超级电容器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种超级电容器，包括：电容器本体，电容器本体具有第一端与第二端，并且包括多个单体电容，多个单体电容之间串联和/或并联，第一端与多个单体电容中首个单体电容相连，第二端与多个单体电容中尾个单体电容相连；两个组外极耳，两个组外极耳中的一个与第一端相连，两个组外极耳中的另一个与第二端相连；外包装，外包装用于对电容器本体进行封装。该超级电容器可以有效地减小器件的厚度，同时减少了封装步骤，结构简单易实现。
【专利说明】
超级电容器
技术领域
[0001]本发明涉及储能器件技术领域，特别涉及一种超级电容器。
【背景技术】
[0002]超级电容器是一种介于物理电容器与二次电池之间的一种新型储能装置。这种新型储能装置就其能量的储蓄和释放过程具有独特性，不仅体现为高脉冲速率充放电过程，同时还具有高能量及高比功率的优点，即充放电时间仅数十秒，其功率密度与蓄电池相比，高出10?100倍;能量密度则是物理电容器100倍之多。目前，应用于微型电子电路等低功耗器件中的能量存储装置大多数都为超级电容器，对其功率密度和能量密度都有较高要求，在有限的空间内如何充分发挥超级电容器的储能性能至关重要。
[0003]其中，在单体电容的容量为一定的前提下，通过电容的串并联方式可以提高其存储容量和工作电压。相关技术中的连接方式为:单体之间纵向叠加方式连接，如图1所示，单体电容器制作完成后再用胶将两个或多个电容器(如电容I和电容2)粘接到一起，以得到组合后的超级电容器，但相应的电容器厚度会成倍增加，尤其是在纵向要求较高的器件中超级电容器无法提供应用，特别在厚度空间较小的条件下缺点更为明显。另外，在两个或多个电容器组成一个超级电容器之后，需在超级电容器的每个电容器的外部进行极耳的焊接，增加了工艺流程，操作十分繁琐。
【发明内容】
[0004]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本发明的目的在于提出一种超级电容器。
[0006]为达到上述目的，本发明实施例提出了一种超级电容器，包括:
[0007]电容器本体，所述电容器本体具有第一端与第二端，并且包括多个单体电容，所述多个单体电容之间串联和/或并联，所述第一端与所述多个单体电容中首个单体电容相连，所述第二端与所述多个单体电容中尾个单体电容相连；
[0008]两个组外极耳，所述两个组外极耳中的一个与所述第一端相连，所述两个组外极耳中的另一个与所述第二端相连;以及
[0009]外包装，所述外包装用于对所述电容器本体进行封装。
[0010]进一步地，所述电容器本体具体包括:所述多个单体电容，所述多个单体电容分为多组单体电容，所述多组单体电容之间通过组间极耳串联，每组单体电容分为多个子组单体电容，每个子组内的单体电容之间通过组内极耳串联，每组单体电容内子组之间通过子组间极耳并联，其中，所述第一端与所述串联的多组单体电容中的首组单体电容相连，所述第二端与所述串联的多组单体电容中的尾组单体电容相连。
[0011]进一步地，所述外包装具有多个封装体，所述多个单体电容和所述多个封装体设置在所述外包装内，并且所述多个单体电容一一对应地设置在所述多个封装体内。
[0012]可选地，所述外包装可以包括铝塑膜。
[0013]进一步地，极耳的导电基底上设置有活性物质，或在极耳的不导电基底上设置有所述活性物质，并且所述活性物质与所述导电基底连接。
[0014]进一步地，所述超级电容器还包括:设置于极耳之间的隔膜，所述隔膜的面积不小于所述活性物质的面积。
[0015]进一步地，所述活性物质通过导电胶与所述导电基底连接。
[0016]进一步地，每个子组间极耳与每个组外极耳的活性物质面积为每个组间极耳与每个组内极耳的活性物质面积的一半。
[0017]进一步地，所述每个组间极耳与所述每个组内极耳的活性物质分别设置在极耳的两端。
[0018]进一步地，极耳的活性物质的长和宽分别与相接的极耳的活性物质的宽和长对应设置。
[0019]可选地，所述导电基底可以包括铝带或铝箔。
[0020]根据本发明实施例提出的超级电容器，通过平面连接的方式串联或并联多个单体电容，不但增大了容量，而且提高了耐压值，并且在电极之间连好之后，进一步通过平面封装方式进行一次成型封装，有效地减小器件的厚度，同时减少了封装步骤，简化生产流程，结构简单易实现。
[0021]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0022]本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0023]图1为相关技术中组装后的超级电容器的侧视宏观效果示意图；
[0024]图2为根据本发明一个实施例的超级电容器的结构示意图；
[0025]图3为根据本发明一个实施例一的超级电容器的结构示意图；
[0026]图4为根据本发明一个实施例一的边极耳的结构示意图；
[0027]图5为根据本发明一个实施例一的中间极耳的结构示意图；
[0028]图6为根据本发明一个实施例二的超级电容器的电容串联包装的结构示意图；
[0029]图7为根据本发明一个实施例二的超级电容器的去除外包装后的结构示意图；
