專利名稱：一種圓柱形大容量超級(jí)電容器單體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超級(jí)電容器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種圓柱形大容量超級(jí)電容器單體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
超級(jí)電容器是一種具有高比功率、長(zhǎng)壽命的新型儲(chǔ)能器件，在包括電動(dòng)汽車、新能源(風(fēng)能、太陽(yáng)能)、智能電網(wǎng)等國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)具有廣泛的市場(chǎng)需求。目前的生產(chǎn)技術(shù)以疊片型和小容量卷繞型超級(jí)電容器為主，35(T5000F的大容量超級(jí)電容器在生產(chǎn)過(guò)程中仍存在加工工藝繁瑣、壽命短、可靠性差等缺點(diǎn)，特別是在高壓充電過(guò)程和高溫環(huán)境中，由于熱蒸發(fā)、化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)等，會(huì)產(chǎn)生氣體。所產(chǎn)生的氣體被限制在電容器封裝中，受限制的氣體會(huì)引起電容的內(nèi)部壓力過(guò)大，可能造成使用過(guò)程中封裝破裂，甚至爆炸，給使用者帶來(lái)安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種使用安全、加工方便的圓柱形大容量超級(jí)電容器，其包括外殼、上蓋、上集流體、卷芯和下集流體，所述卷芯的上端面和下端面均為空白鋁箔，所述上端面和下端面分別與所述上集流體、所述下集流體連接；所述下集流體設(shè)置在所述外殼的底部并與之連接；所述上集流體以插入方式置于所述上蓋，所述上蓋與所述外殼連接，并設(shè)有注液口及其密封裝置；所述外殼上還設(shè)有平面型防爆閥。進(jìn)一步，還可采用以下優(yōu)選的技術(shù)方案
所述上端面與所述上集流體、所述下端面與所述下集流體分別采用激光焊接的方式連接；所述下集流體采用感應(yīng)加熱的方式放入所述外殼底部，并與所述外殼的底部采用超聲波焊接的方式連接；所述上集流體以插入方式放入所述上蓋中。所述上集流體直接穿過(guò)所述上蓋作為極柱使用。所述外殼與所述上蓋之間采用激光焊接的方式密封連接；上集流體與上蓋采用隔離圈隔離，并通過(guò)密封圈密封，還采用C型扣環(huán)固定。所述注液口密封裝置是鋁塞及套設(shè)在所述鋁塞上的密封圈。所述鋁塞的頂部與所述注液口的上沿還采用激光焊接的方式密封連接。所述密封圈材質(zhì)為天然橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯中的任一種。所述的防爆閥寬度為IOmm 20mm、長(zhǎng)度為IOmm 20mm、深度為0. Imm 0. 9mm。所述防爆閥與所述外殼下端面的距離為> 1/8外殼高度。所述平面型防爆閥由銑刀在殼體上加工而成，加工過(guò)程包括
a.用夾具夾持所述外殼體；
b.保持銑刀與外殼外圓相切，移動(dòng)所述外殼并在所述外殼上加工出防爆閥。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)在外殼上設(shè)置平面型防爆閥，當(dāng)內(nèi)部壓力過(guò)大時(shí)，起到泄壓作用，避免產(chǎn)品爆炸， 保證安全。另外，加工方便，生產(chǎn)成本低。再者，在注液口采用由鋁塞及套設(shè)在其上的密封圈構(gòu)成的密封裝置，既保證了密封效果又方便注液后的密封。另外，將防爆閥與所述外殼下端面的距離設(shè)為> 1/8外殼高度處，可避免后加工工藝造成防爆閥破裂。上集流體直接穿過(guò)所述上蓋作為極柱使用，其好處是可以消除上集流體與蓋子之間連接的電阻。因傳統(tǒng)的技術(shù)是上集流體與蓋子焊接后，蓋子作為極柱，而本發(fā)明上集流體直接作為極柱。


圖1是超級(jí)電容器剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是注液口及其密封裝置的局部放大圖。圖3是圖1的平面型防爆閥所處部位的局部放大圖。圖4是在外殼4上加工平面型防爆閥11的加工系統(tǒng)模塊圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例并對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。如圖1所示，是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的超級(jí)電容器剖面結(jié)構(gòu)示意圖。