一种软包装层叠式超级电容器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种软包装层叠式超级电容器，由软包装膜、正极片、纤维层、隔膜、负极片、正极极耳、负极极耳组成，其特征在于：正极片与负极片依次交错排列叠加成电容器芯体，正极片与负极片之间均有隔膜，纤维层位于隔膜两侧外层，软包装膜套在电容器芯体外，正极极耳一端与正极片连接，正极极耳另一端从软包装膜伸出，负极极耳一端与负极片连接，负极极耳另一端从软包装膜伸出。其采用铝塑膜软包装，简化了金属壳体与塑料壳体的封装工艺，利用静电纺丝技术，在超级电容器隔膜表面形成的纤维层，可以大幅减少或抑制气体产生；纤维层中存在的大量空隙，可以提供离子扩散传输通道，避免凝胶体或固体膜对离子的阻碍作用。
【专利说明】一种软包装层叠式超级电容器【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种软包装层叠式超级电容器，属于新能源【技术领域】。
【背景技术】
[0002]超级电容器是一种介于电池与普通电容之间的储能器件，具有比功率高，循环寿命长，大电流充放电，环境友好，安全及免维护的优点。目前，常见的超级电容器主要有卷绕式和层叠式，卷绕式大多采用圆柱状铝壳封装，层叠式大多采用方形金属壳或者塑料壳体封装，以及铝塑膜软包装。软包装的超级电容器制造工艺相对于铝壳封装工艺要简单，可以不用在壳体上设置泄压安全装置，重量轻。申请号201020300815.9的中国专利公开了一种外壳为用铝塑复合膜制作的软包装混合电容器。申请号200820147516.9的中国专利公开了一种软包装电化学电容器，两个以上的电容器单元按负极集流体/负极/隔膜/正极/正极集流体/正极/隔膜/负极的叠层方式重复叠层在一起，各电容器单元中的所有正极经极耳连接在一起，各电容器单元中的所有负极经极耳连接在一起，正极极耳与首或末电容器单元中的正极集流体焊接在一起，负极极耳与末或首电容器单元中的负极集流体焊接在一起。申请号201020275932.4的中国专利公开了一种软包叠片式非对称性超级电容器，壳体采用铝塑复合膜材料封装成的软包装层，非对称性材料制成的正极和负极与隔膜之间采用叠片式的组装方式构成芯包本实用新型具有体积小、能量密度大、性能稳定、可塑性强等优点。
[0003]由于软包装采用的是层叠式组片方式，内阻较卷绕式要大，因此，降低内阻是软包装要解决的问题之一。申请号200920100956.3的中国专利公开了一种软包装双电层电容器，在壳体上下两侧设有对称的极耳，集流体上包覆炭层，炭层上面涂覆活性炭电极，降低了集流体与活性炭层 之间的接触电阻。申请号201210085600.3的中国专利公开了一种大功率软包装超级电容器极片及其制造方法，首先使用喷涂设备在金属网集流体上涂覆一层导电胶，干燥后再用涂布机对表面覆盖导电胶的极片进行二次涂布。导电胶充满于金属网孔集流体的孔洞中，增大电极活性材料与金属集流体的电接触面积。申请号201110388849.7的中国专利公开了一种低内阻有机超级电容器，该电容器具有双面输出结构，电容器的正、反面分别设有正、负极输出面，其中正极输出面与电芯最外侧的正极电极极片的非涂布面相接触，负极输出面与电芯最外侧的负极电极极片的非涂布面相接触，所述铝塑膜上有露出正、负极输出面的窗口，铝塑膜与正、负极输出面的四周相压合，电容器内阻大幅降低。申请号200910272433.1的中国专利公开了一种薄型软包装超级电容器，每片正极片的一端的端部有空白正极集流体，每片负极片的一端的端部有空白负极集流体；正极极耳与负极极耳位于电容器芯的两端，有效增加了极耳的厚度和总面积，减小发热量，避免了正、负极极耳间的短路，降低了焊接厚度。
[0004]严格注液控制，尽量减少漏液、气胀等问题。申请号201010595124.0的中国专利公开了一种新型软包装水系超级电容器，在电容器的上部设有排气管，可将长期使用后产生的气体排出，排气管上部填充聚四氟乙烯滤液片，有效防止漏液现象。申请号200920244439.3的中国专利公开了一种软包双电层装电容器的注液装置，可以在大气环境下完成软包装超级电容器注液，避免传统手套箱注液空间狭小造成的不便，提高了电解液的注液精度。申请号200910212478.X的中国专利公开了一种软包装超级电容器的制造方法，电芯装入铝塑膜袋后在袋的一侧插入带铜棒的注液管，化成结束后补入所损失的电解液，最后将注液管突出部分去除热封；该方法制作的超级电容器不产生气胀，安全可靠性好。
