一种具有防止电解液泄露功能的安全型超级电容器的制作方法

文档序号:15313552发布日期:2018-08-31 22:26阅读:129来源:国知局

本发明涉及超级电容器技术领域,具体为一种具有防止电解液泄露功能的安全型超级电容器。



背景技术:

超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的电化学储能器件,具有功率密度高、充电时间短、使用寿命长、高低温性能好、绿色环保等诸多优点,在诸多领域具有广泛的应用,例如汽车起停系统、智能机器人、工程机械及运输设备、太阳能光伏路灯、电动工具等,是一种极具发展前景的新型能量储存装置。

然而,超级电容器多应用于高功率用电领域,由于在使用过程中,需要持续的大电流充放电以及高低温极端天气条件下快速启动,电解液泄露的情况时有发生,而电解液的泄露常常损害包装、污染周边工作单体、工作器械、更严重的可能伤害到使用人员,单体内部电解液量低于原有设计值容易影响产品容量和使用寿命等性能,极易引发安全,因此,设计一种具有防电解液泄露功能的安全型超级电容器十分有必要,为此,我们提出一种具有防止电解液泄露功能的安全型超级电容器。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种具有防止电解液泄露功能的安全型超级电容器,以解决上述背景技术中提出的在使用过程中,需要持续的大电流充放电以及高低温极端天气条件下快速启动,电解液泄露的情况时有发生,而电解液的泄露常常损害包装、污染周边工作单体、工作器械、更严重的可能伤害到使用人员,单体内部电解液量低于原有设计值容易影响产品容量和使用寿命等性能,极易引发安全的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种具有防止电解液泄露功能的安全型超级电容器,包括主体和膜边架,所述主体的上方安装有负极端盖,且负极端盖的左侧内部设置有防爆球,所述防爆球的中间安装有钢球,且防爆球的上方设置有泄气阀,所述泄气阀的表面设置有散气口,且散气口的下方安装有第一套筒,所述第一套筒的下方设置有第二套筒,且第二套筒的下方安装有第三套筒,所述第三套筒的内部安装有密封胶板,且密封胶板的外壁镶嵌有嵌珠,所述密封胶板的内部贯穿有顶杆,所述膜边架的外壁设置有卡板,且膜边架位于负极端盖的中间,所述膜边架的内壁固定有防漏胶封,且防漏胶封的内侧设置有吸液膜片,所述主体的内壁固定有衬套,且衬套的内部设置有滴漏通槽,所述主体的中间安装有中心套筒,且中心套筒的外壁设置有通孔,所述中心套筒的周围固定有撑架,且撑架的中间安装有隔板,所述隔板靠近中心套筒的一侧焊接有嵌杆,且隔板的表面设置有拦网,所述主体的内侧固定有卷芯。

