专利名称：电极芯、超级电容和向超级电容灌注电解液的方法
技术领域：
本发明涉及超级电容领域，尤其涉及一种电极芯、超级电容器和向超级电容灌注电解液的方法。
背景技术：
超级电容器(简称超级电容)是一种介于二次电池和普通电容器之间的新型绿色储能器件，具有电容量大、功率密度高、循环寿命长、充电时间短、免维护、使用温度宽(例如-40 75°C)和对环境无污染等特点，在电动汽车、电动玩具、后备电源、风能/太阳能等间歇性能源的储能装置、高能脉冲激光器等领域都具有重要的应用市场。值得期待的是，未来超级电容器的广泛普及将有望从根本上改变电动车在交通领域中的位置，而且也将极大地改进风能、太阳能等间歇性可再生能源的利用性能，满足人们能源安全的需求，减少对石油的依赖。超级电容器的制造过程中，电解液的灌注工艺是保证其工作稳定性的关键。由于有机系超级电容器采用有机电解液，工作电压大于IV，这就要求在灌液过程中严格控制罐内水分含量，大于IV的电压能使水分解产生气体发生爆炸。同时罐内多余空气也必须有效排除，否则电容器工作升温，也容易造成气体的膨胀爆炸。另一方面，空气不能有效排出，就不能是电解液充分浸润极芯，使电容器达不到设计容量。现有技术多采用将整个罐体没入电解液中，在外部抽真空的这种浸灌方法。此方法效率低，无法精确控制注液量，对电容器罐造成污染，灌液环境很难控制，同时造成电解液的大量浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电极芯、超级电容器和向超级电容灌注电解液的方法，其电解液灌注速度快，电极片浸润`率高，罐内空气残留少，超级电容稳定性高；有效解决了电解液灌注速度慢，电极片浸润不良，罐体内部空气残留等不良等现有的技术难题。上述目的通过下述技术方案实现:一种电极芯，其特征在于:包括电极卷，灌注套筒，正极连接片和负极连接片；所述电极卷卷绕在灌注套筒外侧；所述电极卷的正负极通过正极连接片和负极连接片引出，所述负极连接片中心设置有中心孔；所述灌注套筒上分布有渗透孔，所述渗透孔用于电解液流出；所述负极连接片的中心孔与灌注套筒同心。上述目的通过下述技术方案实现:一种超级电容，包括电极芯和外罐；所述电极芯包括电极卷，灌注套筒，正极连接片和负极连接片；所述电极卷卷绕在灌注套筒外侧；所述电极卷的正负极通过正极连接片和负极连接片引出，所述负极连接片中心设置有中心孔；所述灌注套筒上分布有渗透孔，所述渗透孔用于电解液流出；所述外罐用于容纳电极卷，灌注套筒，正极连接片和负极连接片；所述外罐的上端设置有注液孔；所述外罐的上端的注液孔和负极连接片的中心孔相通，且所述注液孔和中心孔与灌注套筒同心。上述目的通过下述技术方案实现:一种向超级电容灌注电解液的方法，其特征在于:包括如下步骤:步骤SOl:将真空泵的针状导管和与电解液相连的针状导管穿过注液孔，中心孔和灌注套筒，插入到灌注套筒的底端；步骤S02:开始抽真空；步骤S03:真空度达到设定值后，开始灌注加压的电解液；步骤S04:灌注加压的电解液结束，抽真空结束。本发明的目的在于提供一种电极芯、超级电容器和向超级电容灌注电解液的方法，其电解液灌注速度快，电极片浸润率高，罐内空气残留少，超级电容稳定性高；有效解决了电解液灌注速度慢，电极片浸润不良，罐体内部空气残留等不良等现有的技术难题。
图1是本发明电极芯的一个实施例的示意图；图2是图1所示的电极芯的电极卷的示意图；图3是图1所示的电极芯的负极连接片的示意图；图4是本发明的向超级电容灌注电解液的方法的示意图；其中:I电极卷:11第一电极，110第一个隔离纸，12第二电极，120第二个隔离纸；2灌注套筒；3正极连接片；4负极连接片:41中心孔；