[0005]气胀可以由多种原因引起，例如极片干燥不完全，充放电过程产生气体，注液过程中水分、氧含量控制不严格等。因此，除了制备过程中严格控制外，还需采用其他的方法减少气体的产生。申请号200680033008.1的中国专利公开了一种抑制气体生成的方法，活性炭电极表面被厚度小于5um的凝胶形成性有机高分子化合物的薄膜层被覆，该凝胶形成性有机高分子化合物是具有一 COO—键的有机高分子化合物，或者聚偏氟乙烯树脂。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种软包装层叠式超级电容器，其采用铝塑膜软包装，简化了金属壳体与塑料壳体的封装工艺，利用静电纺丝技术，在超级电容器隔膜表面形成的纤维层，可以大幅减少或抑制气体产生；纤维层中存在的大量空隙，可以提供离子扩散传输通道，避免凝胶体或固体膜对离子的阻碍作用。
[0007]本实用新型的技术方案是这样实现的:一种软包装层叠式超级电容器，由软包装膜、正极片、纤维层、隔膜、负极片、正极极耳、负极极耳组成，其特征在于:正极片与负极片依次交错排列叠加成电容器芯体，正极片与负极片之间均有隔膜，纤维层位于隔膜两侧外层，软包装膜套在电容器芯体外，正极极耳一端与正极片连接，正极极耳另一端从软包装膜伸出，负极极耳一端与负极片连接，负极极耳另一端从软包装膜伸出。
[0008]本发明的有益效果:本实用新型的软包装层叠式超级电容器，采用铝塑膜软包装，简化了金属壳体与塑料壳体的封装工艺，利用静电纺丝技术，在超级电容器隔膜表面形成的纤维层，可以大幅减少或抑制气体产生；纤维层中存在的大量空隙，可以提供离子扩散传输通道，避免凝胶体或固体膜对离子的阻碍作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的结构图。
[0010]图2为本实用新型的电容器芯体局部结构图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:如图1、2所示，一种软包装层叠式超级电容器，由软包装膜1、正极片2、纤维层3、隔膜4、负极片5、正极极耳6、负极极耳7组成，其特征在于:正极片2与负极片5依次交错排列叠加成电容器芯体，正极片2与负极片5之间均有隔膜4，纤维层3位于隔膜4两侧外层，软包装膜I套在电容器芯体外，正极极耳6 一端与正极片2连接，正极极耳6另一端从软包装膜I伸出，负极极耳7 —端与负极片5连接，负极极耳7另一端从软包装膜I伸出。
[0012]制作时，有3种方法:[0013](I)隔膜放到静电纺丝装置中的接收板上，加压，聚甲基丙烯酸甲酯与氯仿组成的纺丝溶液在隔膜4表面形成纤维层3，干燥；按照同样方法，在另一面形成纤维层3 ;按照涂覆活性炭的正极片2、隔膜4、涂覆活性炭的负极片5的顺序依次叠加，制成超级电容器芯体；将芯体放到冲好的软包装膜I中，留出注液口，其余热封；手套箱中注入四氟硼酸三甲基乙基胺的乙腈溶液，热封，老化，得到软包装层叠式超级电容器。
[0014](2)隔膜放到静电纺丝装置中的接收板上，加压，聚环氧乙烯与稀醋酸纺丝溶液在隔膜4表面形成纤维层3，干燥；按照同样方法，在另一面形成纤维层3 ;按照涂覆活性炭的正极片2、隔膜4、涂覆钛酸锂的负极片5的顺序依次叠加，制成超级电容器芯体；将芯体放到冲好的软包装膜I中，留出注液口，其余热封；手套箱中注入IM六氟磷锂的碳酸二甲酯溶液，热封，老化，得到软包装层叠式超级电容器。
[0015](3)活性炭涂覆在网状集流体上，制成正极片2，钛酸锂涂覆在网状集流体上，制成负极片5，隔膜放到静电纺丝装置中的接收板上，加压，聚丙烯腈与二甲基甲酰胺纺丝液在隔膜4表面形成纤维层3，干燥；按照同样方法，在另一面形成纤维层3 ;按照涂覆活性炭的正极片2、隔膜4、涂覆钛酸锂的负极片5的顺序依次叠加，制成超级电容器芯体；将芯体放到冲好的软包装膜I中，留出注液口，其余热封；手套箱中注入IM六氟磷锂的碳酸二甲酯溶液，热封，老化，得到软包装层叠式超级电容器。
【权利要求】
1.一种软包装层叠式超级电容器，由软包装膜、正极片、纤维层、隔膜、负极片、正极极耳、负极极耳组成，其特征在于:正极片与负极片依次交错排列叠加成电容器芯体，正极片与负极片之间均有隔膜，纤维层位于隔膜两侧外层，软包装膜套在电容器芯体外，正极极耳一端与正极片连接，正极极耳另一端从软包装膜伸出，负极极耳一端与负极片连接，负极极耳另一端从软包装膜伸出。
【文档编号】H01G11/52GK203562319SQ201320676065
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】荣常如, 韩金磊, 冯佳奇, 陈书礼, 张克金, 王金兴 申请人:中国第一汽车股份有限公司