一种多极耳超级电容器及极耳定位方法技术

本发明专利技术公开了一种多极耳超级电容器，该超级电容器的正极耳(6)和负极耳(7)设置在卷芯(1)的同一侧，由极片切成，且数量为多个，上盖(2)上还设置有爆破阀(9)；同时本发明专利技术还公开了该超级电容器极耳定位方法，第n个极耳中心到前一个极耳的中心距离Ln的表达式为：Ln＝l‑L1‑3.14×t×(2×n×n‑9×n+10)‑a(n‑2)；本发明专利技术减少了极片上焊接极耳这一工序，也避免了因为焊接不到位而引起电容器内阻增加的问题；另一方面，本发明专利技术极片不用再留有空白位置，涂布面积增加，超级电容器的容量及效率明显增加；本发明专利技术提供的极耳定位方法可以确保每个极耳能够对齐，方便焊接。

Multipole ear super capacitor and polar ear positioning method

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【技术实现步骤摘要】
一种多极耳超级电容器及极耳定位方法
本专利技术涉及一种多极耳超级电容器及极耳定位方法，属于超级电容器领域。
技术介绍
超级电容器又叫双电层电容器，是一种新型储能装置，它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。传统方形超级电容器包括正极片、负极片以及正极片与负极片之间的隔膜。在超级电容器制作时，需要在极片两头或中间留出特定宽度极数量的空白位用于极耳焊接引出。此空白位如果太小，容易导通短路；如果空白位太大，则涂布极片浆料的正、负极片的有效面积减少，超级电容器容量降低；另一方面，焊接极耳会造成焊接不到位引起电容器内阻增加，并导致电容器在使用时极耳位发热,严重影响电容器的大电流放电和倍率性能。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种多极耳超级电容器，该超级电容器的与现有技术相比内阻较低，费效比高、可靠性高。为实现上述目的，本专利技术一种多极耳超级电容器，包括外壳、卷芯和上盖，所述卷芯置于外壳中，上盖安装在外壳上，卷芯和上盖之间设置有保护支架，上盖上设置有正极柱、负极柱和加注孔，卷芯上设置有正极耳和负极耳，所述正极耳与正极柱电连接，所述负极耳与负极柱电连接，所述正极耳和负极耳设置在卷芯上方，由极片切成，且数量为多个。本专利技术直接在极片上直接切出极耳，极耳处于极片的同一侧(做成卷芯时在卷芯上方)，减少了焊接极耳这一工序，也避免了因为焊接不到位而引起电容器内阻增加的问题，同时省去了极耳连接线，也减小了电阻；另一方面，本专利技术将极耳设置在极片的侧面，极片不用在留有空白位置，涂布面积增加，超级电容器的容量及效率明显增加；再者，本专利技术采取多极耳方式，即使个别极耳连接不可靠，也不影响整体效果，提供了可靠性。进一步，所述上盖上还设置有爆破阀；当超级电容器内部产生的气体达到一定程度，爆破阀自动打开，释放气体；避免了因为气体无处释放，造成超级电容器的不定向爆炸，造成更大损失的情况发生。进一步为保护卷芯，卷芯外部包一层保护薄膜，薄膜可以是无机膜、有机膜。优选的，所述极耳焊接方式可以是超声焊、电阻焊或者激光焊。进一步，所述正极柱包括上正极柱和下正极柱，负极柱包括上负极柱和下负极柱，正极柱和下正极柱、上负极柱和下负极柱以螺纹连接方式连接。正极耳直接和下正极柱连接，负极耳直接和下负极柱连接，这样组装超级电容器比较方便。由于绕制卷芯时会因为正极片、隔膜以及负极片的厚度，造成极耳的位置在极片上不能平均分布，容易错位，本专利技术还提供了一种上述超级电容器的极耳定位方法，第n个极耳的中心与前一个极耳的中心距离Ln的表达式为：Ln＝l-L1-3.14×t×(2×n×n-9×n+10)-a×(n-2)式中，n代表第n个极耳，l代表极片总长度，a代表卷针(14)的周长，L1代表第一个极耳与极片片头的距离，t代表每旋转一周增加的厚度：t＝u1×2+u2+u3，其中u1为隔膜厚度，u2为正极片厚度，u3为负极片厚度。该方法根据正极片、隔膜以及负极片的厚度确定每一个极耳到极片头部的距离，能确保每层的极耳能够对其，方面焊接。附图说明图1为本专利技术超级电容器的结构示意图；图2为本专利技术超级电容器的上盖的结构示意图；图3为图2的俯视图；图4为本专利技术卷芯结构示意图；图5为本专利技术极耳定位方法示意图；图中：1.卷芯，2.上盖，3.保护支架，4.正极柱，5.负极柱，6.正极耳，7.负极耳，8.加注孔，9.爆破阀，11.正极片，12.隔膜，13.负极片，14.卷针，41.上正极柱，42.下正极柱，51.上负极柱，52.下负极柱。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1、图3所示，一种多极耳超级电容器，包括外壳(图中没有示出)、卷芯1和上盖2；所述卷芯1置于外壳中；上盖2安装在外壳上，卷芯1和上盖2之间设置有保护支架3，上盖2上设置有正极柱4、负极柱5和加注孔8，卷芯1上设置有正极耳6和负极耳7，所述正极耳6与正极柱4电连接，所述负极耳7与负极柱5电连接，所述正极耳6和负极耳7设置在卷芯1上侧，由极片切成，且数量为多个。