一种超级电容器及其生产方法与流程

本发明涉及电容器技术领域，特别是一种超级电容器及其生产方法。

背景技术：

目前，常规的导针型超级电容器正负极都采用导针刺铆的方式引出，卷绕时导针铝舌的锐边抵住集流体与隔膜，经常出现隔膜被割破造成短路，或将集流体铝箔折断造成电容器电阻倍增的现象。

常规的超级电容器集流体仅依靠导针刺铆的铆花位置做连接，接触面积小，接触电阻大，在使用过程中超级电容器电芯温升较高，且刺铆位置处于电芯内部，造成散热效果不佳，加速电容器寿命衰减。

常规的超级电容器使用橡胶塞作为上盖，在封口时，电解液会挤压到胶塞与铝壳的接触缝隙，装配后的清洗工序无法对缝隙内的电解液进行清理，在后续使用过程中，这些电解液会慢慢溢出，现市面常见超级电容器电解液多以乙腈作为溶剂，乙腈会严重腐蚀铜等金属，当超级电容器焊接在pcb板后，溢出的电解液将损坏pcb板上的其他元器件。

总之，现有技术中的超级电容器结构存在较多弊端。

技术实现要素：

本发明的主要目的是克服现有技术的缺点，提供一种可极大的降低超级电容器内阻，延长超级电容器使用寿命，提高超级电容器可靠性的超级电容器及其生产方法。

本发明采用如下技术方案：

一种超级电容器，包括有中空且一端开口的可导电的壳体、设置于壳体中的电芯及设置于壳体上可封闭壳体开口的上盖，所述电芯依次由负电极片、内隔膜、正电极片及外隔膜层叠卷绕而成，并且以顺卷绕方向凸出延伸的正电极片集流体作为电芯的收卷包裹于外层，以正电极片集流体本身作为正极引出，以铆接于负电极片上的负极引条作为负极引出。

进一步地，所述正电极片末端凸出延伸形成有一段留白集流体，该段留白集流体作为电芯的收卷包裹于外层。

进一步地，所述上盖上开设有贯穿上盖设置的与壳体内部相连通的注液孔。

进一步地，所述超级电容器还包括有设置于注液孔内用于密封注液孔的橡胶塞。

进一步地，所述注液孔底部形成有用于卡设所述橡胶塞的凸台。

进一步地，所述上盖上设置有正、负极引针，正极引针通过导体与壳体可导电连接，负极引针贯穿上盖设置并从上盖反面凸出形成有用于与负极引条电连接的接头。

进一步地，所述上盖周沿形成可导电的金属边，金属边内部形成绝缘板，所述壳体与上盖的金属边之间通过焊接的方式可导电并密封连接。

进一步地，所述正极引针设置于注液孔内，并设置于橡胶塞上方，正极引针通过由金属边延伸至注液孔内的导体可导电连接壳体。

进一步地，所述壳体侧壁以挤压接触的方式与电芯可导电连接。

一种超级电容器的生产方法，包括以下步骤：

①制备电芯，将负电极片、内隔膜、正电极片及外隔膜依次层叠卷绕，并且以顺卷绕方向凸出延伸的正电极片集流体作为电芯的收卷包裹于外层，制成电芯，以正电极片集流体本身作为正极引出，以铆接于负电极片上的负极引条作为负极引出；

②将步骤①制得的电芯置于壳体内，负极引条与上盖反面的负极引针接头电连接，然后对壳体以束腰的方式进行挤压，以使壳体与电芯可导电接触，再将上盖盖在壳体上，将上盖与壳体通过焊接的方式可导电连接并密封；

③从注液孔注入电解液，塞入密封橡胶塞密封，将正极引针插入注液孔，并对正极引针与注液孔进行焊接密封；

④将步骤③得到的产品底部垫设底部垫片后再套上pet套管，即制得超级电容器成品。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

第一，通过以正电极片集流体本身作为正极引出，以铆接于负电极片上的引条作为负极引出的方式，正极不做铆接，采用集流体与壳体挤压接触的方式，相当于将壳体作为正极，负极铆接引条，当电容器容量较大时，可采用多引条引出，此种正负极引出方式，可有效避免出现隔膜被割破造成短路以及将集流体铝箔折断造成电容器电阻倍增的现象，且可极大的降低超级电容器的阻值；

