專利名稱：電極芯、超級電容和向超級電容灌注電解液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超級電容領(lǐng)域，尤其涉及一種電極芯、超級電容器和向超級電容灌注電解液的方法。
背景技術(shù)：
超級電容器(簡稱超級電容)是一種介于二次電池和普通電容器之間的新型綠色儲能器件，具有電容量大、功率密度高、循環(huán)壽命長、充電時間短、免維護(hù)、使用溫度寬(例如-40 75°C)和對環(huán)境無污染等特點，在電動汽車、電動玩具、后備電源、風(fēng)能/太陽能等間歇性能源的儲能裝置、高能脈沖激光器等領(lǐng)域都具有重要的應(yīng)用市場。值得期待的是，未來超級電容器的廣泛普及將有望從根本上改變電動車在交通領(lǐng)域中的位置，而且也將極大地改進(jìn)風(fēng)能、太陽能等間歇性可再生能源的利用性能，滿足人們能源安全的需求，減少對石油的依賴。超級電容器的制造過程中，電解液的灌注工藝是保證其工作穩(wěn)定性的關(guān)鍵。由于有機系超級電容器采用有機電解液，工作電壓大于IV，這就要求在灌液過程中嚴(yán)格控制罐內(nèi)水分含量，大于IV的電壓能使水分解產(chǎn)生氣體發(fā)生爆炸。同時罐內(nèi)多余空氣也必須有效排除，否則電容器工作升溫，也容易造成氣體的膨脹爆炸。另一方面，空氣不能有效排出，就不能是電解液充分浸潤極芯，使電容器達(dá)不到設(shè)計容量。現(xiàn)有技術(shù)多采用將整個罐體沒入電解液中，在外部抽真空的這種浸灌方法。此方法效率低，無法精確控制注液量，對電容器罐造成污染，灌液環(huán)境很難控制，同時造成電解液的大量浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電極芯、超級電容器和向超級電容灌注電解液的方法，其電解液灌注速度快，電極片浸潤`率高，罐內(nèi)空氣殘留少，超級電容穩(wěn)定性高；有效解決了電解液灌注速度慢，電極片浸潤不良，罐體內(nèi)部空氣殘留等不良等現(xiàn)有的技術(shù)難題。上述目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種電極芯，其特征在于:包括電極卷，灌注套筒，正極連接片和負(fù)極連接片；所述電極卷卷繞在灌注套筒外側(cè)；所述電極卷的正負(fù)極通過正極連接片和負(fù)極連接片引出，所述負(fù)極連接片中心設(shè)置有中心孔；所述灌注套筒上分布有滲透孔，所述滲透孔用于電解液流出；所述負(fù)極連接片的中心孔與灌注套筒同心。上述目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種超級電容，包括電極芯和外罐；所述電極芯包括電極卷，灌注套筒，正極連接片和負(fù)極連接片；所述電極卷卷繞在灌注套筒外側(cè)；所述電極卷的正負(fù)極通過正極連接片和負(fù)極連接片引出，所述負(fù)極連接片中心設(shè)置有中心孔；所述灌注套筒上分布有滲透孔，所述滲透孔用于電解液流出；所述外罐用于容納電極卷，灌注套筒，正極連接片和負(fù)極連接片；所述外罐的上端設(shè)置有注液孔；所述外罐的上端的注液孔和負(fù)極連接片的中心孔相通，且所述注液孔和中心孔與灌注套筒同心。上述目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種向超級電容灌注電解液的方法，其特征在于:包括如下步驟:步驟SOl:將真空泵的針狀導(dǎo)管和與電解液相連的針狀導(dǎo)管穿過注液孔，中心孔和灌注套筒，插入到灌注套筒的底端；步驟S02:開始抽真空；步驟S03:真空度達(dá)到設(shè)定值后，開始灌注加壓的電解液；步驟S04:灌注加壓的電解液結(jié)束，抽真空結(jié)束。本發(fā)明的目的在于提供一種電極芯、超級電容器和向超級電容灌注電解液的方法，其電解液灌注速度快，電極片浸潤率高，罐內(nèi)空氣殘留少，超級電容穩(wěn)定性高；有效解決了電解液灌注速度慢，電極片浸潤不良，罐體內(nèi)部空氣殘留等不良等現(xiàn)有的技術(shù)難題。


圖1是本發(fā)明電極芯的一個實施例的示意圖；圖2是圖1所示的電極芯的電極卷的示意圖；圖3是圖1所示的電極芯的負(fù)極連接片的示意圖；圖4是本發(fā)明的向超級電容灌注電解液的方法的示意圖；其中:I電極卷:11第一電極，110第一個隔離紙，12第二電極，120第二個隔離紙；2灌注套筒；3正極連接片；4負(fù)極連接片:41中心孔；