本专利技术直接在极片上直接切出极耳，极耳处于极片的同一侧(做成卷芯时在卷芯上方)，减少了焊接极耳这一工序，也避免了因为焊接不到位而引起电容器内阻增加的问题，同时省去了极耳连接线，也减小了电阻；另一方面，本专利技术将极耳设置在极片的侧面，极片不用在留有空白位置，涂布面积增加，超级电容器的容量及效率明显增加；再者，本专利技术采取多极耳方式，即使个别极耳连接不可靠，也不影响整体效果，提供了可靠性。进一步，如图2和图3所示，所述上盖2上还设置有爆破阀9；当超级电容器内部产生的气体达到一定程度，爆破阀9自动打开，释放气体；避免了因为气体无处释放，造成超级电容器的不定向爆炸，造成更大损失的情况发生。进一步为保护卷芯1，卷芯1外部包一层保护薄膜，薄膜可以使无机膜、有机膜。优选的，所述极耳焊接方式可以是超声焊、电阻焊或者激光焊，焊接效果好、安全。进一步，所述正极柱4包括上正极柱41和下正极柱42，负极柱5包括上负极柱51和下负极柱52，正极柱41和下正极柱42、上负极柱51和下负极柱52以螺纹连接方式连接。正极耳6直接和下正极柱42连接，负极耳7直接和下负极柱52连接，这样组装超级电容器比较方便。如图4所示，由于绕制卷芯1时会因为正极片11、隔膜12以及负极片13的厚度，造成极耳的位置在极片上不能平均分布，容易错位，本专利技术还提供了一种上述超级电容器的极耳定位方法，第n个极耳中心到前一个极耳的中心距离Ln的表达式为：Ln＝l-L1-3.14×t×(2×n×n-9×n+10)-a×(n-2)式中，n代表第n个极耳，l代表极片总长度，a代表卷针14的周长，如图5所示，L1代表第一个极耳与极片片头的距离，t代表每旋转一周增加的厚度：t＝u1×2+u2+u3，其中u1为隔膜厚度，u2为正极片厚度，u3为负极片厚度。该方法原理是：首先对卷针14进行近似，将卷针14两端近似成为一个半圆。如图4所示，正负极每卷一圈出一个极耳，并且每卷一圈卷绕的极片的长度都有所增加。假设本次极片总长度为l，总共有n个极耳，卷针的周长为a，卷针除圆弧外长度为b，隔膜厚度为u1，正极片厚度为u2，负极片厚度为u3，第一个极耳中心距极片头部长度为L1，极耳宽度为w1，盖板正负极柱中心宽为w2。则入片位置两极耳中心距为w2，且每旋转一周厚度增加(ΔT＝u1×2+u2+u3＝t)，由于卷针14上下两面为平面，在卷绕时并不会因为厚度的增加而多卷绕极片，则极片增加的长度相当于在左右两个半圆多卷绕的长度，换算为ΔL＝2×3.1415927×t＝6.28t，故第二个极耳中心与第一个极耳中心之间的中心距为L2＝6.28×t+a，依次类推第三个极耳中心与第二个极耳中心之间的距离为L3＝12.56×t+a，故第十个极耳与第九个极耳之间的中心距为L9＝56.52×t+a，由此可以根据计算值，最后一个极耳与中心距之间距离为L＝l-L1-L2-L3-···-L9-L10-L11,且需调整L1距离，以保证L11距离大于w1/2。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多极耳超级电容器，包括外壳、卷芯(1)和上盖(2)；所述卷芯(1)置于外壳中；上盖(2)安装在外壳上，卷芯(1)和上盖(2)之间设置有保护支架(3)，上盖(2)上设置有正极柱(4)、负极柱(5)和注液孔(8)，卷芯(1)上设置有正极耳(6)和负极耳(7)，所述正极耳(6)与正极柱(4)焊接，所述负极耳(7)与负极柱(5)焊接，其特征在于，所述正极耳(6)和负极耳(7)设置在卷芯(1)上侧，由极片切成，且数量为多个。

【技术特征摘要】
1.一种多极耳超级电容器，包括外壳、卷芯(1)和上盖(2)；所述卷芯(1)置于外壳中；上盖(2)安装在外壳上，卷芯(1)和上盖(2)之间设置有保护支架(3)，上盖(2)上设置有正极柱(4)、负极柱(5)和注液孔(8)，卷芯(1)上设置有正极耳(6)和负极耳(7)，所述正极耳(6)与正极柱(4)焊接，所述负极耳(7)与负极柱(5)焊接，其特征在于，所述正极耳(6)和负极耳(7)设置在卷芯(1)上侧，由极片切成，且数量为多个。2.根据权利要求1所述的多极耳超级电容器，其特征在于，所述上盖(2)上还设置有爆破阀(9)。3.根据权利要求1所述的多极耳超级电容器，卷芯(1)外部包一层保护薄膜，薄膜可以使无机膜、有机膜。4.根据权利要求1所述的多极耳超级电容器，所述极耳焊接...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪树，韩翔龙，许艳艳，刘静杰，赵一博，宋文峰，
申请(专利权)人：江苏楚汉新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32