專利名稱：超級電容模塊及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電容模塊及其制作方法，特別是涉及一種超級電容模塊及其制作方法。
背景技術：
超級電容模塊是利用二個電極與夾置于兩電極間電解質共同形成雙電層理論建立，成為有別于傳統(tǒng)電容模塊的新型儲能裝置。參閱圖1，目前基本的電容模塊I是通過電解質極化而取得電容量，主要包括二個電極11，及夾置于二個電極11間的電解質12，而進一步地通過其中一個電極11與電解質12，及電解質12與其中的另一個電極11間的雙電層取得電容量。因此，該電容模塊I與傳統(tǒng)電容模塊相較而言具有尺寸小、重量輕、充放電的速度快，及充放電次數(shù)高等優(yōu)點，而成為學界與業(yè)界于儲能裝置領域研究與發(fā)展主流之一。參閱美國專利申請第US7050291號，為改良上述基本的電容模塊，其技術特征主要利用正、負電極板彼此交錯的形式，構成具有多個為并聯(lián)形式的電容所形成的電容模塊，目的在于大幅提升儲電量并提高能量密度。然而，即便已提高蓄電量，但由于位于兩相鄰電極板間的電解質為液態(tài)或膠態(tài)，所以若往相向的方向壓迫最外側的兩個電 極板時，易造成二個相鄰的電極板直接接觸而短路。此外，將電極板交錯設置的結構是形成的電容互為并聯(lián)的電效電路，僅能增加儲電量而提高能量密度，卻無法于同一個電容模塊中提高功率密度，而無法同時兼顧能量密度與功率密度。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以避免導致短路的超級電容模塊。本發(fā)明一方面的超級電容模塊，包含:二個間隔設置的主基板、一個隔離膜，及一個電解質，每一個主基板包括一個絕緣的板體、至少一個形成于該板體靠近另一個主基板表面的導電區(qū)塊，及一個連接該導電區(qū)塊并對外電連接的連接電路，該隔離膜夾置該二個主基板間，并包括一層具有液體穿透性的膜體，該電解質充填于該二個主基板間，該二個主基板的導電區(qū)塊配合該隔離膜及該電解質形成至少一個借助該連接電路而與外界電連接的超級電容。較佳地，前述超級電容模塊，其中，該隔離膜還包括多個分別自該膜體向外凸出而使該二個主基板不相接觸的凸塊。較佳地，前述超級電容模塊，其中，每一個主基板包括多個成陣列排列的導電區(qū)塊，且其中一個主基板的每一導電區(qū)塊對應另一個主基板的每一個導電區(qū)塊。 較佳地，前述超級電容模塊，其中，每一個導電區(qū)塊具有一層形成于該主基板表面的金屬層，及一層設置于該金屬層上且以多孔性導電物質構成的電極層。
本發(fā)明另一方面的超級電容模塊，包含:二個間隔設置的主基板、至少一個中間基板、多個隔離膜，及一個電解質，每一個主基板包括一個絕緣的板體、至少一個形成于該板體靠近另一個主基板表面的導電區(qū)塊，及一個連接該導電區(qū)塊并對外電連接的連接電路，該中間基板夾置于該二個主基板間并包括一個連接板體，及二個分別形成于該連接板體二個相反表面且彼此電連接的導電區(qū)塊，所述隔離膜分別設置于該任一個主基板和中間基板間，每一個隔離膜包括一層具有液體穿透性的膜體，該電解質充填于該任一個主基板和中間基板，及任二個中間基板間，該二個主基板的導電區(qū)塊與該中間基板配合所述隔離膜及該電解質形成借助該連接電路與外界電連接的多個超級電容。較佳地，前述超級電容模塊，其中，每一個隔離膜還包括多個分別自該膜體向外凸出而使該任一個主基板和中間基板不相接觸的凸塊。較佳地，前述超級電容模塊還包含多個中間基板，及多個隔離膜，所述隔離膜分別設置于該任一個主基板和該一個最相鄰該主基板的中間基板間，及任二個中間基板間，且每一個隔離膜的凸塊向外凸出而使任一個主基板和中間基板，及任二個中間基板不相接觸。較佳地，前述超級電容模塊，其中，每一個主基板包括多個成陣列排列的導電區(qū)塊，且其中一個主基板的每一個導電區(qū)塊對應其中的另一個主基板的每一個導電區(qū)塊，每一個主基板的連接電路連接所述導電區(qū)塊，該中間基板具有多個成陣列排列且對應該主基板的導電區(qū)塊的導電區(qū)塊。