一种超级电容器卷芯和超级电容器的制作方法

本实用新型涉及电化学技术领域，特别涉及一种超级电容器卷芯和超级电容器。

背景技术：

电容器是电子设备和电力设备中必不可少的基础元件。超级电容器，是介于传统静电容器和电化学电源之间的特种储能元件；超级电容器具有体积小，功率密度高、充放电速度快、循环寿命长、放电功率高、工作温度范围宽的优点，因此在移动通讯、能源、信息技术、电动汽车等多种领域都有十分广泛的应用前景。

目前市面的存在的超级电容器，在卷芯（又称干电芯或者电机芯）中，极耳作为电极片引出线固定连接在电极片的相应表面，在现有的卷芯制造中，由于极耳在使用过程中其宽度方向不易折弯变形，极耳锋利的边缘将直接压在隔离纸上。

对于铝电解电容器产品，它所用的隔离纸密度较大、韧性较好，抗拉强度高，而超级电容器所使用的隔离纸为了获得良好的吸液性能，其密度相对较低、纤维韧性较差，使得纸张的抗拉强度及耐破强度较差。且超级电容器的卷芯需要经过160~180℃真空高温烘烤以彻底除去微孔中水分，使得隔离纸在高温作用下变得更脆，耐破性更差。因此在极耳与极片的连接位置处，隔离纸因为受到极耳边缘位置的较大压应力，在卷绕过程及后续使用过程中，极耳的边缘位置可能会使隔离纸变薄，造成产品微短路使漏电流增加、自放电变差等，产品微短路会使产品的漏电流比正常值增加3倍以上。正常满电产品开路放置5天电压保持率在80%以上，而有微短路的产品放置一天，电压就会降到80%以下。甚至会造成隔离纸破纸或者容易被击穿而引发产品短路的致命不良。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种超级电容器卷芯，包括极片、隔离纸、极耳；所述极片包括第一极片和第二极片，所述隔离纸包括第一隔离纸和第二隔离纸，所述极耳包括第一极耳和第二极耳；所述第一极耳设置在第一极片上，所述第二极耳设置在第二极片上；所述卷芯由极片和隔离纸卷绕而成，所述第一极片和第二极片被隔离纸间隔开；所述第一极耳和/或第二极耳在卷芯中位于相应极片内侧。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

由于本实用新型的超级电容器卷芯，极耳在卷芯中至少有一个位于相应极片内侧，使极耳边缘引起的压应力主要分布到极片上，而减少对隔离纸的破坏。避免因为隔离纸发生破纸或者被击穿而引发电容器产品发生短路的致命不良。同时，电容器的容量得到保证，在生产中也有效控制了因为产品改良而导致的电容器材料成本和制造成本的提升。

进一步地，所述第一极耳在卷芯中位于第一极片内侧，所述第二极耳在卷芯中位于第二极片外侧。

进一步地，所述第一极耳在卷芯中位于第一极片外侧，所述第二极耳在卷芯中位于第二极片内侧。

进一步地，所述第一极耳在卷芯中位于第一极片内侧，所述第二极耳在卷芯中位于第二极片内侧。

进一步地，所述极耳为导针或者导箔条中的其中一种，所述极耳材料为铝箔、铜箔或镍箔中的其中一种。

进一步地，所述极耳的厚度为0.1~0.3mm，宽度为2~8mm。

进一步地，所述极片包括集体流和涂覆在集体流上的活性物质，极片厚度为100~250μm。

进一步地，所述集体流为铝箔、铜箔或镍箔的任一种，所述活性物质为活性炭。

进一步地，所述极片上具有极耳位，所述极耳在极耳位处与相应极片进行电连接。

进一步地，所述极片的极耳位与极片的电连接位置处还设置有衬垫，所述衬垫用于将极耳与隔离纸进行隔离，以避免极耳直接接触隔离纸并将隔离纸刮破。

进一步地，所述衬垫为衬垫纸或衬垫箔，所述衬垫贴在极片上的一面上未涂敷活性炭，衬垫的另一面上涂敷有活性炭。

本实用新型还提供了一种超级电容器，包括如上所述的超级电容器卷芯。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

由于本实用新型的超级电容器卷芯和超级电容器，极耳在卷芯中至少有一个位于相应极片内侧，使极耳边缘引起的压应力主要分布到极片上，而减少对隔离纸的破坏。避免因为隔离纸发生破纸或者被击穿而引发电容器产品发生短路的致命不良。同时，电容器的容量得到保证，在生产中也有效控制了因为产品改良而导致的电容器材料成本和制造成本的提升。

附图说明

图1为本实用新型实施例一所述的一种超级电容器卷芯示意图；

图2为本实用新型实施例二所述的一种超级电容器卷芯示意图；

图3为本实用新型实施例三所述的一种超级电容器卷芯示意图；

图4为本实用新型实施例三所述的一种超级电容器的另一卷芯示意图；

图5为本实用新型实施例三所述的一种超级电容器卷芯剖面示意图。

附图标记：

100-超级电容器卷芯、10-第一隔离纸、11-第一极片、12-第二隔离纸、13-第二极片、21-第一极耳、22-第二极耳、11a-第一极片上极耳区、13a-第二极片上极耳区。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的一种超级电容器卷芯及超级电容器的结构和作用原理作进一步说明。

实施例一：

如图1所示，为本实用新型实施例一，本具体实施例提供了一种超级电容器卷芯100，包括极片、隔离纸、极耳；极片包括第一极片11和第二极片13，隔离纸包括第一隔离纸10和第二隔离纸13，极耳包括第一极耳21和第二极耳22。第一极耳21设置在第一极片11上，第二极耳22设置在第二极片13上。

