一种水系锌离子混合电容器制造技术

本实用新型专利技术属于储能材料技术领域，公开了一种水系锌离子混合电容器，电容器芯壳内部填充电解液，电解液中设有活性炭正极和金属锌负极，活性炭正极和金属锌负极间留有间隙，电容器芯壳外侧紧贴有绝缘支架；电容器芯壳下端连接两个绝缘子，绝缘子竖直安装在外壳底部；电容器芯壳上端铺设绝缘层，正极导线依次穿过电容器芯壳、绝缘层、外壳，连接活性炭正极；负极导线依次穿过电容器芯壳、绝缘层、外壳，连接金属锌负极；本实用新型专利技术通过活性炭正极、金属锌负极、电解液的设置实现充电和放电，循环稳定性好；并且绝缘支架与绝缘子的设置，实现内部电能与外部的隔绝，提高安全性。

A water zinc ion hybrid capacitor

【技术实现步骤摘要】
一种水系锌离子混合电容器
本技术属于储能材料
，尤其涉及一种水系锌离子混合电容器。
技术介绍
目前，最接近的现有技术：混合电容器是将高能量密度的电池负极和高功率密度、长循环寿命的电容正极结合。现有的锂、钠和钾离子混合电容器由于金属负极对水氧敏感，而无法直接用作电池负极，通常选择的负极材料需要金属离子预嵌的方式来实现混合电容器高性能的要求；同时现有的电容器在使用过程中，电容器的充放电性能差，安全性差。同时现有的电容器在使用过程中，电容器内部的电容器芯壳易产生爆裂。综上所述，现有技术存在的问题是：(1)现有的电容器在使用过程中，电容器的充放电性能较差，安全性差。(2)现有的电容器在使用过程中，电容器内部的电容器芯壳易产生爆裂。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种水系锌离子混合电容器。本技术是这样实现的，一种水系锌离子混合电容器，所述水系锌离子混合电容器设置有电容器芯壳，电容器芯壳内部填充电解液，电解液中设有活性炭正极和金属锌负极，活性炭正极和金属锌负极间留有间隙，电容器芯壳外侧紧贴有绝缘支架。电容器芯壳下端连接两个绝缘子，绝缘子竖直安装在外壳底部；电容器芯壳上端铺设绝缘层，正极导线依次穿过电容器芯壳、绝缘层、外壳，连接活性炭正极；负极导线依次穿过电容器芯壳、绝缘层、外壳，连接金属锌负极；绝缘支架能够对电容器芯壳进行支撑固定，绝缘支架与绝缘子能够实现电容器芯壳的绝缘；以活性炭材料为正极，以金属锌为负极，能够实现离子在活性炭表面的快速吸脱附，以及锌离子在锌电极表面的溶解，实现充电和放电。本技术以高比表面积活性炭材料为正极，以金属锌为负极，将二者置于电解液中，能够借助于离子在活性炭表面的快速吸脱附和锌离子在锌电极表面的溶解、沉积实现能量的可逆存储、释放。本技术通过活性炭正极、金属锌负极、电解液的设置实现充电和放电，循环稳定性好；并且绝缘支架与绝缘子的设置，实现内部电能与外部的隔绝，提高安全性。进一步，所述绝缘支架设置有旋钮，旋钮旋接在外壳上的螺纹孔中；旋钮端部与弧形板焊接，弧形板上开有透气孔。在使用过程中，根据电容器芯壳的情况，旋转旋钮，利用旋钮与螺纹孔的旋进力，使弧形板对电容器芯壳进行顶紧，避免电容器芯壳出现爆裂的现象。进一步，所述绝缘子上设置有螺纹孔，绝缘子底部焊接有固定螺母，螺纹孔旋接有顶紧螺栓。通过旋转顶紧螺栓，利用固定螺母和顶紧螺栓连接的特性，实现绝缘子上下移动，为电容器芯提供预紧力。进一步，所述外壳外部导线包覆有瓷套，瓷套与外壳之间设置绝缘垫片和片状可挠性垫，绝缘垫片设置在片状可挠性垫下方。绝缘垫片和片状可挠性垫位于瓷套和电容器外壳之间，将片状可挠性垫设置在橡胶垫片上方，可挠性材料的可挠性大，不会因瓷套和金属壳体的热膨胀系数不同而使焊缝裂开；并且可挠性材料与橡胶垫片连接，能实现双重密封，保证电容器充放电的安全。附图说明图1是本技术实施例提供的水系锌离子混合电容器结构示意图。图2是本技术实施例提供的绝缘支架结构示意图。图3是本技术实施例提供的弧形板结构示意图。图4是本技术实施例提供的顶紧螺栓和绝缘子结构示意图。图5是本技术实施例提供的绝缘子结构示意图。图中：1、外壳；2、电容器芯壳；3、绝缘支架；4、绝缘子；5、活性炭正极；6、金属锌负极；7、绝缘层；8、正极导线；9、负极导线；10、瓷套；11、片状可挠性垫；12、橡胶垫片；13、电解液；14、旋钮；15、弧形板；16、透气孔；17、顶紧螺栓。具体实施方式为能进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。