专利名称：一种低内阻扣式双电层超级电容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及化学电源领域，特别地涉及一种低内阻扣式双电层超级电容器。
背景技术：
超级电容器是一种既具有传统电容器般高功率密度，又具有化学电源类似的能量密度的新型储能器件。按工作机理来分，一般分为两类一类是基于高比表面积电极材料与溶液界面之间电荷分离而形成的双电层电容器，另一类是基于电化学欠电位沉积或氧化还原法拉第过程的赝电容器。超级电容器的功率性能、较长循环寿命以及能够在低温环境下可靠操作等特点，使其成为运输、工业与消费类电子、再生能源及其它应用产品的蓄能与电力传输解决方案，例如在电动汽车、航空、后备电源、发电(风能、太阳能发电)通讯、信号监控等领域的电源应用方面具有广阔的市场前景。近年来，美国、日本、俄罗斯、韩国等国家都 投入大量人力、物力、财力对超级电容器进行研究开发，一些公司的产品已实现商品化。扣式超级电容器的组装主要借鉴扣式电池的生产工艺，目前双电层超级电容器中用的最广的活性材料是高比表面积的活性炭(Activated Carbon, AC),但由于AC的颗粒与颗粒之间接触不是很好，导电性差，使得电容器的内阻较高。为解决这一问题，传统的方法采用在电极与壳体的一面喷涂导电金属或粘结导电金属片(网)，导电金属有镍、银、金、钼、铜、钛，此方法虽可取得一定效果，但也使生产工艺变的繁琐，不利于大规模化生产。
发明内容
本发明的目的在于提出一种制作工艺简单、电极导电性好、内阻低的低内阻扣式双电层超级电容器。本发明提出一种低内阻扣式双电层超级电容器，包括正极壳盖、负极壳盖、电极对、电解液和密封圈，其特征在于，所述正极壳盖和负极壳盖极内层预先冲压或镀覆出若干个阵列尖端，所述阵列尖端分别直接刺入正、负极炭片中。较优地，所述阵列尖端分布在正、负极壳盖中心，范围在O. 4^0. 6倍半径之间，阵列尖端的高度为O. Γ0. 8倍正、负极片的厚度，阵列尖端的尖角角度为30° 45°之间，阵列尖端的个数为3 4个/mm2。其中，所述电极对由正极炭片、负极炭片、隔膜组成，正、负极片中间用隔膜隔开，隔膜纸直径稍大于正、负极极片直径。其中，所述正、负极炭片的活性物质为多孔活性炭材料。其中，所述隔膜为玻璃纤维纸、聚丙烯PP或聚乙烯PE微孔膜、尼龙布、聚乙烯醇膜或石棉纸中的一种。其中，所述密封圈材料是PP、PE或橡胶中的一种，镶在负极壳盖的外圈。其中，所述电解液溶剂为乙腈、丙腈、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯中的一种或几种，溶质为Olmol/L的四乙基四氟硼酸铵(Et4NBF4)或三乙基甲基四氟硼酸铵(Et3MeNBF4),或 0 lmoI/L 的高氯酸锂(LiClO4)15
本发明提出的低内阻扣式双电层超级电容器结构使得制造工序简单，处理过程中无须进行壳体与电极间的喷涂导电金属或焊粘结导电金属片，制作的双电层电容器均一性好，内阻值低，降低了生产成本，适合不同型号产品的大规模批量生产。
图1为本发明低内阻扣式双电层超级电容器结构示意图；图2为电极对结构示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例详细说明本发明的技术方案。如图1和2所示，本发明低内阻扣式双电层超级电容器包括正极壳盖1、负极壳 盖2、电极对3、电解液4和密封圈5，正极壳盖I和负极壳盖2内层预先冲压或镀覆出若干个阵列尖端6，阵列尖端6分别直接刺入正、负极炭片7、8中。在制备过程中，首先按照压炭工艺制备正、负极活性炭片，正、负极活性炭片的厚度均为O. 80mm，直径1. 20mm，压实密度为O. 45g/cm3。采用模具冲压的方法分别加工出内层有阵列尖端的正极壳盖和负极壳盖，正极、负极阵列尖端分布范围在壳体中心半径O. 36mm以内，数目为3个/mm2，其高度为O. 48mm，尖端角度控制在30° 45°之间。隔膜采用日本NKK4535型隔膜纸，隔膜直径1. 30mm，按照正极炭片、隔膜、负极炭片依次叠加，即制成电极对，然后正极壳盖朝上，将电极对压入正极壳中，同时保证阵列尖端能够正确刺入电极对的正极片中，且不刺穿隔膜，同样将负极壳盖组装好，注入lmol/L的Et3MeNBF4/PC，然后封口密封，即完成扣式电容器的制造。本实施例中采用本发明方法制得的超级电容器工作电压为2. 7V，测得的容量为2F，内阻为I Ω。为了进一步比较，采用相同的原材料，只是在正、负极壳体内用传统方法涂覆导电涂层制得的超级电容器工作电压为2. 7V，测得的容量为2F，内阻为3 Ω，相同条件下，采用本发明的方法内阻仅为传统方法的1/3。本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。
权利要求
1.一种低内阻扣式双电层超级电容器,包括正极壳盖、负极壳盖、电极对、电解液和密封圈，其特征在于，所述正极壳盖和负极壳盖极内层预先冲压或镀覆出若干个阵列尖端，所述阵列尖端分别直接刺入正、负极炭片中。
2.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于所述阵列尖端分布在正、负极壳盖中心，范围在O. 4^0. 6倍半径之间，阵列尖端的高度为O. Γ0. 8倍正、负极片的厚度，阵列尖端的尖角角度为30° 45°之间，阵列尖端的个数为3 4个/mm2。
3.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于所述电极对由正极炭片、负极炭片、隔膜组成，正、负极片中间用隔膜隔开，隔膜纸直径稍大于正、负极极片直径。
4.如权利要求3所述的超级电容器，其特征在于所述正、负极炭片的活性物质为多孔活性炭材料。
5.如权利要求3所述的超级电容器，其特征在于所述隔膜为玻璃纤维纸、聚丙烯PP或聚乙烯PE微孔膜、尼龙布、聚乙烯醇膜或石棉纸中的一种。
6.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于所述密封圈材料是PP、PE或橡胶中的一种，镶在负极壳盖的外圈。
7.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于所述电解液溶剂为乙腈、丙腈、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯中的一种或几种，溶质为Olmol/L的四乙基四氟硼酸铵 (Et4NBF4)或三乙基甲基四氟硼酸铵(Et3MeNBF4),或(Tlmol/L的高氯酸锂(LiC104)。
全文摘要
本发明提出一种低内阻扣式双电层超级电容器，包括正极壳盖、负极壳盖、电极对、电解液和密封圈，其特征在于，所述正极壳盖和负极壳盖极内层预先冲压或镀覆出若干个阵列尖端，所述阵列尖端分别直接刺入正、负极炭片中。本发明提出的低内阻扣式双电层超级电容器结构使得制造工序简单，制作的双电层电容器均一性好，内阻值低，降低了生产成本，适合不同型号产品的大规模批量生产。
文档编号H01G11/70GK103021677SQ20121056714
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者颜亮亮, 李娟 , 杨恩东, 安仲勋, 吴明霞, 曹小卫 申请人:上海奥威科技开发有限公司