較佳地，前述超級電容模塊，其中，每一個導電區(qū)塊具有一層形成于該主基板表面的金屬層，及一層設置于該金屬層上且 以多孔性導電物質構成的電極層。本發(fā)明又一方面的超級電容模塊的制作方法，包含:(a)分別于二個絕緣的板體的其中一個相對于另一個板體的表面以導電材料形成至少一個導電區(qū)塊，及一個連接該導電區(qū)塊并可與外界電連接的連接電路，制得一個主基板；及(b)將一個隔離膜夾置于該二個主基板間后，用一個具有一個穿孔的封裝座半成品與該二個主基板共同將該隔離膜封裝，再通過該穿孔灌注一個電解質后封閉該穿孔成一個封裝座，制得該超級電容模塊。較佳地，前述超級電容模塊的制作方法還包含一個于該步驟(b)前的步驟(C)，該步驟(C)于一層絕緣且具液體穿透性的膜體表面形成多個自該膜體表面向外凸出的凸塊，制得該隔離膜。較佳地，前述超級電容模塊的制作方法，其中，該步驟(a)形成多個成陣列排列的導電區(qū)塊，且該步驟(b)其中一個主基板的每一個導電區(qū)塊對應另一個主基板的每一導電區(qū)塊。較佳地，前述超級電容模塊的制作方法，其中，該步驟(C)是于該膜體的表面涂布光刻膠，再通過黃光及微影定義一個預定區(qū)域，接著移除其余區(qū)域的光刻膠，并經過光刻膠硬化的過程而于該膜體表面形成以硬化的光刻膠構成的多個凸塊。較佳地，前述超級電容模塊的制作方法，其中，該步驟(a)先于每一個板體表面設置一層供預定區(qū)域裸露的的遮罩層，再將該板體浸置于活性金屬溶液中，而于該板體裸露的區(qū)域形成一層以活性金屬構成的金屬層，接著于該金屬膜的表面以電鍍的方式形成一層過渡金屬膜，該過渡金屬膜選自鋁、銅、鎳、金、銀、鈦，及前述的一組合，再于該過渡金屬膜表面形成一層以多孔性導電物質為主所構成的電極膜，而制得該連接電路與該導電區(qū)塊。
本發(fā)明再一方面的超級電容模塊的制作方法，包含:(a)分別于二個絕緣的板體的其中一個相對于另一板體的表面以導電材料形成至少一個導電區(qū)塊，及一個連接該導電區(qū)塊并可與外界電連接的連接電路，制得一個主基板；(b)分別于至少一個連接板體的二個相反面表面形成二個電連接的電極膜體，而制得至少一個中間基板；及(C)將多個個隔離膜夾置于該二個主基板間，并將該中間基板夾置于兩相鄰隔離膜后，用一個具有至少一個穿孔的封裝座半成品與該二個主基板共同將所述隔離膜與該中間基板封裝，再通過該穿孔灌注一個電解質后封閉該穿孔成封裝座，制得該超級電容模塊。較佳地，前述超級電容模塊的制作方法還包含個一個于該步驟(C)前的步驟(d)，該步驟(d)分別于多個絕緣且具液體穿透性的膜體表面形成多個自所述膜體表面向外凸出的凸塊，制得所述隔離膜。較佳地，前述超級電容模塊的制作方法，其中，該超級電容模塊的制作方法還包含一個于該步驟(C)前的步驟(d)，該步驟(d)分別于多個絕緣且具液體穿透性的膜體表面形成多個自所述膜體表面向外凸出的凸塊，制得所述隔離膜。較佳地，前述超級電容模塊的制作方法，其中，該步驟(b)先于一個絕緣的本體形成至少一個穿孔，再于該穿孔中填充導電材料而成連接塊，制得該連接板體。較佳地，前述超級電容模塊的制作方法，其中，該步驟(a)形成多個成陣列排列的導電區(qū)塊，且該步驟(C)其中一個主基板的每一個導電區(qū)塊對應另一個主基板的每一個導電區(qū)塊。 較佳地，前述超級電容模 塊的制作方法，其中，該步驟(d)是于該膜體的表面涂布光刻膠，再通過黃光及微影定義一個預定區(qū)域，接著移除其余區(qū)域的光刻膠，并經過光刻膠硬化的過程而于該膜體表面形成以硬化的光刻膠構成的多個凸塊。較佳地，前述超級電容模塊的制作方法，其中，該步驟(a)先于每一板體表面設置一層供預定區(qū)域裸露的的遮罩層，再將該板體浸置于活性金屬溶液中，而于該板體裸露的區(qū)域形成一層以活性金屬構成的金屬層，接著于該金屬膜的表面以電鍍的方式形成一層過渡金屬膜，該過渡金屬膜選自鋁、銅、鎳、金、銀、鈦，及前述的一個組合，再于該過渡金屬膜表面形成一層以多孔性導電物質為主所構成的電極膜，而制得該連接電路與該導電區(qū)塊。本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明通過該隔離膜避免其中一個主基板的導電區(qū)塊與其中另一個主基板的導電區(qū)塊或與該中間基板的電極模體接觸而短路。