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明的電極芯、超級電容器和向超級電容灌注電解液的方法進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明的電極芯，如圖1，圖2和圖3所示，包括電極卷1，灌注套筒2，正極連接片3和負(fù)極連接片4 ；所述電極卷I卷繞在灌注套筒2外側(cè)；所述電極卷I的正負(fù)極通過正極連接片3和負(fù)極連接片4引出，所述負(fù)極連接片4中心設(shè)置有中心孔41 ；所述灌注套筒2上分布有滲透孔，所述滲透孔用于電解液流出；所述負(fù)極連接片4的中心孔41與灌注套筒2同心。優(yōu)選的，所述電極卷I包括依次排列的第一電極11，第一隔離紙110，第二電極12和第二隔離紙120。本發(fā)明的超級電容，包括電極芯和外罐；所述電極芯包括電極卷1，灌注套筒2，正極連接片3和負(fù)極連接片4 ；所述電極卷I卷繞在灌注套筒2外側(cè)；所述電極卷I的正負(fù)極通過正極連接片3和負(fù)極連接片4引出，所述負(fù)極連接片4中心設(shè)置有中心孔41 ；所述灌注 套筒2上分布有滲透孔，所述滲透孔用于電解液流出；
所述外罐用于容納電極卷1，灌注套筒2，正極連接片3和負(fù)極連接片4 ;所述外罐的上端設(shè)置有注液孔；所述外罐的上端的注液孔和負(fù)極連接片4的中心孔41相通，且所述注液孔和中心孔41與灌注套筒2同心。優(yōu)選的，所述灌注套筒2是橫截面為圓柱形或正多邊形的套筒；所述灌注套筒的滲透孔均勻分布。優(yōu)選的，所述灌注套筒2采用絕緣材質(zhì)且不溶于有機電解液的材料制成。優(yōu)選的，所述電極卷I包括依次排列的第一電極11，第一隔離紙110，第二電極12和第二隔離紙120。優(yōu)選的，所述灌注套筒2是聚四氟乙烯或乙烯-四氟乙烯共聚物材料制成的灌注套筒。優(yōu)選的，將真空泵的針狀導(dǎo)管和與電解液相連的針狀導(dǎo)管穿過注液孔，中心孔41和灌注套筒2，插入到灌注套筒2的底端，進(jìn)行抽真空；當(dāng)真空度達(dá)到設(shè)定值后，與電解液相連的針狀導(dǎo)管灌注電解液。這樣，現(xiàn)有技術(shù)中，受限于卷繞工藝的局限，所有的圓筒形電極卷中心都被隔離紙阻擋，灌注通道不暢通。而在本發(fā)明中電極卷I中心增加了灌注套筒2，打通了電極芯的灌注通道，使得與電解液相連的針狀導(dǎo)管可以直達(dá)罐底，從而提高了電解液對電極卷I的浸潤率和灌注速度，提聞了灌注的穩(wěn)定性，減少電極芯內(nèi)空氣，進(jìn)而提聞超級電容的穩(wěn)定性。本發(fā)明的向超級電容灌注電解液的方法，包括如下步驟:步驟SOl:將真空泵的針狀導(dǎo)管和與電解液相連的針狀導(dǎo)管穿過注液孔，中心孔41和灌注套筒2，插 入到灌注套筒2的底端；步驟S02:開始抽真空；步驟S03:真空度達(dá)到設(shè)定值后，開始灌注加壓的電解液；步驟S04:灌注加壓的電解液結(jié)束，抽真空結(jié)束。如圖4所示，真空泵的針狀導(dǎo)管和與電解液相連的針狀導(dǎo)管共用一個灌注通道，分別用不同的閥門在設(shè)備的外部控制，減少了操作時間。優(yōu)選的，在步驟S03中，真空度達(dá)到0.005MPa后，開始灌注加壓的電解液。優(yōu)選的，在步驟S03中，加壓的電解液的壓強是1.013X IO5帕斯卡。本發(fā)明的目的在于提供一種電極芯、超級電容器和向超級電容灌注電解液的方法，其電解液灌注速度快，電極片浸潤率高，罐內(nèi)空氣殘留少，超級電容穩(wěn)定性高；有效解決了電解液灌注速度慢，電極片浸潤不良，罐體內(nèi)部空氣殘留等不良等現(xiàn)有的技術(shù)難題。最后應(yīng)當(dāng)說明的是，很顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型。
權(quán)利要求