为了解决上述的技术问题，下面结合附图及具体实施例对本技术的技术方案作详细的描述。实施例1电容器芯壳2内部填充电解液13，电解液13中设有活性炭正极5和金属锌负极6，活性炭正极5和金属锌负极6间留有间隙，电容器芯壳2外侧紧贴有绝缘支架3。电容器芯壳2下端连接两个绝缘子4，绝缘子4竖直安装在外壳1底部；电容器芯壳2上端铺设绝缘层7，正极导线8依次穿过电容器芯壳2、绝缘层7、外壳1，连接活性炭正极5；负极导线9依次穿过电容器芯壳2、绝缘层7、外壳1，连接金属锌负极6。绝缘支架3能够对电容器芯壳2进行支撑固定，绝缘支架3与绝缘子能够实现电容器芯壳2的绝缘；以活性炭材料为正极，以金属锌为负极，能够实现离子在活性炭表面的快速吸脱附，以及锌离子在锌电极表面的溶解，实现充电和放电。本技术以高比表面积活性炭材料为正极，以金属锌为负极，将二者置于电解液13中，能够借助于离子在活性炭表面的快速吸脱附和锌离子在锌电极表面的溶解、沉积实现能量的可逆存储、释放。本技术通过活性炭正极、金属锌负极、电解液的设置实现充电和放电，循环稳定性好；并且绝缘支架3与绝缘子4的设置，实现内部电能与外部的隔绝，提高安全性。实施例2在实施例1的基础上，为了防止电容器芯壳2爆裂；绝缘支架3设置有旋钮14，旋钮14旋接在外壳1上的螺纹孔中；旋钮14端部与弧形板15焊接，弧形板15上开有透气孔16。在使用过程中，根据电容器芯壳2的情况，旋转旋钮14，利用旋钮14与螺纹孔的旋进力，使弧形板15对电容器芯壳2进行顶紧，避免电容器芯壳2出现爆裂的现象。实施例3在实施例1的基础上，为了电容器芯壳能够在壳体中，提供预紧力，避免出现松动。在绝缘子4上设置有螺纹孔，绝缘子4底部焊接有固定螺母，螺纹孔旋接有顶紧螺栓17。通过旋转顶紧螺栓17，利用固定螺母和顶紧螺栓17连接的特性，实现绝缘子4上下移动，为电容器芯提供预紧力。实施例4在实施例1的基础上，外壳1外部导线包覆有瓷套10，瓷套10与外壳1之间设置绝缘垫片12和片状可挠性垫11，绝缘垫片12设置在片状可挠性垫11下方。绝缘垫片和片状可挠性垫11位于瓷套10和电容器外壳1之间，将片状可挠性垫11设置在橡胶垫片上方，可挠性材料的可挠性大，不会因瓷套和金属壳体的热膨胀系数不同而使焊缝裂开；并且可挠性材料11与橡胶垫片12连接，能实现双重密封，保证电容器充放电的安全。本技术的工作原理为：绝缘支架3能够对电容器芯壳2进行支撑固定，绝缘支架3与绝缘子能够实现电容器芯壳2的绝缘；以活性炭材料为正极，以金属锌为负极，能够实现离子在活性炭表面的快速吸脱附，以及锌离子在锌电极表面的溶解，实现充电和放电。本技术以高比表面积活性炭材料为正极，以金属锌为负极，将二者置于电解液13中，能够借助于离子在活性炭表面的快速吸脱附和锌离子在锌电极表面的溶解、沉积实现能量的可逆存储、释放。在使用过程中，根据电容器芯壳2的情况，旋转旋钮14，利用旋钮14与螺纹孔的旋进力，使弧形板15对电容器芯壳2进行顶紧，避免电容器芯壳2出现爆裂的现象；同时通过旋转顶紧螺栓17，利用固定螺母和顶紧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水系锌离子混合电容器，其特征在于，所述水系锌离子混合电容器设置有：/n电容器芯壳；/n电容器芯壳内部填充电解液，电解液中设有活性炭正极和金属锌负极，活性炭正极和金属锌负极间留有间隙，电容器芯壳外侧紧贴有绝缘支架；/n电容器芯壳下端连接两个绝缘子，绝缘子竖直安装在外壳底部；电容器芯壳上端铺设绝缘层，正极导线依次穿过电容器芯壳、绝缘层、外壳，连接活性炭正极；负极导线依次穿过电容器芯壳、绝缘层、外壳，连接金属锌负极。/n

【技术特征摘要】
1.一种水系锌离子混合电容器，其特征在于，所述水系锌离子混合电容器设置有：
电容器芯壳；
电容器芯壳内部填充电解液，电解液中设有活性炭正极和金属锌负极，活性炭正极和金属锌负极间留有间隙，电容器芯壳外侧紧贴有绝缘支架；
电容器芯壳下端连接两个绝缘子，绝缘子竖直安装在外壳底部；电容器芯壳上端铺设绝缘层，正极导线依次穿过电容器芯壳、绝缘层、外壳，连接活性炭正极；负极导线依次穿过电容器芯壳、绝缘层、外壳，连接金属锌负极。


2.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思涵，王浩，万厚钊，赵晓娟，张军，汪汉斌，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42