圖1是一個剖視示意圖，顯示以往一個電容模塊；圖2是一個立體分解示意圖，顯示本發(fā)明一個第一較佳實施例的超級電容模塊；圖3是一個剖視示意圖，顯示該第一較佳實施例；圖4是一個示意圖，顯示該第一較佳實施例的等效電路；圖5是一個流程圖，顯示該第一較佳實施例的制作方法；圖6是一個剖視示意圖，顯示一個步驟61 ；圖7是一個剖視示意圖，顯示一個步驟62 ；圖8是一個立體圖，顯不一個封裝座半成品具有至少一個穿孔；圖9是一個示意圖，顯示一個步驟63是利用真空裝置抽真空及利用壓力差灌注電解質；圖10是一個剖視示意圖，顯示本發(fā)明一個第二較佳實施例的超級電容模塊；圖11 一個示意圖，顯示該第二較佳實施例的等效電路；圖12是一個流程圖，顯示該第二較佳實施例的制作方法；及圖13是一個剖視示意圖，顯示一個步驟92。
具體實施例方式為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作詳細說明。首先需要說明的是，本發(fā)明并不限于下述具體實施方式
，本領域的技術人員應該從下述實施方式所體現(xiàn)的精神來理解本發(fā)明，各技術術語可以基于本發(fā)明的精神實質來作最寬泛的理解。圖中相同或相似的構件采用相同的附圖標記表示。參閱圖2、圖3，本發(fā)明第一較佳實施例的超級電容模塊包含二個間隔設置的主基板2、一個隔離膜3、一個電解質4，及一個封裝座5。每一個主基板2包括一個絕緣的板體21、至少一個形成于該板體21表面的導電區(qū)塊22，及一個連接該導電區(qū)塊22并對外電連接的連接電路23。在該第一較佳實施例中，每一個主基板2包括4個相間隔且成陣列排列的導電區(qū)塊22，其中兩個相鄰的導電區(qū)塊22間通過該連接電路23電連接成為預定的電連接形式，每一個導電區(qū)塊22具有一層形成 于該主基板2表面的金屬層221、一層形成于該金屬層221表面的過渡電極層222,及一層形成于該過渡電極層222表面的電極層223,該電極層223以多孔性導電物質構成而可導電。該二個主基板2彼此相向設置，也就是其中一個主基板2的導電區(qū)塊22鄰近其中的另一個主基板2的導電區(qū)塊22。較佳地，該電極層223中還具有粘合劑，而可通過該粘合劑而供該多孔性導電物質均勻分布于該過渡電極層222的表面并降低該導電區(qū)塊22整體的接觸電阻。該連接電路23與所述導電區(qū)塊22位于同一側，并具有一層形成于該板體21的金屬層221，及一層形成于該金屬層221表面的過渡金屬層22。且該連接電路23的金屬層221與該導電區(qū)塊22的金屬層221 —體成型，該連接電路23的過渡金屬層222與該導電區(qū)塊22的過渡金屬層222 —體成型。該隔離膜3具備絕緣的特性，且夾置于該二個主基板2間。該隔離膜3包括一層膜體31，及多個分別自該膜體31向外凸出的凸塊32。該膜體31以選自聚乙烯、聚丙烯，及前述的組合為材料所構成，并利用例如形成多個微小的孔，而使該膜體31具有液體穿透性，所述凸塊32為硬質且絕緣的材料，且分別自該膜體31 二個相反表面凸伸，以避免其他元件直接接觸隔離膜3的膜體31，而避免該膜體31產生破損，進而避免該膜體31破損后所造成的短路。在該第一較佳實施例中，所述凸塊32以硬化的光刻膠72為主要構成材料。該封裝座5與該二個主基板2共同將該隔離膜3與該電解質4封置其中，且該封裝座5以絕緣材質構成。該電解質4充填于該二個主基板2間，而使該二個主基板2的導電區(qū)塊22配合該隔離膜3與該電解質4形成多個超級電容。特別地，當每一個主基板2包括多個成陣列排列的導電區(qū)塊22時，其中一個主基板2的每一個導電區(qū)塊22對應另一個主基板2的每一個導電區(qū)塊22，而形成多個成陣列排列的超級電容，且所述超級電容通過該二個主基板2上的連接電路23彼此成預定電連接形式，例如串聯(lián)、并聯(lián)，及此等之組合。