一种超级电容器单体的制作方法

本实用新型涉及一种超级电容，具体是指一种小型能量型超级电容器单体。

背景技术：

超级电容器是近年来出现的一种介于传统电容器和二次电池之间的新型储能装置，它在保留传统电容器功率密度大的特点的同时，具有可达法拉级甚至上万法拉的静电容量，因此具有能量密度较高的特点。同时还具有可快速充放电、能量转换效率高、温度特性好(-40℃∽70℃)、循环使用寿命长和绿色环保等优点，因而其技术已受到世界各国的普遍重现，可广泛应用于风力发电、太阳能发电、数码、汽车、医疗、卫生、电力电子、通讯、能源、军用等领域。

目前在组装电容器模组时，经常发生一些容量或电压不能同时满足产品需求的现象，如：模组的容量满足产品的需求，而模组的电压不能满足产品的需求，为了解决这个问题，往往都是通过增加超级电容器的数量来提高模组电压，而目前的超级电容器的容量都较大，因此会产生能量浪费的问题，若不增加超级电容器的数量来提高模组的电压，则会使产品存在电压偏低的问题。

另外，目前超级电容器在制造过程中，其装壳工序中卷芯组件的O型圈与外壳采取过盈配合进行装配，而过盈装配可能使O型圈发生扭转导致超级电容器存在漏液风险。且使用专用设备对超级电容器进行压合时，会存在压不到位或过度压紧的问题，可能会导致超级电容器接触不良或增加内阻，甚至会发生短路的现象。

综上所述，如何提供一种不会产生能量浪费，性价比更高，同时漏液风险小，产品安全性能更好的超级电容器，成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种不会产生能量浪费，性价比更高，同时漏液风险小，产品安全性能更好的超级电容器单体。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种超级电容器单体，它包括正极端盖组件，卷芯组件，负极端盖组件，连接盘，汇流盘，正集流体和外壳，所述的负极端盖组件与连接盘焊接；所述的卷芯组件的负极端与汇流盘焊接，所述的连接盘与汇流盘的侧边焊接，所述的卷芯组件安装在外壳内，负极端盖组件与外壳焊接，所述的卷芯组件的正极端与外壳内的征集流体焊接，所述的正集流体与外壳是一体成型，所述的正极端盖组件与外壳焊接连接。

作为优选，所述的正极端盖组件包括正极端盖、铝塞和橡胶塞；所述的正极端盖上设有注液孔，所述的注液孔内依次装入有橡胶塞和铝塞，所述的铝塞与正极端盖通过激光焊接。

作为优选，所述的正极端盖上还设有防爆孔，在防爆孔处焊有防爆片，所述的防爆片上还设有防爆槽。

作为优选，所述的负极端盖组件包括绝缘片、密封组件、限位片和极柱组成，极柱上设有负极端连接孔，在极柱上从内向外依次安装有绝缘片、密封组件和限位片，所述的密封组件为将密封圈注塑于铝片上的结构，所述的负极端盖组件组合完后通过铆接工艺固定在一起。

作为优选，所述的卷芯组件由正极片、隔膜、负极片通过卷绕机卷绕而成。

作为优选，所述的防爆槽为两条相互交叉的方形槽。

采用上述结构后，本实用新型具有如下有益效果：。1、体积小，灵活匹配。2、价格相对便宜，工艺简单。3、提升电压转换效率。4、生产周期短，能快速批量制作。

综上所述，本实用新型提供了一种不会产生能量浪费，性价比更高，同时漏液风险小，产品安全性能更好的超级电容器单体。

附图说明

图1是本实用新型中超级电容器单体的结构示意图。

图2是图1中的超级电容器单体负极端盖组件的放大示意图。

图3是图1中的正极端盖的正面放大示意图。

图4是图1中的超级电容器单体正极端端盖组件的结构放大示意图。

如图所示：1、防爆片，1a、防爆槽，2、正极端盖，21、防爆孔，22、注液孔，23、单体正极端连接孔，3、铝塞，4、橡胶塞，5、卷芯，6、外壳，61、正集流体，7、连接盘，8、绝缘片，9、密封圈，10、限位片，11、极柱，111、负极端连接孔，12、铝片，13、汇流盘。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

结合附图1到附图4，一种超级电容器单体，它包括正极端盖组件，卷芯组件，负极端盖组件，连接盘7，汇流盘13，正集流体61和外壳6，所述的负极端盖组件与连接盘7焊接；所述的卷芯组件的负极端与汇流盘13焊接，所述的连接盘7与汇流盘13的侧边焊接，所述的卷芯组件安装在外壳6内，负极端盖组件与外壳6相连，所述的卷芯组件的正极端与正集流体61焊接，所述的正集流体61与外壳6一体成型，所述的正极端盖组件与外壳焊接连接。

作为优选，所述的正极端盖组件包括正极端盖2、铝塞3和橡胶塞4；所述的正极端盖2上设有注液孔22，所述的注液孔内依次装入有橡胶塞4和铝塞3，所述的铝塞13与正极端盖2通过激光焊接。

