一种超级电容器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及了超级电容领域，特别是涉及了一种卷绕式超级电容器的制造方法。
【背景技术】
[0002] 超级电容是绿色环保的新型储能元器件，以绿色环保，功率密度大，使用寿命长等 优点，在汽车启停，混合动力汽车，纯电动汽车，风电变桨，叉车动力，电梯的启停，智能三 表，军工，航天等新兴领域有着广泛应用。
[0003] 超级电容由于其结构复杂，生产工序多，同时由于其最终产品中对水份及氧气的 含量要求极高，特别是对水的要求，因此现行的工艺是投入巨资，来控制生产环境，将生产 环境中的水份控制到极低的状态。控制生产环境中的水份，不但要求投入价格昂贵的除湿 设备，运行时耗费大量的电能；同时由于极低水份含量的空间中，作业人员的防护也是个大 的问题，长期在极低水份且干燥的环境下作业，对作业者身体也是极大的伤害，同时生产效 率也很低。目前也有采用两次真空干燥，以达到超级电容器极低水和氧含量的要求，但其生 产周期较长、成本较高，且本申请人发现120~200°c的干燥温度容易造成超级电容器内部材 料的损坏，导致其性能较差及不稳定性；且该真空干燥很难对超级电容器内部的水和氧进 行有效热清除，特别是吸附在箔表面及碳表面上的水和氧分子，造成超级电容器漏电较大 且寿命测试后各项指标波动较大。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种超级电容器的制造方法，该方 法解决现有制造方法对生产环境要求高、生产效率低且对作业人员造成安全隐患的问题， 该方法对生产环境要求低，生产周期短、成本低且生产效率高，同时满足超级电容器极低水 与氧含量的要求，能够对超级电容器内部的水和氧进行有效热清除，特别是吸附在箔表面 及碳表面上的水和氧分子，以降低超级电容器漏电及寿命测试后各项指标的波动性。
[0005] 本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现： 一种超级电容器的制造方法，其包括以下步骤： (1) 卷绕：按照电极片、电解纸、电极片、电解纸的顺序重叠一起卷绕成电极芯； (2) 焊接：压实电极芯两端，在电极芯两端压实的极耳上分别焊接有正集流片和负集流 片；负集流片上还焊接有上盖； (3) 装壳与滚槽：将焊接好的电极芯装上密封圈及绝缘环，将电极芯压入外壳中，再进 行封口和滚槽制得超级电容器单体； (4) 真空热处理：将步骤（3)的超级电容器单体置于100~120°C的环境下，抽真空至低 于6Pa，保压1~3. 5h后通入干燥氮气，保压1~3. 5h;该步骤至少重复三次； (5) 注液：将步骤（4)制得的超级电容器单体置于充满氮气的密封罐中移至手套箱中； 先抽真空至低于6Pa，注入电解液，再加压0. 3~0. 4MPa，以压入电解液；该步骤至少重复两 次； 加入封口橡胶塞，并密封注液孔。
[0006] -种超级电容器的制造方法包括以下步骤： (1) 卷绕：按照电极片、电解纸、电极片、电解纸的顺序重叠一起卷绕成电极芯； (2) 焊接：压实电极芯两端，在电极芯两端压实的极耳上分别焊接有正集流片和负集流 片；负集流片上还焊接有上盖； (3) 装壳与滚槽：将焊接好的电极芯装上密封圈及绝缘环，将电极芯压入外壳中，再进 行封口和滚槽制得超级电容器单体； (4) 真空热处理：将步骤（3)的超级电容器单体置于110°C的环境下，抽真空至4Pa，保 压2. 5h后通入干燥氮气，保压2. 5h;该步骤重复五次； (5) 注液：将步骤（4)制得的超级电容器单体置于充满氮气的密封罐中移至手套箱中； 先抽真空至低于6Pa，注入电解液，再加压0. 3~0. 4MPa，以压入电解液；该步骤重复三次； 加入封口橡胶塞，并密封注液孔。
[0007] -种超级电容器的制造方法，包括以下步骤： (1) 卷绕：按照电极片、电解纸、电极片、电解纸的顺序重叠一起卷绕成电极芯； (2) 焊接：压实电极芯两端，在电极芯两端压实的极耳上分别焊接有正集流片和负集流 片；负集流片上还焊接有上盖； (3) 装壳与滚槽：将焊接好的电极芯装上密封圈及绝缘环，将电极芯压入外壳中，再进 行封口和滚槽制得超级电容器单体； (4) 真空热处理：将步骤（3)的超级电容器单体置于115°C的环境下，抽真空至3Pa，保 压3h后通入干燥氮气，保压3h;该步骤重复六次； (5) 注液：将步骤（4)制得的超级电容器单体置于充满氮气的密封罐中移至手套箱中； 先抽真空至低于6Pa，注入电解液，再加压0. 3~0. 4MPa，以压入电解液；该步骤重复三次； 加入封口橡胶塞，并密封注液孔。