第二，通过将正电极片集流体本身作为正极引出，并采用挤压的方式与壳体接触，接触面积大，使得超级电容器温升低，且易散热，极大的延长了超级电容器的使用寿命；

第三，上盖与壳体通过激光焊接密封，上盖上设置有注液孔，完成注液后，塞入橡胶塞密封，再插入正极引针并对正极引针与注液孔进行激光焊接，杜绝了电解液从封口处溢出的可能性，避免对电路板造成腐蚀，提高了超级电容器的可靠性；

总之，本发明结构合理，极大的降低了超级电容器内阻，延长了超级电容器使用寿命，提高了超级电容器的可靠性。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的整体结构示意图；

图2是本发明具体实施方式的注液孔密封结构示意图；

图3是本发明具体实施方式的电芯卷绕结构示意图；

图4是本发明具体实施方式的上盖的分体结构示意图。

图中：1.壳体，2.电芯，3.上盖，30.铝边，31.绝缘板，32.注液孔，320.凸台，33.橡胶塞，34.正极引针，35.负极引针，350.铝梗，36.铝华司，37.铝支，4.负电极片，5.内隔膜，6.正电极片，60.留白集流体，7.外隔膜，8.负极引条，9.底部垫片，10.pet套管。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

参照图1至图4，本发明的一种超级电容器，包括有中空且一端开口的可导电的壳体1、设置于壳体1中的电芯2及设置于壳体1上可封闭壳体1开口的上盖3。所述壳体1为铝壳。

所述电芯2依次由负电极片4、内隔膜5、正电极片6及外隔膜层7叠卷绕而成，所述正电极片6末端凸出延伸形成有一段留白集流体60，以顺卷绕方向凸出延伸的正电极片6的留白集流体60作为电芯2的收卷包裹于外层，以正电极片6的留白集流体60本身作为正极引出，以铆接于负电极片4上的负极引条8作为负极引出。将负电极片4上特定位置上的浆料刮除，用以铆接负极引条8。所述负极引条8为一条或布置于电芯2圆切面同一条直径上的多条。负极引条8的多少将根据超级电容器电容量的大小进行增减，所述负极引条8为铝引条。

所述上盖3周沿形成环形铝边30，铝边30内部形成绝缘板31，所述壳体1与上盖3的铝边30通过激光焊接的方式可导电连接并密封。

所述上盖3上开设有贯穿上盖3设置的与壳体1内部相连通的注液孔32，注液孔32内设置有用于密封注液孔32的橡胶塞33。所述注液孔32底部形成有用于卡设所述橡胶塞33的凸台320。所述上盖3上设置有正极引针34、负极引针35，负极引针35贯穿上盖3设置并从上盖3反面凸出形成有用于与负极引条8电连接的铝梗350，负极引条8与负极引针35的铝梗350通过铝华司36冷轧相连。所述正极引针34设置于注液孔32内，并设置于橡胶塞33上方，正极引针34不与电容器电芯2直接接触，正极引针34通过由铝边30延伸至注液孔32内的铝支37可导电连接壳体1。

所述壳体1为圆柱形铝壳，通过多辊束腰轮进行束腰以挤压接触的方式与电芯2可导电连接。壳体1的束腰深度将综合考虑电芯2直径、外壳1内径、接触电阻、外壳1变形度、美观等方面的影响。所述壳体1底部设置有防爆阀，壳体1上端开口处设置有对应上盖3直径的卡口，用以契合上盖3，方便完成后续激光焊接工序。

参照图1至图4，本发明的超级电容器生产时，包括以下步骤：

①制备电芯2，将负电极片4、内隔膜5、正电极片6及外隔膜7依次层叠卷绕，并且以顺卷绕方向凸出延伸的正电极片6集流体作为电芯2的收卷包裹于外层，制成电芯2，以正电极片6集流体本身作为正极引出，以铆接于负电极片4上的负极引条8作为负极引出；

②将步骤①制得的电芯2置于壳体1内，负极引条8与上盖3反面的负极引针35铝梗350通过铝华司36冷轧，然后通过多辊束腰轮对壳体1进行束腰，再将上盖3盖在壳体1上，通过激光焊将上盖3铝边30与壳体1焊接；

③从注液孔32注入电解液，塞入密封橡胶塞33至注液孔32的凸台320，将正极引针34插入注液孔32，并对正极引针34与注液孔32进行激光焊接；

④将步骤③得到的产品底部垫设底部垫片9后再套上pet套管10，即制得超级电容器成品。

上述仅为本发明的一个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，如将引针换成焊针或焊片、上盖设置多引出端、或更改注液孔正负极引出位置等结构，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。