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明的电极芯、超级电容器和向超级电容灌注电解液的方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明的电极芯，如图1，图2和图3所示，包括电极卷1，灌注套筒2，正极连接片3和负极连接片4 ；所述电极卷I卷绕在灌注套筒2外侧；所述电极卷I的正负极通过正极连接片3和负极连接片4引出，所述负极连接片4中心设置有中心孔41 ；所述灌注套筒2上分布有渗透孔，所述渗透孔用于电解液流出；所述负极连接片4的中心孔41与灌注套筒2同心。优选的，所述电极卷I包括依次排列的第一电极11，第一隔离纸110，第二电极12和第二隔离纸120。本发明的超级电容，包括电极芯和外罐；所述电极芯包括电极卷1，灌注套筒2，正极连接片3和负极连接片4 ；所述电极卷I卷绕在灌注套筒2外侧；所述电极卷I的正负极通过正极连接片3和负极连接片4引出，所述负极连接片4中心设置有中心孔41 ；所述灌注 套筒2上分布有渗透孔，所述渗透孔用于电解液流出；
所述外罐用于容纳电极卷1，灌注套筒2，正极连接片3和负极连接片4 ;所述外罐的上端设置有注液孔；所述外罐的上端的注液孔和负极连接片4的中心孔41相通，且所述注液孔和中心孔41与灌注套筒2同心。优选的，所述灌注套筒2是横截面为圆柱形或正多边形的套筒；所述灌注套筒的渗透孔均匀分布。优选的，所述灌注套筒2采用绝缘材质且不溶于有机电解液的材料制成。优选的，所述电极卷I包括依次排列的第一电极11，第一隔离纸110，第二电极12和第二隔离纸120。优选的，所述灌注套筒2是聚四氟乙烯或乙烯-四氟乙烯共聚物材料制成的灌注套筒。优选的，将真空泵的针状导管和与电解液相连的针状导管穿过注液孔，中心孔41和灌注套筒2，插入到灌注套筒2的底端，进行抽真空；当真空度达到设定值后，与电解液相连的针状导管灌注电解液。这样，现有技术中，受限于卷绕工艺的局限，所有的圆筒形电极卷中心都被隔离纸阻挡，灌注通道不畅通。而在本发明中电极卷I中心增加了灌注套筒2，打通了电极芯的灌注通道，使得与电解液相连的针状导管可以直达罐底，从而提高了电解液对电极卷I的浸润率和灌注速度，提闻了灌注的稳定性，减少电极芯内空气，进而提闻超级电容的稳定性。本发明的向超级电容灌注电解液的方法，包括如下步骤:步骤SOl:将真空泵的针状导管和与电解液相连的针状导管穿过注液孔，中心孔41和灌注套筒2，插 入到灌注套筒2的底端；步骤S02:开始抽真空；步骤S03:真空度达到设定值后，开始灌注加压的电解液；步骤S04:灌注加压的电解液结束，抽真空结束。如图4所示，真空泵的针状导管和与电解液相连的针状导管共用一个灌注通道，分别用不同的阀门在设备的外部控制，减少了操作时间。优选的，在步骤S03中，真空度达到0.005MPa后，开始灌注加压的电解液。优选的，在步骤S03中，加压的电解液的压强是1.013X IO5帕斯卡。本发明的目的在于提供一种电极芯、超级电容器和向超级电容灌注电解液的方法，其电解液灌注速度快，电极片浸润率高，罐内空气残留少，超级电容稳定性高；有效解决了电解液灌注速度慢，电极片浸润不良，罐体内部空气残留等不良等现有的技术难题。最后应当说明的是，很显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。
权利要求