[0008] -种超级电容器的制造方法，包括以下步骤： (1) 卷绕：按照电极片、电解纸、电极片、电解纸的顺序重叠一起卷绕成电极芯； (2) 焊接：压实电极芯两端，在电极芯两端压实的极耳上分别焊接有正集流片和负集流 片；负集流片上还焊接有上盖； (3) 装壳与滚槽：将焊接好的电极芯装上密封圈及绝缘环，将电极芯压入外壳中，再进 行封口和滚槽制得超级电容器单体； (4) 真空热处理：将步骤（3)的超级电容器单体置于118°C的环境下，抽真空至2Pa，保 压3. 5h后通入干燥氮气，保压3. 5h;该步骤重复七次； (5) 注液：将步骤（4)制得的超级电容器单体置于充满氮气的密封罐中移至手套箱中； 先抽真空至低于6Pa，注入电解液，再加压0. 3~0. 4MPa，以压入电解液；该步骤重复三次； 加入封口橡胶塞，并密封注液孔。
[0009] 进一步地，在步骤（1)之前还包括将电解纸及电极片存放在45~55°C下至少12h。
[0010] 进一步地，步骤（1)卷绕的湿度为每立方米空气含有低于13. 8g的水。
[0011] 进一步地，步骤（5)中手套箱的氧含量小于4PPM，水含量小于20PPM。
[0012] 进一步地，所述电极片材料为错箔、铜箔或镍箔的任一种。
[0013] 更进一步地，步骤（4)中通入干燥氮气后的压力为0? 1~0. 3MPa。
[0014] 本发明具有如下有益效果：该超级电容器的制造方法对生产环境要求低，生产周 期短、成本低且生产效率高，同时满足超级电容器极低水与氧含量的要求，最终电容中所含 水量与氧量均可控制在1PPM以下，便于大规模生产；该方法解决现有制造方法对生产环境 要求高、投入较大、生产效率低且对作业人员造成安全隐患等问题；该方法在合适的干燥温 度下，多次进行干燥氮气置换超级电容器内部的水和氧，以进行有效热清除，既不损坏超级 电容器内部的材料而影响其性能及稳定性又降低超级电容器漏电及寿命测试后各项指标 的波动。
【附图说明】
[0015] 图1为超级电容器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
[0017] 请参考图1，其显示了本发明的超级电容器的结构示意图，包括卷绕后的电极芯 1、正集流片2、负集流片3、上盖4、0型密封圈5、绝缘环6、外壳7。卷绕后的电极芯1两端 分别与正集流片2和负集流片3焊接在一起，所述负集流片3与上盖4焊接连接，该上盖4 设有用于注入电解液的注液孔8,上盖4还套有0型密封圈5及绝缘环6,防止负集流片3 和上盖4与外壳7连接，起到绝缘和密封的作用；电极芯1固定安装在外壳7内，外壳7上 部设有卷边，卷边位于绝缘环6上方，用于封口作用，正极流片与外壳7底部配合连接，外壳 7底部作为一引出极，上盖4作为另一引出极。
[0018] 一种超级电容器的制造方法，其包括以下步骤： (1) 电极片及电解纸的准备：将电解纸及电极片存放在45~55°C下至少12h;电极片的 宽度为125mm，其中碳宽度为110mm，留白宽为15mm;电解质的宽度为120mm;电极片的材料 优选为铝箔、铜箔或镍箔的任一种； (2) 卷绕：卷绕所处的环境湿度为每立方米空气含有低于13. 8g的水，在该湿度下按照 电极片、电解纸、电极片、电解纸的顺序重叠一起卷绕成电极芯；卷成的电极芯外径控制在 58mm以内，长度控制在140mm以内； (3) 焊接：通过扫平机扫平压实电极芯两端，压实后的长度尺寸约为125mm;在电极芯 压实的一端极耳上焊接负集流片，并在负集流片上焊接上盖；在电极芯压实的另一端极耳 上焊接正集流片； (4) 装壳与滚槽：将焊接好的电极芯装上密封圈及绝缘环，将电极芯压入外壳中，通过 外壳上部卷边压在绝缘环上进行封口；在负集流片和上盖之间间隙所对应的外壳部分滚一 周形成一类似凹槽状的负极位滚槽，在正集流片和电极芯之间的间隙所对应的外壳部分滚 一周形成一类似凹槽状的正极位滚槽；与负集流片连接的上盖引出负极，与正集流片连接 的外壳底部引出正极，上盖开设有用于注入电解液的注液孔，制得一超级电容器单体； (5) 真空热处理：将超级电容器单体置于100~120°C的恒温环境下，抽真空至低于6Pa 并保压1~3. 5h后，再通入干燥(水含量小于1PPM)氮气(氮气纯度要求99. 99%以上）到 0. 1~0. 3MPa并保压1~3. 5h;该抽真空一保压一通入氮气一