該圓柱形大容量超級(jí)電容器包括外殼4、上蓋5、上集流體2、卷芯1和下集流體3，所述卷芯1的上端面和下端面均為空白鋁箔，所述上端面和下端面分別與所述上集流體2、所述下集流體3連接。所述下集流體3設(shè)置在所述外殼4的底部并與之連接。所述上集流體2置于所述上蓋5中并與之連接，在該優(yōu)選的實(shí)施例中，所述上集流體2采用插入方式放入所述上蓋5中，并直接穿過(guò)所述上蓋5作為極柱使用。所述上集流體2與上蓋5之間采用隔離圈7隔離，并通過(guò)密封圈6密封，還采用C型扣環(huán)12固定。所述外殼4與所述上蓋5之間采用激光焊接的方式密封連接。所述上蓋5密封連接在所述外殼4的頂部并設(shè)有注液口 8及其密封裝置。所述外殼4上還設(shè)有平面型防爆閥11，該平面型防爆閥形狀示意圖如圖3所示。所述密封裝置由鋁塞9及套設(shè)在所述鋁塞9上的密封圈10構(gòu)成，如圖2所示。由鋁塞9及套設(shè)在所述鋁塞9上的密封圈10構(gòu)成密封裝置，既方便生產(chǎn)制造，又方便安裝使用，安裝時(shí)，只需將密封圈10套設(shè)在所述鋁塞9上并自注液口 8壓入即可。為有更好的密封效果，所述鋁塞9的頂部與所述注液口 8的上沿還可采用激光焊接的方式密封連接。所述上端面與所述上集流體2、所述下端面與所述下集流體3分別優(yōu)選采用激光焊接的方式連接；所述下集流體3優(yōu)選采用感應(yīng)加熱的方式放入所述外殼4底部，并與所述外殼4的底部采用超聲波焊接的方式連接。所述外殼4、上集流體2、下集流體3和鋁塞9分別選自鋁合金，優(yōu)選可采用10、30 或60系列的鋁合金。所述密封圈6、10材質(zhì)優(yōu)選使用丁基橡膠，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，也可采用天然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、聚四氟乙烯、聚丙烯或聚乙烯等，均可實(shí)現(xiàn)同樣的技術(shù)效果。本實(shí)施例中，所述平面型防爆閥11的長(zhǎng)X寬X高是15mmX15mmX0. 5mm，但一般而言，平面型防爆閥11的寬度可在IOmm 20mm范圍內(nèi)選擇使用，長(zhǎng)度可在IOmm 20mm 范圍內(nèi)選擇使用，深度可在0. ImnTO. 9mm范圍內(nèi)選擇使用，均可實(shí)現(xiàn)其防爆功能。所述平面型防爆閥11與所述外殼4下端面的距離為> 1/8外殼高度，以避免后加工工藝造成防爆閥破裂。以上尺寸可根據(jù)超級(jí)電容器的型號(hào)及實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以保證適當(dāng)壓力下爆破的效果。需要說(shuō)明的是，這里僅是舉例說(shuō)明，而非進(jìn)行限制。此處提供本發(fā)明實(shí)施加工的詳細(xì)描述，但是應(yīng)該理解本發(fā)明是可以由各種形式體現(xiàn)。因此，此處公開(kāi)的具體細(xì)節(jié)不應(yīng)該理解成限制，而是應(yīng)該理解成應(yīng)該指導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何在實(shí)質(zhì)上任何詳細(xì)的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、或方式中利用本發(fā)明的代表性原則。首先，所述平面型防爆閥11由銑刀在外殼4上加工而成，加工過(guò)程包括將超級(jí)電容器外殼4裝夾在定位夾具上，外殼4由殼體外弧面和底部圓柱型極柱定位，殼體定位好后由一氣動(dòng)元件控制夾具將殼體鎖緊。將殼體鎖緊后啟動(dòng)電源，電源帶動(dòng)銑床動(dòng)作；電源亦通過(guò)逆變器帶動(dòng)一直流電動(dòng)機(jī)動(dòng)作，直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)一鏈條傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)定位夾具運(yùn)動(dòng)。當(dāng)定位夾具和殼體移動(dòng)至銑床銑刀處，銑刀在殼體上加工出一道平面型防爆閥11。其中，所使用的銑床還包含一急停裝置，當(dāng)發(fā)生意外情況時(shí)，銑刀立即停止動(dòng)作，以避免傷害。該平面型防爆閥11可通過(guò)此簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行加工，加工效率高且可保證其必要時(shí)破裂的效果。本發(fā)明實(shí)施加工簡(jiǎn)單，容易控制，適合生產(chǎn)制造加工。