优选的,所述第一套筒与第二套筒、第二套筒与第三套筒之间尺寸均相互配合,且第一套筒的中轴线、第二套筒的中轴线和第三套筒的中轴线均位于同一竖直线上。

优选的,所述密封胶板的外侧壁均匀镶嵌有嵌珠,且嵌珠的外壁与第三套筒的内壁之间尺寸相吻合。

优选的,所述卡板关于膜边架的对称中心线呈“十”字对称,且吸液膜片通过防漏胶封与膜边架卡嵌配合连接。

优选的,所述滴漏通槽呈环状均匀设置在衬套的内部,且滴漏通槽的截面形状为沙漏状。

优选的,所述撑架关于中心套筒的中轴线呈环状均匀分布,且中心套筒的表面均匀设置有通孔。

优选的,所述嵌杆与撑架之间尺寸相吻合,且拦网之间关于隔板的水平中心线对称。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:该具有防止电解液泄露功能的安全型超级电容器在极端使用甚至滥用条件下,产生的电解液及高压气体混合物通过由人造纤维素制得的膜片后,电解液全部被吸收,只允许气体通透,当气体压力超过泄气装置设定压力时,只有气体被释放出来,解决了电解液泄露的问题,提高了安全使用性能,同时,在产品使用寿命后期,贮存的电解液又可作为一种补给,可延缓单体因电解液匮乏而引起的产品性能下降,泄气阀由第一套筒、第二套筒和第三套筒相互配合组成,当单体内部压力达到一定值时,通过防爆球的形变自动开启泄气阀泄气,即利用防爆球的弹性形变,抵触顶杆,使第一套筒、第二套筒和第三套筒之间相继收缩,利用散气口排放气体,密封胶板保证了泄气阀在泄气的同时能够对单体中的电解液进行拦截,避免有电解液从泄气阀中泄出,同时利用嵌珠在密封胶板与第三套筒之间形成的细小缝隙排散气体,保证气体能够正常排出,膜边架用于装夹吸液膜片,使吸液膜片方便放取,吸液膜片由人造纤维素制得,电化学性质稳定,具有贮存电解液量大、吸液速率高、气体透过性好等特点,可作为电解液吸收和贮存容器,其截面形状与卷芯的截面形状一致,直径比主体的内腔直径略小1-2mm,厚度为0.2-0.5mm,滴漏通槽的设置缓解了电解液在卷芯内侧面的流动速度,利用滴漏通槽的漏斗状结构,相应地对电解液进行储存,具有一定的缓冲作用,减缓电解液的消耗,隔板通过嵌杆与撑架配合连接,在撑架的基础上能够对隔板进行水平抽拉,隔板利用其上设置的拦网对主体中的电解液进行单元体积分割,避免电解液或元器件在主体中发生较大的冲击,利用通孔又能够保证电解液在各单元体积分区中容量均衡。

附图说明

图1为本发明结构示意图;

图2为本发明泄气阀结构示意图;

图3为本发明膜边架结构示意图;

图4为本发明卷芯内部结构示意图。

图中:1、主体,2、负极端盖,3、防爆球,4、钢球,5、泄气阀,6、散气口,7、第一套筒,8、第二套筒,9、第三套筒,10、密封胶板,11、嵌珠,12、顶杆,13、膜边架,14、卡板,15、防漏胶封,16、吸液膜片,17、衬套,18、滴漏通槽,19、中心套筒,20、通孔,21、撑架,22、隔板,23、嵌杆,24、拦网,25、卷芯。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4,本发明提供一种技术方案:一种具有防止电解液泄露功能的安全型超级电容器,包括主体1和膜边架13,主体1的上方安装有负极端盖2,且负极端盖2的左侧内部设置有防爆球3,防爆球3的中间安装有钢球4,且防爆球3的上方设置有泄气阀5,泄气阀5的表面设置有散气口6,且散气口6的下方安装有第一套筒7,第一套筒7的下方设置有第二套筒8,且第二套筒8的下方安装有第三套筒9,第一套筒7与第二套筒8、第二套筒8与第三套筒9之间尺寸均相互配合,且第一套筒7的中轴线、第二套筒8的中轴线和第三套筒9的中轴线均位于同一竖直线上,泄气阀5由第一套筒7、第二套筒8和第三套筒9相互配合组成,当单体内部压力达到一定值时,通过防爆球3的形变自动开启泄气阀5泄气,即利用防爆球3的弹性形变,抵触顶杆12,使第一套筒7、第二套筒8和第三套筒9之间相继收缩,利用散气口6排放气体,第三套筒9的内部安装有密封胶板10,且密封胶板10的外壁镶嵌有嵌珠11,密封胶板10的外侧壁均匀镶嵌有嵌珠11,且嵌珠11的外壁与第三套筒9的内壁之间尺寸相吻合,密封胶板10保证了泄气阀5在泄气的同时能够对单体中的电解液进行拦截,避免有电解液从泄气阀5中泄出,同时利用嵌珠11在密封胶板10与第三套筒9之间形成的细小缝隙排散气体,保证气体能够正常排出,密封胶板10的内部贯穿有顶杆12,膜边架13的外壁设置有卡板14,且膜边架13位于负极端盖2的中间,膜边架13的内壁固定有防漏胶封15,且防漏胶封15的内侧设置有吸液膜片16,卡板14关于膜边架13的对称中心线呈“十”字对称,且吸液膜片16通过防漏胶封15与膜边架13卡嵌配合连接,膜边架13用于装夹吸液膜片16,使吸液膜片16方便放取,吸液膜片16由人造纤维素制得,电化学性质稳定,具有贮存电解液量大、吸液速率高、气体透过性好等特点,可作为电解液吸收和贮存容器,主体1的内壁固定有衬套17,且衬套17的内部设置有滴漏通槽18,滴漏通槽18呈环状均匀设置在衬套17的内部,且滴漏通槽18的截面形状为沙漏状,利用滴漏通槽18的漏斗状结构,相应地对电解液进行储存,具有一定的缓冲作用,减缓电解液的消耗,主体1的中间安装有中心套筒19,且中心套筒19的外壁设置有通孔20,中心套筒19的周围固定有撑架21,且撑架21的中间安装有隔板22,撑架21关于中心套筒19的中轴线呈环状均匀分布,且中心套筒19的表面均匀设置有通孔20,隔板22通过嵌杆23与撑架21配合连接,在撑架21的基础上能够对隔板22进行水平抽拉,隔板22靠近中心套筒19的一侧焊接有嵌杆23,且隔板22的表面设置有拦网24,嵌杆23与撑架21之间尺寸相吻合,且拦网24之间关于隔板22的水平中心线对称,隔板22利用其上设置的拦网24对主体1中的电解液进行单元体积分割,避免电解液或元器件在主体1中发生较大的冲击,利用通孔20又能够保证电解液在各单元体积分区中容量均衡,主体1的内侧固定有卷芯25。