在該第一較佳實施例中，4個超級電容先兩兩串聯(lián)成二組串聯(lián)的電容，再并聯(lián)此二組串聯(lián)的電容再對外電連接，而成為如圖4所示的等效電路。當外界施與該第一較佳實施例電能時，電荷蓄積于形成每一個超級電容的二個導電區(qū)塊22及電解質4間而成雙電荷層，進而累積大量電能，且由于本發(fā)明超級電容模塊是多個超級電容成陣列排列，進而同時達到高功率密度及高能量密度，不僅通過高功率密度而可快速充放電，且還通過高能量密度而具備高儲電量；再者，由于該二個相向的主基板2間夾設該隔離膜3，除了通過該膜體31而有效避免二主基板2的導電區(qū)塊22直接接觸并電導通而短路所造成超級電容模塊的失效，還通過形成于該膜體31表面的凸塊32避免該膜體31發(fā)生破損，而進一步地降低該膜體31發(fā)生破損后導致短路的機會。更佳地，該金屬層221以鈀為主要材料所構成而具備導電佳的特性，該過渡電極層222以鋁、銅、鎳、金、銀、鈦，及前述的一個組合為材料所構成，該電極層223以碳、活性碳、石墨、氧化釕、氧化錳、氧化鐵、氧化鎳，及前述的一個組合為材料而構成該電極層223中的多孔性導電物質，再配合粘合劑連結于該過渡電極層222表面，其中，該粘合劑可為聚四氟乙烯，且該多孔性導電物質與粘合劑不以上述為限。值得一提的是，該主基板2的導電區(qū)塊22也可是該金屬層221直接與該電極層223連接，只要供電流流通即可。以下為該第一較佳實施例的制作方法。參閱圖5，該第一較佳實 施例的制作方法主要包含一個步驟61、一個步驟62，及一個步驟63。該步驟61是分別于二個絕緣的板體的其中一個相對于另一板體的表面以導電材料形成至少一個導電區(qū)塊，及一個連接該導電區(qū)塊并可與外界電連拉連接電路，而制得一個主基板。該步驟是于一層絕緣且具液體穿透性的膜體表面形成多個自該膜體表面向外凸出的凸塊，制得一個隔離膜。該步驟63將該隔離膜夾置于該二個主基板間后，用一個具有一個穿孔的封裝座半成品與該二個主基板共同將該隔離膜封裝，再通過該穿孔灌注一個電解質后封閉該穿孔成一個封裝座，制得該超級電容模塊。參閱圖5、圖6，更詳細地說，首先，先進行該步驟61。先于每一個板體21表面設置一層供預定區(qū)域721裸露的遮罩層71，該遮罩層71具有后續(xù)形成該連接電路23與該導電區(qū)塊22的預定圖案，且在該第一較佳實施例的制作方法中，所述導電區(qū)塊22的預定圖區(qū)域成陣列排列；接著，將設置該遮罩層71的板體21浸置于一種活性金屬溶液中，并于該板體21表面未被該遮罩層71遮蔽而裸露的區(qū)域沉積該金屬層221 ;再來,于該金屬層221表面以電鍍的方式形成該過渡電極層22，且該過渡金屬層22以選自鋁、銅、鎳、金、銀，及鈦等金屬為主，或也可是多層電鍍形成的金屬膜，則形成于該板體21的連接電路23預定區(qū)域721表面的金屬層221及該過渡電極層222形成該連接電路23 ;接著，以碳、活性碳、石墨、氧化釕、氧化錳、氧化鐵、氧化鎳等料作為一種前驅物質，再以聚四氟乙烯作為一種粘合劑，并將該前驅物質與該粘合劑溶于一種以乙醇為主的有機溶劑中，再利用網版印刷或是噴印的方式于該過渡金屬層222表面形成該電極準備層(圖未示)，再加熱使該電極準備層干燥固化，而形成該前驅物質均勻地形成于該過渡金屬層222表面的電極層223，則該電極層223及該電極層223下方的過渡電極層222與金屬層221形成所述導電區(qū)塊22，而后再移除該遮罩層71，制得該主基板2。參閱圖5、圖7，接著，進行該步驟62，于一層具有多個微小孔(已是微觀尺寸，所以圖未示出)而具液體穿透性的膜體31的二個相反表面分別涂布光刻膠72，再利用黃光微影硬化一個預定區(qū)域721，再于顯影工序中移除其余區(qū)域，而形成多個彼此間隔且自該膜體31的表面凸伸而出的凸塊32，且所述凸塊32以硬化的光刻膠72構成，制得該隔離膜3。且需說明的是，由于光刻膠72本身即具備絕緣的性質，所述凸塊32可于硬化預定區(qū)域的光刻膠72的制作過程中形成。