在外殼4上加工平面型防爆閥11的加工系統(tǒng)模塊圖如圖4所示，包括銑床，用于夾持和定位外殼4的定位夾具，和為定位夾具提供動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)通過(guò)逆變器連接于電源模塊，該電源模塊同時(shí)為銑床提供電力。另外，所述銑床還包括一急停裝置，當(dāng)發(fā)生意外情況時(shí)，可控制銑刀立即停止動(dòng)作，避免造成傷害。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種圓柱形大容量超級(jí)電容器單體結(jié)構(gòu)，其特征在于包括外殼、上蓋、上集流體、 卷芯和下集流體，所述卷芯的上端面和下端面均為空白鋁箔，所述上端面和下端面分別與所述上集流體、所述下集流體連接；所述下集流體設(shè)置在所述外殼的底部并與之連接；所述上集流體以插入方式置于所述上蓋中，所述上蓋與所述外殼連接，并設(shè)有注液口及其密封裝置；所述外殼上還設(shè)有平面型防爆閥。
2.如權(quán)利要求1所述的圓柱形大容量超級(jí)電容器單體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述上端面與所述上集流體、所述下端面與所述下集流體分別采用激光焊接的方式連接；所述下集流體采用感應(yīng)加熱的方式放入所述外殼底部，并與所述外殼的底部采用超聲波焊接的方式連接。
3.如權(quán)利要求1所述的圓柱形大容量超級(jí)電容器單體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述上集流體一端直接穿過(guò)所述上蓋并作為極柱使用。
4.如權(quán)利要求3所述的圓柱形大容量超級(jí)電容器單體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述外殼與所述上蓋之間采用激光焊接的方式密封連接；所述上集流體與上蓋之間采用隔離圈隔離， 并通過(guò)密封圈密封，還采用C型扣環(huán)固定。
5.如權(quán)利要求1所述的圓柱形大容量超級(jí)電容器單體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述注液口密封裝置是鋁塞及套設(shè)在所述鋁塞上的密封圈。
6.如權(quán)利要求5所述的圓柱形大容量超級(jí)電容器單體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鋁塞的頂部與所述注液口的上沿還采用激光焊接的方式密封連接。
7.如權(quán)利要求4或5所述的圓柱形大容量超級(jí)電容器單體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述密封圈材質(zhì)為天然橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯中的任一種。
8.如權(quán)利要求1所述的圓柱形大容量超級(jí)電容器單體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的平面型防爆閥寬度為IOmm 20mm、長(zhǎng)度為IOmm 20mm、深度為0. Imm 0. 9mm。
9.如權(quán)利要求1所述的圓柱形大容量超級(jí)電容器單體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述平面型防爆閥與所述外殼下端面的距離為> 1/8外殼高度。
10.如權(quán)利要求1所述的圓柱形大容量超級(jí)電容器單體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述平面型防爆閥由銑刀在殼體上加工而成，加工過(guò)程包括a.用夾具夾持所述外殼體；b.保持銑刀與外殼外圓相切，移動(dòng)所述外殼并在所述外殼上加工出平面型防爆閥。
全文摘要
本發(fā)明涉及超級(jí)電容器，提供了一種使用安全、加工方便的圓柱形大容量超級(jí)電容器單體結(jié)構(gòu)，其包括外殼、上蓋、上集流體、卷芯和下集流體，所述卷芯的上端面和下端面均為空白鋁箔，所述上端面和下端面分別與所述上集流體、所述下集流體連接；所述下集流體設(shè)置在所述外殼的底部并與之連接；所述上集流體以插入方式置于所述上蓋中，所述上蓋與所述外殼連接；所述上蓋設(shè)有注液口及其密封裝置；所述外殼上還設(shè)有平面型防爆閥。通過(guò)在外殼上設(shè)置平面型防爆閥，既可有效的保證用戶的安全，又方便產(chǎn)品的加工制造。另外，在注液口采用由鋁塞及套設(shè)在其上的密封圈構(gòu)成的密封裝置，既保證了密封效果又方便注液后的密封。
文檔編號(hào)H01G9/08GK102568862SQ20111040863
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者倪杰, 吳永禮, 吳秋菊, 李兵 申請(qǐng)人:深圳市今朝時(shí)代新能源技術(shù)有限公司