作为优选，所述的正极端盖2上还设有防爆孔21，在防爆孔21处焊接在防爆片1，所述的防爆片1上还设有防爆槽1a。

作为优选，所述的负极端盖组件包括绝缘片8、密封组件、限位片10和极柱11组成，极柱11上设有负极端连接孔111，在极柱上从内向外依次安装有绝缘片8、密封组件和限位片10，所述的密封组件为将密封圈9注塑于铝片12上的结构，所述的负极端盖组件组合完后通过铆接工艺固定在一起。

作为优选，所述的卷芯组件由正极片、隔膜、负极片通过卷绕机卷绕而成。

作为优选，所述的防爆槽1a为两条相互交叉的方形槽。

本专利申请在具体实施时，本发明主要由正极端盖组件、卷心组件、负极端盖组件、外壳组成，其特征在于在负极端盖组件与连接盘焊接；汇流盘与卷芯负极端焊接，再通过连接盘与汇流盘的侧边焊接将负极端盖组件与卷芯焊接为一个整体，将焊接后的组件装入外壳中，将卷芯组件与正集流体焊接，再将正极组件与外壳焊接，完成超级电容器的组装。正极端盖组件由正极端盖与防爆片焊接组成，在正极端盖上设置有注液孔，完成注液后，先在注液孔中装入橡胶塞，橡胶塞设置为圆台形，其大圆端与注液孔采取过盈配合的安装方式，能防止注入的电解液往外流出，清洗时防止水进入单体内。在完成清洗之后，将铝塞装入注液孔，采用压扣设备将铝塞压扣至与注液孔面平齐，再通过激光焊接方式将铝塞与注液孔焊接。在正极端盖上还设置有防爆孔，在防爆孔的位置焊有防爆片，在防爆片上设有防爆槽。设置防爆槽主要是解决以下问题：超级电容器体内水分含量过高：超级电容器注液前需要高温烘烤，将超级电容器体内的水分烤干，若超容器体内含大量的水分，单体在充电时，会产生大量的气体，气体会使超级电容器单体膨胀、甚至从端盖处爆开。防止超级电容器过充后产生不良反应：因为超级电容器单体在充电时，可能会出现过充，过充会使超级电容器体内的电解液分解，进而产生大量的气体会使超级电容器单体膨胀、甚至从端盖处爆开。本设计在正极端盖上设有倒圆角方槽的通孔，在防爆片上开有交叉方槽，当超级电容器单体内的气压大于防爆片所承受的压力阀值时，防爆片爆开，释放超级电容器体内的压力，以此来检验超级电容器单体是否合格。卷芯是由正极片、隔膜、负极片通过卷绕机卷绕而成。负极端盖组件由绝缘片、密封组件、限位片和极柱组成，极柱上设有负极端连接孔，在极柱上先安装有绝缘片、再将密封组件安装于极柱上，密封组件是将密封圈注塑于铝片上，在密封组件上部安装有限位片，将负极端盖组件组合完后采用专用工装通过铆接工艺将各零部件固定。其中绝缘片是将超级电容器内部的正、负极断开，防止超级电容器内部短路，绝缘片的材质采用EFA。密封组件由铝片上注塑PFA工艺形成，PFA具有可熔融加工的氟塑料，熔点高等一系列优点。密封组件通过注塑工艺可防止密封圈塑性变形，为超级电容器密封提供保障。极柱通过铆接将密封圈塑性变形，提高密封圈的密封效果，在通过限位片对密封圈进行限位，使密封圈保持变形状态来实现密封效果。本发明卷芯与正、负极连接都是通过焊接的方式，通常超级电容器的正极流体为单独的导体，通过激光焊接机将卷芯与正集流体焊接为一体。此发明其特征在于外壳内的正集流体，在外壳的正极端一体成型有正集流体，将卷芯的正极端与正集流体连接，此连接方式工艺简单、大大的降低了生产成本。卷芯正极与外壳焊接完成后置于夹具内，负极端盖组件上的铝片设有凸台，凸台与外壳间隙配合，铝片与外壳进行激光焊接。正极端盖组件上的正极端盖设有凸台，凸台与外壳采用间隙配合，正极端盖与外壳进行激光焊接。外壳两端分别设有倒角，方便与正、负极端盖组件配合。

本专利申请涉及超级电容器单体的装配的基本流程如下：

1、通过专用设备将卷芯两端的集流体压合；

2、负极端盖组件与连接盘焊接；汇流盘与卷芯负极端焊接，再通过连接盘与汇流盘的侧边焊接将负极端盖组件与卷芯焊接为一个整体；

3、装入壳体，通过焊接将卷芯正极端与壳体内的正集流片焊接；

4、通过焊接将正极端盖组件、壳体及负极端盖组件组成一个整体，确保焊接严密；并对单体进行烘烤；

5、对单体进行注液，在手套箱内注液，注液完成后，使用橡胶塞密封。

6、对注完液的单体进行清洗，将单体表面及注液孔内的电解液清洗干净，再通过焊接的方式将注液孔密封。

通过实践证明，采用本专利申请所述结构的超级电容器单体，可以有效解决如下技术问题：1、解决封口工序带来的漏液隐患。2、实现产品小型化，解决其他电容用于模组时，容量受其体积的限制，无法灵活应用问题。3、简化现有生产工艺，降低生产成本。4、降低产品单体容量，同容量应用可提高模组电压，降低电压转换压差，提升转换效率。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。