參閱圖2、圖5、圖8，接著，進行該步驟63，將該隔離膜3夾置于該二個相向的主基板2間，且該二個主基板2的導電區(qū)塊22鄰近該隔離膜3，再用一個具有一個穿孔731的封裝座5半成品73配合該二個主基板2而共同將該隔離膜3封裝于其中。在該第一較佳實施例的制作方法中，是先于該二個主基板2邊緣涂抹封裝膠(圖未示出)，再以熱壓固化工序將該二個主基板2與該隔離膜3相互結合，而成該封裝座半成品73。配合參閱圖9，接著，將以該封裝座半成品73所連接的二個主基板2與隔離膜3浸置于一個容置有該電解質4的真空裝置74中，并自該穿孔731抽取該封裝座半成品73與該二個主基板2間的氣體，直到內部的氣壓小于外界的氣壓，再自該穿孔731通過氣壓差而自然地灌注電解質4，最后，再以UV膠(紫外光固化膠)封閉該穿孔731而構成該封裝座5，并照紫外光而使該UV膠硬化，制得該超級電容模塊。該第一較佳實施例的制作方法利用氣壓差供該電解質4灌注，而可降低所述超級電容間的氣泡，進而降低氣隙效應造成超級電容儲電量減少，甚或是電不導通的機率；再者，由于所述凸塊32是直接以光刻膠72構成，而不需還再該膜體上涂布另一種絕緣膜，再通過涂布光刻膠、微影及蝕刻等繁瑣的制作程序才能制得，于制作過程而言也更易于施行。參閱圖10，為本發(fā)明超級電容模塊的一個第二較佳實施例，該第二較佳實施例與該第一較佳實施例相似，其不同處在于該第二較佳實施例還包含一個夾置于該二主基板2間的中間基板8，及二個分別夾置于 任一主基板2與該中間基板8間的隔離膜3，且在該第二較佳實施例中，是以每一個主基板2包括一個導電區(qū)塊22說說明。該中間基板8包括一個連接板體81，及二個分別形成于該連接板體81 二個相反表面且彼此電連接的導電區(qū)塊82。該連接板體81具有一個本體811，及至少一個貫穿該本體811且以導電材料形成的連接塊812，該連接塊812的兩端分別與該二個導電區(qū)塊82連接而電導通。每一個導電區(qū)塊82具有一層形成于該連接板體81表面的過渡金屬層821，及一層形成于該過渡金屬層821表面的電極層822。且該中間基板8的過渡金屬層821及電極層822的材質與該主基板2的過渡金屬層821及電極層822的材質相同或類似。該封裝座5與所述主基板2共同將所述中間基板8、所述隔離膜3，與該電解質4封置于其中，且該封裝座5以絕緣材質構成。在該第二較佳實施例中，該中間基板8的其中一個導電區(qū)塊82、鄰近該導電區(qū)塊82的隔離膜3，及該主基板2的導電區(qū)塊22配合該電解質4共同形成一個超級電容，該中間基板8的其中的另一個導電區(qū)塊與鄰近該導電區(qū)塊的隔離膜3與該主基板2的導電區(qū)塊配合該電解質4共同形成另一個超級電容，且該二個超級電容通過該中間基板8的連接板體81電連接而等效成為如圖11所示的二個超級電容成為串聯(lián)形式。當外界施與該第二較佳實施例電能時，電荷蓄積于形成每一個超級電容的二個導電區(qū)塊22、82及電解質4間而成雙電荷層，進而累積大量電能，且由于該第二較佳實施例超級電容模塊是多個串聯(lián)的超級電容，進而同時達到功率密度高及能量密度高，不僅通過高率密度而可快速充放電，且還通過高能量密度而具備高儲電量；再者，由于每一超級電容的導電區(qū)塊22、82間通過該隔離膜3間隔，而有效避免該主基板2的導電區(qū)塊22與該中間基板8的導電區(qū)塊82直接接觸而短路，進而有效降低超級電容模塊失效的機率；除此之外，形成于該隔離膜3表面的凸塊32還進一步地維持所述導電區(qū)塊22、82間彼此間隔，以避免該膜體31破損，進而降低該膜體31破損后所造成短路的機會。