1.一种电极芯，其特征在于: 包括电极卷(I)，灌注套筒(2)，正极连接片(3)和负极连接片(4)； 所述电极卷(I)卷绕在灌注套筒(2)外侧；所述电极卷(I)的正负极通过正极连接片(3)和负极连接片(4)引出，所述负极连接片(4)中心设置有中心孔(41)； 所述灌注套筒(2)上分布有渗透孔，所述渗透孔用于电解液流出； 所述负极连接片(4)的中心孔(41)与灌注套筒(2)同心。
2.根据权利要求1所述的电极芯，其特征在于: 所述电极卷(I)包括依次排列的第一电极(11)，第一隔离纸(110)，第二电极(12)和第二隔离纸(120)。
3.一种超级电容，其特征在于: 包括电极芯和外罐；所述电极芯包括电极卷(I)，灌注套筒(2)，正极连接片(3)和负极连接片⑷； 所述电极卷(I)卷绕 在灌注套筒(2)外侧；所述电极卷(I)的正负极通过正极连接片(3)和负极连接片⑷引出，所述负极连接片⑷中心设置有中心孔(41)； 所述灌注套筒(2)上分布有渗透孔，所述渗透孔用于电解液流出； 所述外罐用于容纳电极卷(1)，灌注套筒(2)，正极连接片(3)和负极连接片(4);所述外罐的上端设置有注液孔； 所述外罐的上端的注液孔和负极连接片(4)的中心孔(41)相通，且所述注液孔和中心孔(41)与灌注套筒(2)同心。
4.根据权利要求3所述的超级电容，其特征在于: 所述灌注套筒(2)是横截面为圆柱形或正多边形的套筒；所述灌注套筒(2)的渗透孔均匀分布。
5.根据权利要求3所述的超级电容，其特征在于: 所述灌注套筒(2)采用绝缘材质且不溶于有机电解液的材料制成。
6.根据权利要求3所述的超级电容，其特征在于: 所述电极卷(I)包括依次排列的第一电极(11)，第一隔离纸(110)，第二电极(12)和第二隔离纸(120)。
7.根据权利要求3所述的超级电容，其特征在于: 所述灌注套筒(2)是聚四氟乙烯或乙烯-四氟乙烯共聚物材料制成的灌注套筒。
8.一种向超级电容灌注电解液的方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤SOl:将真空泵的针状导管和与电解液相连的针状导管穿过注液孔，中心孔(41)和灌注套筒(2)，插入到灌注套筒(2)的底端； 步骤S02:开始抽真空； 步骤S03:真空度达到设定值后，开始灌注加压的电解液； 步骤S04:灌注加压的电解液结束，抽真空结束。
9.根据权利要求8所述的向超级电容灌注电解液的方法，其特征在于: 在步骤S03中，真空度达到0.005MPa后，开始灌注加压的电解液。
10.根据权利要求8所述的向超级电容灌注电解液的方法，其特征在于: 在步骤S03中，加压的电解液的压强是1.013X IO5帕斯卡。
全文摘要
本发明公开了一种电极芯、超级电容器和向超级电容灌注电解液的方法；所述超级电容包括电极芯和外罐；所述电极芯包括电极卷，灌注套筒，正极连接片和负极连接片；所述电极卷卷绕在灌注套筒外侧；所述电极卷的正负极通过正极连接片和负极连接片引出，所述负极连接片中心设置有中心孔；所述灌注套筒上分布有渗透孔，所述渗透孔用于电解液流出；所述外罐用于容纳电极卷，灌注套筒，正极连接片和负极连接片；所述外罐的上端设置有注液孔；所述外罐的上端的注液孔和负极连接片的中心孔相通，且所述注液孔和中心孔与灌注套筒同心。本发明电解液灌注速度快，电极片浸润率高，罐内空气残留少，超级电容稳定性高。
文档编号H01G9/00GK103247443SQ201210033259
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月14日 优先权日2012年2月14日
发明者马云青, 戴林彬 申请人:马云青, 戴林杉