1.一種電極芯，其特征在于: 包括電極卷(I)，灌注套筒(2)，正極連接片(3)和負(fù)極連接片(4)； 所述電極卷(I)卷繞在灌注套筒(2)外側(cè)；所述電極卷(I)的正負(fù)極通過正極連接片(3)和負(fù)極連接片(4)引出，所述負(fù)極連接片(4)中心設(shè)置有中心孔(41)； 所述灌注套筒(2)上分布有滲透孔，所述滲透孔用于電解液流出； 所述負(fù)極連接片(4)的中心孔(41)與灌注套筒(2)同心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極芯，其特征在于: 所述電極卷(I)包括依次排列的第一電極(11)，第一隔離紙(110)，第二電極(12)和第二隔離紙(120)。
3.一種超級電容，其特征在于: 包括電極芯和外罐；所述電極芯包括電極卷(I)，灌注套筒(2)，正極連接片(3)和負(fù)極連接片⑷； 所述電極卷(I)卷繞 在灌注套筒(2)外側(cè)；所述電極卷(I)的正負(fù)極通過正極連接片(3)和負(fù)極連接片⑷引出，所述負(fù)極連接片⑷中心設(shè)置有中心孔(41)； 所述灌注套筒(2)上分布有滲透孔，所述滲透孔用于電解液流出； 所述外罐用于容納電極卷(1)，灌注套筒(2)，正極連接片(3)和負(fù)極連接片(4);所述外罐的上端設(shè)置有注液孔； 所述外罐的上端的注液孔和負(fù)極連接片(4)的中心孔(41)相通，且所述注液孔和中心孔(41)與灌注套筒(2)同心。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超級電容，其特征在于: 所述灌注套筒(2)是橫截面為圓柱形或正多邊形的套筒；所述灌注套筒(2)的滲透孔均勻分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超級電容，其特征在于: 所述灌注套筒(2)采用絕緣材質(zhì)且不溶于有機電解液的材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超級電容，其特征在于: 所述電極卷(I)包括依次排列的第一電極(11)，第一隔離紙(110)，第二電極(12)和第二隔離紙(120)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超級電容，其特征在于: 所述灌注套筒(2)是聚四氟乙烯或乙烯-四氟乙烯共聚物材料制成的灌注套筒。
8.一種向超級電容灌注電解液的方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟SOl:將真空泵的針狀導(dǎo)管和與電解液相連的針狀導(dǎo)管穿過注液孔，中心孔(41)和灌注套筒(2)，插入到灌注套筒(2)的底端； 步驟S02:開始抽真空； 步驟S03:真空度達(dá)到設(shè)定值后，開始灌注加壓的電解液； 步驟S04:灌注加壓的電解液結(jié)束，抽真空結(jié)束。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的向超級電容灌注電解液的方法，其特征在于: 在步驟S03中，真空度達(dá)到0.005MPa后，開始灌注加壓的電解液。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的向超級電容灌注電解液的方法，其特征在于: 在步驟S03中，加壓的電解液的壓強是1.013X IO5帕斯卡。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電極芯、超級電容器和向超級電容灌注電解液的方法；所述超級電容包括電極芯和外罐；所述電極芯包括電極卷，灌注套筒，正極連接片和負(fù)極連接片；所述電極卷卷繞在灌注套筒外側(cè)；所述電極卷的正負(fù)極通過正極連接片和負(fù)極連接片引出，所述負(fù)極連接片中心設(shè)置有中心孔；所述灌注套筒上分布有滲透孔，所述滲透孔用于電解液流出；所述外罐用于容納電極卷，灌注套筒，正極連接片和負(fù)極連接片；所述外罐的上端設(shè)置有注液孔；所述外罐的上端的注液孔和負(fù)極連接片的中心孔相通，且所述注液孔和中心孔與灌注套筒同心。本發(fā)明電解液灌注速度快，電極片浸潤率高，罐內(nèi)空氣殘留少，超級電容穩(wěn)定性高。
文檔編號H01G9/00GK103247443SQ201210033259
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者馬云青, 戴林彬 申請人:馬云青, 戴林杉