接把第二连接片6和端板13焊接。

在一些具体实施例中，第二连接片6的中部设有定位孔61，端板13上向内设有定位柱14，定位柱14穿过定位孔61，卷芯2具有中通孔23，中通孔23套接在定位柱14上。设置定位柱14对卷芯2进行定位，可以减小卷芯2的晃动幅度，降低产品短路的概率。

在一些具体实施例中，金属外壳1的开口12处设有用于卡住绝缘盖板3的内翻边15，内翻边15设于绝缘盖板3的远离卷芯2的一侧的外周，内翻边15与绝缘盖板3之间设有密封圈7，金属外壳1的外周还设有束腰环18，束腰环18设于绝缘盖板3的靠近卷芯2的一侧抵接于束腰环18上。

在外壳的外周向内凹成型束腰环18；放入绝缘盖板3时，绝缘盖板3抵接在束腰环18上；在绝缘盖板3的顶面的外周放上密封圈7，再在开口12处成型内翻边15，使内翻边15压住密封圈7和绝缘盖板3，绝缘盖板3固定在内翻边15和束腰环18之间，避免绝缘盖板3向卷芯2压入，同时密封圈7可对绝缘盖板3与金属外壳1之间的缝隙进行密封，防止漏液。在成型内翻边15后，把金属盖板4放在内翻边15上并用激光焊接连接。

在一些具体实施例中，参照图3，端板13上设有注液孔，注液孔内设有可密封注液孔的密封件17。通过注液孔可往内腔内注入电解液；注入电解液后，密封件17可封闭注液孔避免漏液。

进一步地，密封件17包括橡胶塞171和密封帽172，橡胶塞171与注液孔过盈配合连接，密封帽172设于橡胶塞171的外侧，密封帽172的外周与注液孔焊接密封。在注入电解液后，用橡胶塞171先初步封住注液孔；密封帽172为可与金属外壳1焊接的金属材质，通过密封帽172与金属外壳1激光焊接实现最终密封。

在一些具体实施例中，参照图4，金属外壳1上不设置注液孔，注液的工序设置在放入绝缘盖板3之前。先把第二连接片6与外壳焊接，注入电解液后再连接绝缘盖板3和金属盖板4，适应不用类型电容的生产要求。

在一些具体实施例中，金属外壳1上设有防爆阀19。设置防爆阀19可在电容器内部压力达到一定值时泄压，避免电容器内压力过大而爆炸。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种超级电容器，其特征在于，包括：

金属外壳，其内部设有内腔，所述金属外壳的一端设有开口，所述金属外壳的另一端设有端板；

卷芯，其两端分别设有正极端面和负极端面，所述卷芯设于所述内腔内；

绝缘盖板，其设于所述开口上，所述绝缘盖板上设有相互绝缘的第一导电端子和第二导电端子，所述第一导电端子贯穿所述绝缘盖板，所述第二导电端子设于所述绝缘盖板的远离所述卷芯的一侧；

金属盖板，其设于所述绝缘盖板的远离所述卷芯的一侧，所述金属外壳和所述第二导电端子均与所述金属盖板电性连接；

所述负极端面与所述第一导电端子电性连接，所述正极端面通过所述金属外壳与所述第二导电端子电性连接；或

所述正极端面与所述第一导电端子电性连接，所述负极端面通过所述金属外壳与所述第二导电端子电性连接。

2.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述第一导电端子包括第一导块和设于所述第一导块上的第一导柱，所述第一导块与所述卷芯的靠近所述绝缘盖板的端面电性连接，所述第二导电端子包括第二导块和设于所述第二导块上的第二导柱，所述金属盖板与所述开口形状适配设置，所述金属盖板的外周与所述金属外壳电性连接，所述金属盖板上设有第一通孔和第二通孔，所述第一导柱穿过所述第一通孔，所述第一导柱和所述第一通孔之间设有间隙，第二导柱穿过所述第二通孔，所述第二导块与所述金属盖板电性连接。

3.如权利要求2所述的超级电容器，其特征在于，所述第一导柱和第二导柱为铝质构件，所述第一导柱和所述第二导柱的表面上均设有镀锡层。

4.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述超级电容器还包括第一连接片，所述第一连接片设于所述绝缘盖板与所述卷芯的靠近所述绝缘盖板的端面之间，所述第一连接片包括折弯设置的第一折弯片和第二折弯片，所述第一折弯片与所述卷芯的靠近所述绝缘盖板的端面电性连接，所述第二折弯片与所述第一导电端子电性连接。

5.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述超级电容器还包括第二连接片，所述第二连接片设于所述金属外壳与所述卷芯的远离所述绝缘盖板的端面之间，所述第二连接片与所述卷芯的远离所述绝缘盖板的端面电性连接，所述第二连接片与所述金属外壳电性连接。

6.如权利要求5所述的超级电容器，其特征在于，所述第二连接片的中部设有定位孔，所述端板上向内设有定位柱，所述定位柱穿过所述定位孔，所述卷芯具有中通孔，所述中通孔套接在所述定位柱上。

7.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述金属外壳的开口处设有用于卡住所述绝缘盖板的内翻边，所述内翻边设于所述绝缘盖板的远离所述卷芯的一侧的外周，所述内翻边与所述绝缘盖板之间设有密封圈，所述金属外壳的外周还设有束腰环，所述束腰环设于所述绝缘盖板的靠近所述卷芯的一侧抵接于所述束腰环上。

8.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述端板上设有注液孔，所述注液孔内设有可密封所述注液孔的密封件。

9.如权利要求8所述的超级电容器，其特征在于，所述密封件包括橡胶塞和密封帽，所述橡胶塞与所述注液孔过盈配合连接，所述密封帽设于所述橡胶塞的外侧，所述密封帽的外周与所述注液孔焊接密封。

10.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述金属外壳上设有防爆阀。

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