[0030]图8为根据本发明一个实施例三的超级电容器的并联包装的结构示意图；
[0031]图9为根据本发明一个实施例三的超级电容器的去除外包装后的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0033]下面参照附图对本发明的超级电容器进行详细描述。图2为根据本发明一个实施例的超级电容器的结构示意图。该超级电容器100包括:电容器本体200、两个组外极耳(组外极耳301和组外极耳302)和外包装400。
[0034]其中，电容器本体200具有第一端与第二端，并且包括多个单体电容(如单体电容Cm、单体电容C1Q2、...、单体电容C1Qn)，多个单体电容之间串联和/或并联，第一端与多个单体电容中首个单体电容(如单体电容Cm)相连，第二端与多个单体电容中尾个单体电容(如单体电容C1Qn)相连。两个组外极耳中的一个(如组外极耳301)与第一端相连，两个组外极耳中的另一个(如组外极耳302)与第二端相连;外包装400用于对电容器本体200进行封装。本发明实施例的超级电容器100以平面连接的方式连接多个单体电容，并采用平面封装方式通过外包装400进行一次成型封装，不但有效地减少了器件的厚度，而且减少了封装步骤，简单易实现。
[0035]图3为根据本发明一个实施例一的超级电容器的结构示意图。该超级电容器100包括:多个单体电容(如单体电容ClQl、单体电容ClQ2、...、单体电容C3In等所示)、两个组外极耳(如组外极耳301和组外极耳302所示)和外包装400。
[0036]其中，如图3所示，多个单体电容分为多组单体电容(如组10和组20所示)，多组单体电容之间通过组间极耳串联(如组10与组20之间通过组间极耳30串联)，每组单体电容分为多个子组单体电容，每个子组内的单体电容之间通过组内极耳串联(如单体电容Cm与单体电容C1Q2通过组内极耳40串联)，每组单体电容内子组之间通过子组间极耳(如子组间极耳50所示)并联。两个组外极耳中的一个与串联的多组单体电容中的首组单体电容相连(如组外极耳301与组10中的单体电容相连)，两个组外极耳中的另一个与串联的多组单体电容中的尾组单体电容相连(如组外极耳302与组20中的单体电容相连)。外包装400具有多个封装体(如封装体401、封装体402、封装体403等所示)，多个单体电容和多个封装体设置在外包装400内，并且多个单体电容——对应地设置在多个封装体内(如单体电容Cm设置在封装体401内)。
[0037]本发明实施例的超级电容器100可以在有限的空间条件下改变电容器的结构及连接方式，如将上述多个单体电容进行串联后并联或者并联后串联，多个单体电容进行串联、并联后再进行封装，以达到增大容量和提高耐压值的效果，通过一次成型封装，不但减小了电容器的尺寸，而且简化了电容器的制备方法，简单易实现。
[0038]另外，在本发明的一个实施例中，外包装400可以包括铝塑膜，以在制作过程中裁切所需大小尺寸进行封装，进而封装电容器本体200，并对单体电容之间进行间隔，对于外包装的材料，可以为铝塑膜、PPE塑胶等封装材料，此处不做具体限定。
[0039]在一个示例中，极耳的导电基底上可以设置有活性物质，或在极耳的不导电基底上设置有活性物质，并且活性物质与导电基底连接，例如活性物质可以通过导电胶与导电基底连接，其中，导电基底可以为铝带或铝箔，此处不做限定。
[0040]其中，本发明实施例的超级电容器100还包括:隔膜(图中未标识)。其中，隔膜的面积不小于活性物质的面积，隔膜可以采用电容器、电池等普通隔膜，以防止短路，此处不做具体限定。
[0041 ]在一个示例中，每个子组间极耳与每个组外极耳的活性物质面积可以为每个组间极耳与每个组内极耳的活性物质面积的一半，并且每个组间极耳与每个组内极耳的活性物质分别设置在极耳的两端，以用于实现单体电容之间的串联。
[0042]在一个示例中，极耳的活性物质的长和宽分别与相接的极耳的活性物质的宽和长对应设置，以用于实现单体电容之间的并联。
[0043]可以理解的是，子组间极耳和组外极耳相当于边极耳，如图4所示，极耳的一端设置有活性物质，而组间极耳和组内极耳相当于中间极耳，如图5所示，极耳的两端均设置有活性物质，下面在实施例二和实施例三中会进行详细赘述。其中，边极耳和中间极耳均可为铝带、铝箔等导电基底上涂布活性物质，也可为活性物质附着在不导电的基底上，通过导电胶与铝带连接。需要说明的是，隔膜的裁切面积需比活性物质面积稍大，防止短路。
[0044]下面对实施例二的串联电容器进行举例说明。
[0045]如图6所示，以3只单体电容串联为例，实施例二的超级电容器包括:外包装1(相当于上述的外包装400)、边极耳2、中间极耳3和隔膜4。其中，标有A字符的45°斜线区域的封装区起到单体电容与外界隔绝的作用;标有B字符的45°斜线区域的封装区起到单体电容相互间隔开的作用。进一步地，如图7所示，在去除外包装I后，边极耳2与中间极耳3之间加入隔膜4，进而防止电容短路。边极耳2与中间极耳3的活性物质分别如图4和图5所示，边极耳2的活性物质的总面积为中间极耳3的活性物质的总面积的一半，中间极耳3的活性物质均分为二，边极耳2的活性物质的长和宽分别与中间极耳3的活性物质的宽和长相对应，以通过上述的设置方式实现串联的连接方式。其中，图7中中间极耳3上标有a-a的点划线区域为图6中标有B字符的封装区，从而使得2个串联的单体电容间隔开来。