值得一提的是，該第二較佳實施例也可包含多個中間基板8，及多個隔離膜3，所述隔離膜3疊置于該二個主基板2間，并與所述主基板2同向延伸，所述隔離膜3分別設置于該任一個主基板3和該一個最相鄰該主基板3的中間基板8間，及任二個中間基板8間，則整體的疊置順序為主基板2-隔離膜3-中間基板8-隔離膜3-中間基板8-隔離膜3-……-隔離膜3-主基板2，而利用該主基板2的導電區(qū)塊22、該中間基板8的導電區(qū)塊82，與兩者間的隔離膜3配合該電解質4，及二個相鄰的中間基板8的導電區(qū)塊82與夾置其間的隔離膜3配合該電解質4，成為多個成串聯(lián)形式的超級電容，且所述超級電容通過所述隔離膜3的凸塊32及膜體31，也就是每一個隔離膜3的凸塊32向外凸出而使任一個主基板3和中間基板8，及任二個中間基板8不相接觸而避免發(fā)生短路。還需說明的是，當該第二較佳實施例的主基板2具有多個成陣列排列的導電區(qū)塊22時，該中間基板8也具有多個成陣列排列的導電區(qū)塊82，且其中一個主基板2的每一個導電區(qū)塊22同時對應其中的另一個主基板2的每一個導電區(qū)塊22及該中間基板8的每一個導電區(qū)塊82，而形成多個成串聯(lián)形式、并聯(lián)形式，或前述組合的超級電容。參閱圖12，為該第二較佳實施例的制作方法，包含一個步驟91、一個步驟92、一個步驟93，及一個步驟94。該步驟91是分別于二個絕緣的板體的其中一相對于另一板體的表面以導電材料形成至少一個導電區(qū)塊，及一個連接該導電區(qū)塊并可與外界電連接的連接電路，制得一個主基板。該步驟92分別于至少一個連接板體的二相反表面形成二個電連接的導電區(qū)塊，而制得至少一個中間基板。該步驟93是分別于多個絕緣且具液體穿透性的膜體表面形成多個自所述膜體表面向外凸出的凸塊，制得多個隔離膜。該步驟94將所述隔離膜夾置于該二個主基板間，并將該中間基板8夾置于兩相鄰隔離膜后，用一個具有至少一個穿孔的封裝半成品與該二個主基板共同將所述隔離膜3與該中間基板封裝，再通過該穿孔灌注一個電解質后封閉該穿孔成一個封裝座，制得該超級電容模塊。配合參閱圖6，首先，進行該步驟91，該步驟91與該第一較佳實施例的制作方法的步驟61類似，制得該二個主基板2。參閱圖12、圖13，接著，進行該步驟92，該步驟92是先于一個絕緣的本體811形成至少一個穿孔813，再于該穿孔813填充導電材質而形成連接塊812，則該絕緣的本體811與該連接塊812共同構成一個連接板體81，再于該連接板體81的兩相反表面先以電鍍的方式形成一層過渡金屬層821,再于該過渡金屬層821的表面形成該電極層822。配合參閱圖4，其中，該過渡金屬層821的制作方式與該步驟61的主基板2的過渡金屬層222的制作方式類似，該電極層822的制作方式與該步驟61的主基板2的的電極層223的制作方式類似，而形成該中間基板8的導電區(qū)塊82， 且二個相反表面的導電區(qū)塊82通過該連接塊812而電連接，制得該中間基板8。參閱圖7、圖12，接著，進行步驟93，該步驟93與該第一較佳實施例的制作方法的步驟62類似，制得所述隔離膜3。參閱圖10、圖12，最后，進行該步驟94，將所述隔離膜3夾置于該二個相向的主基板2間，且該中間基板8夾置于所述隔離膜3間，再用一個具有至少一個穿孔的封裝座半成品(如圖8)配合該二個主基板2而共同將所述隔離膜3與該中間基板8封裝于其中。在該第二較佳實施例的制作方法中，是先于該二個主基板2邊緣與該中間基板8邊緣涂抹封裝膠，再以熱壓固化工序將該二個主基板2、所述隔離膜3與該中間基板8相合，而成該封裝座半成品73。配合參閱圖9，接著，將以該封裝座半成品73所連接的二個主基板2，及所述隔離膜3與該中間基板8共同浸置于一個容置有該電解質4的真空裝置74中，并自該穿孔731抽取該封裝座半成品73與該二個主基板2間的氣體，直到內部的氣壓小于外界的氣壓，再自該穿孔731通過氣壓差而自然地灌注電解質4，最后，再以UV膠封閉該穿孔731并照紫外光而使該UV膠硬化，構成該封裝座5，并制得該超級電容模塊。該第二較佳實施例的制作方法利用氣壓差供該電解質4灌注，而可降低所述超級電容間的氣泡所產生的氣隙效應導致超級電容儲電量無法提高及電不導通的問題。綜上所述，本發(fā)明超級電容模塊具有多個成陣列排列而成串并聯(lián)形式，或成串聯(lián)形式的超級電容，而可同時具備高功率密度與高能量密度，且通過該隔離膜3避免每一個超級電容的導電區(qū)塊22、82相接觸而短路，此外，還利用氣壓差充填該電解質4，而避免發(fā)生氣隙效應的機會，確實能達成本發(fā)明的目的。應理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落 于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
