专利名称：一种叠层式电化学电容器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电器装置中的一种电化学电容器。这种电化学电容器具有较高的比能量和比功率，可以作为各种交通工具的储能装置，以及各类变电站所、医院手术室、核反应堆控制、防护设施、航天通讯设施、无线电通讯的不间断电源、应急电源等。
当前各国已经开始治理城市空气污染和一次性能源短缺等问题，其中采取的一种重要措施就是使用电动交通工具，减少并最终消除燃油型车辆，降低污染气体的排放。电化学电容器是电动车的关键技术之一。由于能够以大功率快速充放电，电化学电容器既可用作汽车起动、加速和爬坡时的辅助电源，又可作为车辆下坡、刹车时回收动能的蓄能器，从而可以使燃料电池和电动机的设计功率大为降低，在车辆行驶时这些动力装置可在最佳稳定功率下运行，节省燃料，延长使用寿命，还可有效地降低发动机的废气排放。
变电站、供电站等需要高压开关，使用电化学电容器作为开关电源，可以做到真正的免维护。
在现有的技术中，如中国专利(公开号CN1160455)采用了活性炭粉末制作正、负电极的方法，另外还有使用炭纤维、炭凝胶等材料的电容器。由于这种电容器正、负极采用相同的材料和结构，比能量不大，使用受到很大限制，也不适合在电动车等设备上使用。用氢氧化镍作正极、活性炭作负极的电容器已有报道(专利号ZL 00 231293.X)，每个电容器电压约1.4伏。但使用时必须将相应个数的电容器用导线串联起来以组成足够电压的电容器组，因而降低了可靠性，增加了重量和成本。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是采用叠层方式串联两个以上电容器单元(7)组成电容器，使用多孔高比表面炭材料作负极(1)，镍的氧化物或氢氧化物作正极(3)，一对负极(1)和正极(3)的一面分别紧贴在一可通过离子的隔膜(4)上，另一面分别紧贴在两电子导电隔板(2)上，按电子导电隔板(2)、负极(1)、隔膜(4)、正极(3)、电子导电隔板(2)顺序叠层，构成电容器单元(7)，用密封材料(6)将电解液(5)密封在电容器单元(7)之内；电子导电隔板(2)隔断两电容器单元(7)的电解液(5)，并作为导电体连接串联的电容器单元(7)。电子导电隔板(2)为镀镍铁片、镍片、导电橡胶等电子导电而不漏电解液的材料；电解液(5)为a.25～45％的氢氧化钾溶液；b.25～45％的氢氧化钾溶液，含有氢氧化锂添加剂。采用叠层方式串联两个以上电容器单元(7)以达到所需的电压，接入电流引出端子(8)，装入外壳(9)中，构成叠层式电化学电容器。所制成的电容器单元(7)的耐压大于1.4V，其比电容比正负极均采用炭材料作为活性物质的双电层电容器高3～4倍，而比能量高10倍以上，从而提高可靠性、比能量和比功率。
本实用新型所述的电容器的负极可以采用各种炭材料制造，包括粉状活性炭、活性炭纤维、活性炭毡(布)、活性炭板、炭气凝胶、炭干凝胶、多孔玻璃态炭、碳纳米管、碳纳米纤维、中间相炭微球等材料。正极为氧化镍或氢氧化镍电极。
图2若干个电容器单元组成的叠层式电化学电容器1.负极，2.电子导电隔板，3.正极，4.隔膜，5.电解液，6.密封材料，7.电容器单元，8.电流引出端子，9.外壳。
权利要求1.一种叠层式电化学电容器，包括以叠层方式串联两个以上电容器单元(7)，其特征是多孔高比表面炭材料作负极(1)，镍的氧化物或氢氧化物作正极(3)，每个负极(1)和正极(3)的一面紧贴在一可通过离子的隔膜(4)上，另一面紧贴一电子导电隔板(2)上，按电子导电隔板(2)、正极(3)、隔膜(4)、负极(1)、电子导电隔板(2)顺序叠层，构成电容器单元(7)，用密封材料(6)将电解液(5)密封在电容器单元(7)之内；电子导电隔板(2)隔断两电容器单元(7)的电解液(5)，并作为导电体连接串联的电容器单元(7)。
2.按照权利要求1所述的叠层式电化学电容器，其特征在于作为负极(1)的炭材料为粉状活性炭、活性炭纤维、活性炭毡(布)、活性炭板、炭气凝胶、炭干凝胶、多孔玻璃态炭、碳纳米管、碳纳米纤维、中间相炭微球等。
3.按照权利要求1所述的叠层式电化学电容器，其特征在于电容器的正极(3)为氧化镍或氢氧化镍。
4.按照权利要求1所述的叠层式电化学电容器，其特征在于电容器的电解液(5)为a.25～45％的氢氧化钾溶液；b.25～45％的氢氧化钾溶液，含有氢氧化锂添加剂。
5.按照权利要求1所述的叠层式电化学电容器，其特征在于每两个电容器单元(7)之间的电子导电隔板(2)为镀镍铁片、镍片、导电橡胶等。
专利摘要本实用新型属于电器装置领域，特别涉及到一种叠层式电化学电容器，包括以叠层方式串联两个以上电容器单元，每个电容器单元包括由炭材料作为活性物质的负极、中间的隔膜和用氢氧化镍或氧化镍作为活性物质的正极构成，每个电容器单元内部注有电解液。该电容器具有较高的比能量和比功率，可以作为各种交通工具的储能装置，以及各类变电站、医院手术室、核反应堆控制、防护设施、航天通讯设施、无线电通讯的不间断电源、应急电源等，具有寿命长、成本低、免维护等优点。
文档编号H01G9/00GK2532569SQ0220312
公开日2003年1月22日 申请日期2002年2月6日 优先权日2002年2月6日
发明者程杰, 曹高萍, 杨裕生 申请人:中国人民解放军63971部队