卷芯100由极片和隔离纸卷绕而成，第一极片11和第二极片13被隔离纸间隔开；在图1中，第一极片11、第一隔离纸10、第二极片13、第二隔离纸12按次序重叠在一起，卷绕成卷芯100。

极耳具体的是导针。极耳在使用过程中其宽度方向不易折弯变形，第一极耳21在卷芯100中位于第一极片11内侧，因此第一极耳21锋利的边缘将直接压在第一极片11上。

相对于耐破性较差的隔离纸，极片为表面涂覆有活性物质的铝箔、铜箔或镍箔的任意一种，因此极片的柔韧性较好，比脆性隔离纸能承受更大的压应力，且耐破性更佳。第二极耳22在卷芯100中位于第二极片13的外侧。

隔离纸（又称电解纸）主要是天然纤维制成、吸液性较好的纸，厚度通常为30~50μm（微米）。优选的，第一隔离纸10和第二隔离纸13的厚度为30~40μm。

优选的，极耳的厚度为0.1~0.3mm，宽度为2~8mm。

优选的，极片包括集体流和涂覆在集体流上的活性物质。所述极片厚度为50~250μm。集体流可以是铝箔、铜箔或者镍箔。活性物质为活性炭。

在极片上还具有极耳位，极耳在极耳位处与相应极片进行电连接。

如图1所示，第一极片11上具有第一极耳位11a，第一极耳21在第一极耳位11a处与第一极片11进行电连接；第一极片13上具有第二极耳位13a，第二极耳22在第二极耳位13a处与第二极片13进行电连接；所述电连接方式可以是铆接。铆接方式可以是冷铆或者刺铆。

作为一种优选的方案，在极片的极耳位与极片的电连接位置处还可以设置衬垫（图中未示出），衬垫用于将极耳与隔离纸进行隔离。具体的，在第一极片的极耳位与第一极片的铆钉位置处设置有第一衬垫，第一衬垫将极耳位完全盖住；在第二极片的极耳位与第二极片的铆钉位置处设置有第二衬垫，第二衬垫将极耳位完全盖住。衬垫可以是衬垫纸或衬垫箔。优选的，衬垫贴在极片上的一面上未涂敷活性炭，衬垫的另一面上涂敷有活性炭。

本具体实施例一的超级电容器卷芯，极耳在卷芯中有一个位于相应极片内侧，即第一极耳21在卷芯100中位于第一极片11的内侧。使极耳边缘引起的压应力主要分布到极片上，而减少对隔离纸的破坏。

采用本实施例技术方案可以极大改善在产品制造过程中由于隔离纸（电解纸）变薄变脆而引起的微短路甚至短路问题。避免因为隔离纸发生破纸或者被击穿而引发电容器产品发生短路的致命不良。同时，电容器的容量得到保证，在生产中也有效控制了因为产品改良而导致的制造成本提升。实施例二：

如图2所示，与实施例一不同的是：在本实施例中，第二极耳22在卷芯100中位于第二极片13的内侧，因此第二极耳22锋利的边缘将直接压在第二极片13上。相对于耐破性较差的隔离纸，极片为表面涂覆有活性物质的铝箔、铜箔或镍箔的任意一种，因此极片的柔韧性较好，比脆性隔离纸能承受更大的压应力，且耐破性更佳。第一极耳21在卷芯100中位于第一极片11的外侧。

本具体实施例二的超级电容器卷芯，第二极耳22在卷芯100中位于第二极片13的内侧。使极耳边缘引起的压应力主要分布到第二极片13上，而减少对隔离纸的破坏。避免因为隔离纸发生破纸或者被击穿而引发电容器产品发生短路的致命不良。同时，电容器的容量得到保证，在生产中也有效控制了因为产品改良而导致的制造成本提升。

实施例三：

如图3所示，在本实施例中，第一极片11、第一隔离纸10、第二极片13、第二隔离纸12按次序重叠在一起，卷绕成卷芯100。第一极耳21位于第一极片11内侧，第二极耳22位于第二极片13内侧。相对于耐破性较差的隔离纸，极片为表面涂覆有活性物质的铝箔、铜箔或镍箔的任意一种，因此极片的柔韧性较好，比脆性隔离纸能承受更大的压应力，且耐破性更佳。

在本实施例中，极耳具体的是导针。在其他的实施例中，图4为本实用新型实施例三所述的一种超级电容器的另一卷芯示意图；如图4所示，第一极耳21和第二极耳22是导箔条。

图5为为本实用新型实施例三所述的一种超级电容器卷芯剖面示意图；如图5所示，第一极耳21和第二极耳22在卷芯100中位于相应极片的内侧。第一极耳21锋利的边缘直接压在第一极片11上。第二极耳22锋利的边缘直接压在第二极片13上。

本具体实施例三的超级电容器卷芯，第一极耳21和第二极耳22在卷芯100中位于相应极片的内侧。极耳锋利的边缘直接压在极片上，使极耳边缘引起的压应力主要分布到相应极片上。相对于实施例一和实施例二种的方案，隔离纸发生破纸或者被击穿的几率更小，因此而引发电容器产品发生短路的不良率更低。其具有更高的安全性。

实施例四：本具体实施例提供了一种超级电容器，包括如实施例一~实施例一的上述卷芯100。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

由于本实用新型的超级电容器卷芯和超级电容器，极耳在卷芯中至少有一个位于相应极片内侧，使极耳边缘引起的压应力主要分布到极片上，而减少对隔离纸的破坏。避免因为隔离纸发生破纸或者被击穿而引发电容器产品发生短路的致命不良。同时，电容器的容量得到保证，在生产中也有效控制了因为产品改良而导致的电容器材料成本和制造成本的提升。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本实用新型实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型实施例技术方案的范围。