工作原理:对于这类的超级电容器首先负极端盖1上设有防爆球3和泄气阀5,在卷芯25与负极端盖1之间设置有一具有吸液贮液功能的吸液膜片16,吸液膜片16由人造纤维素制得,电化学性质稳定,具有贮存电解液量大、吸液速率高、气体透过性好等特点,可作为电解液吸收和贮存容器,其截面形状与卷芯25的截面形状一致,直径比主体1内腔直径略小1-2mm,厚度为0.2-0.5mm,防爆球3为一形状可恢复的弹性三元己丙橡胶球,内部设置有一个钢球4,保证防爆球3的弹性结构强度,当单体内部压力达到一定值时,通过防爆球3的形变自动开启泄气阀5泄气,具体的为顶杆12受防爆球3的形变作用而上下动作,第一套筒7、第二套筒8和第三套筒9之间相继收缩或相继拉开,套筒收缩后,利用散气口6排放气体,密封胶板10保证了泄气阀5在泄气的同时能够对单体中的电解液进行拦截,避免有电解液从泄气阀5中泄出,气体通过嵌珠11在密封胶板10与第三套筒9之间形成的细小缝隙中向外排出,在极端使用甚至滥用条件下产生的电解液及高压气体混合物通过由人造纤维素制得的吸液膜片16后,电解液全部被吸收,只允许气体通透,当气体压力超过泄气阀5设定的压力时,只有气体被释放出来,解决了电解液泄露问题,提高了安全使用性能,同时,在产品使用寿命后期,贮存的电解液又可作为一种补给,可延缓单体因电解液匮乏而引起的产品性能下降,隔板22通过嵌杆23与撑架21配合连接,在撑架21的基础上能够对隔板22进行水平抽拉,隔板22利用其上设置的拦网24对主体1中的电解液进行单元体积分割,避免电解液或元器件在主体1中发生较大的冲击,就这样完成整个超级电容器的使用过程。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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