權利要求
1.一種超級電容模塊,其特征在于,包含:二個間隔設置的主基板、一個隔離膜，及一個電解質，每一個主基板包括一個絕緣的板體、至少一個形成于該板體靠近另一個主基板表面的導電區(qū)塊，及一個連接該導電區(qū)塊并對外電連接的連接電路，該隔離膜夾置該二個主基板間，并包括一層具有液體穿透性的膜體，該電解質充填于該二個主基板間，該二個主基板的導電區(qū)塊配合該隔離膜及該電解質形成至少一個借助該連接電路而與外界電連接的超級電容。
2.如權利要求1所述的超級電容模塊，其特征在于:該隔離膜還包括多個分別自該膜體向外凸出而使該二個主基板不相接觸的凸塊。
3.如權利要求2所述的超級電容模塊，其特征在于:每一個主基板包括多個成陣列排列的導電區(qū)塊，且其中一個主基板的每一個導電區(qū)塊對應另一主基板的每一個導電區(qū)塊。
4.如權利要求3所述的超級電容模塊，其特征在于:每一個導電區(qū)塊具有一層形成于該主基板表面的金屬層，及一層設置于該金屬層上且以多孔性導電物質構成的電極層。
5.一種超級電容模塊，其特征在于，包含:二個間隔設置的主基板、至少一個中間基板、多個隔離膜，及一個電解質，每一個主基板包括一個絕緣的板體、至少一個形成于該板體靠近另一個主基板表面的 導電區(qū)塊，及一個連接該導電區(qū)塊并對外電連接的連接電路，該中間基板夾置于該二個主基板間并包括一個連接板體，及二個分別形成于該連接板體二個相反表面且彼此電連接的導電區(qū)塊，所述隔離膜分別設置于該任一個主基板和中間基板間，每一個隔離膜包括一層具有液體穿透性的膜體，該電解質充填于該任一個主基板和中間基板，及任二個中間基板間，該二個主基板的導電區(qū)塊與該中間基板配合所述隔離膜及該電解質形成借助該連接電路與外界電連接的多個超級電容。
6.如權利要求5所述的超級電容模塊，其特征在于:每一個隔離膜還包括多個分別自該膜體向外凸出而使該任一主基板和中間基板不相接觸的凸塊。
7.如權利要求6所述的超級電容模塊，其特征在于:該超級電容模塊還包含多個中間基板，及多個隔離膜，所述隔離膜分別設置于該任一個主基板和該一個最相鄰該主基板的中間基板間，及任二個中間基板間，且每一個隔離膜的凸塊向外凸出而使任一個主基板和中間基板，及任二個中間基板不相接觸。
8.如權利要求7所述的超級電容模塊，其特征在于:每一個主基板包括多個成陣列排列的導電區(qū)塊，且其中一個主基板的每一導電區(qū)塊對應其中的另一個主基板的每一個導電區(qū)塊，每一個主基板的連接電路連接所述導電區(qū)塊，該中間基板具有多個成陣列排列且對應該主基板的導電區(qū)塊的導電區(qū)塊。
9.如權利要求8所述的超級電容模塊，其特征在于:每一個導電區(qū)塊具有一層形成于該主基板表面的金屬層，及一層設置于該金屬層上且以多孔性導電物質構成的電極層。
10.一種超級電容模塊的制作方法，其特征在于，包含: (a)分別于二個絕緣的板體的其中一個相對于另一個板體的表面以導電材料形成至少一個導電區(qū)塊，及一個連接該導電區(qū)塊并可與外界電連接的連接電路，制得一個主基板；及 (b)將一個隔離膜夾置于該二個主基板間后，用一個具有一個穿孔的封裝座半成品與該二個主基板共同將該隔離膜封裝，再通過該穿孔灌注一個電解質后封閉該穿孔成一個封裝座，制得該超級電容模塊。
11.如權利要求10所述的超級電容模塊的制作方法，其特征在于:該超級電容模塊的制作方法還包含一個于該步驟(b)前的步驟(C)，該步驟(C)于一層絕緣且具有液體穿透性的膜體表面形成多個自該膜體表面向外凸出的凸塊，制得該隔離膜。
12.如權利要求11所述的超級電容模塊的制作方法，其特征在于:該步驟(a)形成多個成陣列排列的導電區(qū)塊，且該步驟(b)其中一個主基板的每一導電區(qū)塊對應另一主基板的每一導電區(qū)塊。