[0046]在本发明的实施例中，中间极耳3上两端布有活性物质，中间为封装区，从而有效地减少了封装后电容的再串联，而且通过平面封装方式进行一次成型封装，减小了器件的厚度，简化生产流程。
[0047]下面对实施例三的并联电容器进行举例说明。
[0048]如图8所示，以2只单体电容并联为例，实施例三的超级电容器100与实施例二的不同点在于:本发明实施例的超级电容器100没有中间极耳。具体地，标有A字符的45°斜线区域的封装区起到单体电容与外界隔绝的作用;标有B字符的45°斜线区域的封装区起到单体电容相互间隔开的作用。进一步地，如图9所示，在去除I外包装后，边极耳2.1与边极耳2.2之间加入隔膜4，边极耳2.3与边极耳2.4之间也加入隔膜4，从而防止电容短路。边极耳2.1与边极耳2.4连接导通，边极耳2.2与边极耳2.3连接导通，边极耳2.1、边极耳2.2、边极耳2.3、边极耳2.4边极耳的活性物质均如图4所示，边极耳2.1的活性物质的长和宽分别与边极耳2.2的活性物质的宽和长相对应，边极耳2.3的活性物质的长和宽分别与边极耳2.4的活性物质的宽和长相对应。其中，图9中2边极耳上标有b-b的点划线区域为图8中标有B字符的封装区，从而使得2个并联电容间隔开来。同样，通过平面封装方式进行一次成型封装，减小了器件的厚度，简化生产流程。
[0049]根据本发明实施例提出的超级电容器，通过平面连接的方式串联或并联多个单体电容，不但增大了容量，而且提高了耐压值，并且在电极之间连好之后，进一步通过平面封装方式进行一次成型封装，有效地减小器件的厚度，同时减少了封装步骤，简化成产流程，结构简单易实现。
[0050]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0051 ]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0052]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0053]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0054]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0055]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种超级电容器，其特征在于，包括: 电容器本体，所述电容器本体具有第一端与第二端，并且包括多个单体电容，所述多个单体电容之间串联和/或并联，所述第一端与所述多个单体电容中首个单体电容相连，所述第二端与所述多个单体电容中尾个单体电容相连； 两个组外极耳，所述两个组外极耳中的一个与所述第一端相连，所述两个组外极耳中的另一个与所述第二端相连;以及 外包装，所述外包装用于对所述电容器本体进行封装。2.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述电容器本体具体包括:所述多个单体电容，所述多个单体电容分为多组单体电容，所述多组单体电容之间通过组间极耳串联，每组单体电容分为多个子组单体电容，每个子组内的单体电容之间通过组内极耳串联，每组单体电容内子组之间通过子组间极耳并联，其中，所述第一端与所述串联的多组单体电容中的首组单体电容相连，所述第二端与所述串联的多组单体电容中的尾组单体电容相连。3.如权利要求2所述的超级电容器，其特征在于，所述外包装具有多个封装体，所述多个单体电容和所述多个封装体设置在所述外包装内，并且所述多个单体电容一一对应地设置在所述多个封装体内。4.如权利要求1所述的超级电容器，其特征在于，所述外包装包括铝塑膜。5.如权利要求2所述的超级电容器，其特征在于，极耳的导电基底上设置有活性物质，或在极耳的不导电基底上设置有所述活性物质，并且所述活性物质与所述导电基底连接。6.如权利要求5所述的超级电容器，其特征在于，还包括:设置于极耳之间的隔膜，所述隔膜的面积不小于所述活性物质的面积。7.如权利要求6所述的超级电容器，其特征在于，所述活性物质通过导电胶与所述导电基底连接。8.如权利要求6所述的超级电容器，其特征在于，每个子组间极耳与每个组外极耳的活性物质面积为每个组间极耳与每个组内极耳的活性物质面积的一半。9.如权利要求8所述的超级电容器，其特征在于，所述每个组间极耳与所述每个组内极耳的活性物质分别设置在极耳的两端。10.如权利要求8所述的超级电容器，其特征在于，极耳的活性物质的长和宽分别与相接的极耳的活性物质的宽和长对应设置。11.如权利要求6所述的超级电容器，其特征在于，所述导电基底包括铝带或铝箔。
【文档编号】H01G11/10GK105914045SQ201610217385
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】郎佳星, 郝立星, 马贺然
【申请人】纳智源科技（唐山）有限责任公司