13.如權利要求12所述的超級電容模塊的制作方法，其特征在于:該步驟(c)是于該膜體的表面涂布光刻膠，再通過黃光及微影定義一個預定區(qū)域，接著移除其余區(qū)域的光刻膠，并經過光刻膠硬化的過程而于該膜體表面形成以硬化的光刻膠構成的多個凸塊。
14.如權利要求13所述的超級電容模塊的制作方法，其特征在于:該步驟(a)先于每一個板體表面設置一層供 預定區(qū)域裸露的的遮罩層，再將該板體浸置于活性金屬溶液中，而于該板體裸露的區(qū)域形成一層以活性金屬構成的金屬層，接著于該金屬膜的表面以電鍍的方式形成一層過渡金屬膜，該過渡金屬膜選自鋁、銅、鎳、金、銀、鈦，及前述的一個組合，再于該過渡金屬膜表面形成一層以多孔性導電物質為主所構成的電極膜，而制得該連接電路與該導電區(qū)塊。
15.一種超級電容模塊的制作方法，其特征在于，包含: (a)分別于二個絕緣的板體的其中一個相對于另一板體的表面以導電材料形成至少一個導電區(qū)塊，及一個連接該導電區(qū)塊并可與外界電連接的連接電路，制得一個主基板； (b)分別于至少一個連接板體的二個相反面表面形成二層電連接的電極膜體，而制得至少一個中間基板；及 (c)將多個隔離膜夾置于該二個主基板間，并將該中間基板夾置于兩相鄰隔離膜后，用一個具有至少一個穿孔的封裝座半成品與該二個主基板共同將所述隔離膜與該中間基板封裝，再通過該穿孔灌注一個電解質后封閉該穿孔成封裝座，制得該超級電容模塊。
16.如權利要求15所述的超級電容模塊的制作方法，其特征在于:該超級電容模塊的制作方法還包含一個于該步驟(c)前的步驟(d)，該步驟(d)分別于多個絕緣且具液體穿透性的膜體表面形成多個自所述膜體表面向外凸出的凸塊，制得所述隔離膜。
17.如權利要求16所述的超級電容模塊的制作方法，其特征在于:該步驟(b)先于一個絕緣的本體形成至少一個穿孔，再于該穿孔中填充導電材料而成一個連接塊，制得該連接板體。
18.如權利要求17所述的超級電容模塊的制作方法，其特征在于:該步驟(a)形成多個成陣列排列的導電區(qū)塊，且該步驟(C)其中一主基板的每一導電區(qū)塊對應另一主基板的每一導電區(qū)塊。
19.如權利要求18所述的超級電容模塊的制作方法，其特征在于:該步驟(d)是于該膜體的表面涂布光刻膠，再通過黃光及微影定義一個預定區(qū)域，接著移除其余區(qū)域的光刻膠，并經過光刻膠硬化的過程而于該膜體表面形成以硬化的光刻膠構成的多個凸塊。
20.如權利要求19所述的超級電容模塊的制作方法，其特征在于:該步驟(a)先于每一個板體表面設置一層供預定區(qū)域裸露的的遮罩層，再將該板體浸置于活性金屬溶液中，而于該板體裸露的區(qū)域形成一層以活性金屬構成的金屬層，接著于該金屬膜的表面以電鍍的方式形成一層過渡金屬膜，該過渡金屬膜選自鋁、銅、鎳、金、銀、鈦，及前述的一個組合，再于該過渡金屬膜表面形成一層以多孔性導電物質為主所構成的電極膜，而制得該連接電路與該導電區(qū) 塊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超級電容模塊及其制作方法，所述超級電容模塊包含二個間隔設置的主基板、隔離膜及電解質，每一個主基板包括絕緣的板體、靠近另一個主基板表面的導電區(qū)塊及連接導電區(qū)塊并對外電連接的連接電路，隔離膜夾置于二個主基板間并包括具有液體穿透性的膜體，電解質充填于二個主基板間，主基板的導電區(qū)塊配合隔離膜及電解質形成借助連接電路而與外界電連接的超級電容。本發(fā)明通過隔離膜避免超級電容的導電區(qū)塊直接接觸導致短路，且具有多個超級電容的超級電容模塊可達到高功率密度與高能量密度。
文檔編號H01G11/84GK103219165SQ20121028729
公開日2013年7月24日 申請日期2012年8月13日 優(yōu)先權日2012年1月24日
發(fā)明者蔡瑞龍, 王宏琪, 王正彥, 陳東泉, 張惠媚 申請人:綠點高新科技股份有限公司