專利名稱：一種雙電層電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電容器，特別是一種超大容量雙電層電容器。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)電能的需求逐年增加，電的利用已經(jīng)滲透到人們的各個(gè)領(lǐng)域， 特別在移動(dòng)區(qū)域有電量迅猛增長(zhǎng)，相應(yīng)帶動(dòng)儲(chǔ)電元件的快速發(fā)展。目前應(yīng)用較多、研究較深的元件主要集中在電容器方面。雙電層電容器是通過靜電引力在電極/溶液界面向產(chǎn)生的雙電層來儲(chǔ)存電荷，由于接觸界面的兩平行電極板間的距離與分子直徑差不多，又稱微分電容器。其靜電容量是同體積普通電容器的IO5 IO6倍。雙電層電容器在幾秒的時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)存較高能量，大約 0. 5 5KW/kg，能量密度達(dá)到0. 5 10Wh/kg。與二次電池相比，它具有容量大、充放電速度快、循環(huán)壽命長(zhǎng)、功率密度高及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛用于電力、鐵路、交通、醫(yī)療、軍工、通訊等眾多領(lǐng)域。雙電層電容器的電容量C與材料的表面積S和電解質(zhì)的介電常數(shù)ε成正比，與雙電層的厚度δ成反比(C= ε S/ δ )。當(dāng)電解質(zhì)溶液的種類及其濃度一定時(shí)，電極材料的比表面積越大，其電容量也越大。由此看來，如何開發(fā)應(yīng)用具有比表面積和比電容大、孔徑分布窄、導(dǎo)電性好、化學(xué)穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)電極材料，成為制備雙電層電容器的技術(shù)關(guān)鍵之一，影響其在該領(lǐng)域中的應(yīng)用前景。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種雙電層電容器。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案—種雙電層電容器包括多層電容量存貯單元，每層電容量存貯單元結(jié)構(gòu)相同，每層電容量存貯單元之間填充有電解液，多層電容量存貯單元疊合形成電容器；所述的電容量存貯單元包括包封環(huán)、集電極、正電極、負(fù)電極和隔膜。兩個(gè)集電極之間設(shè)置有正電極、負(fù)電極和隔膜，所述的隔膜設(shè)置在正負(fù)電極之間，所述的正電極由集流體兩側(cè)面粘附金屬氧化物電極層組成，所述的金屬氧化物電極層為氧化釕電極層、氧化錳電極層或氧化鎳電極層中的一種；所述的負(fù)電極由集流體兩側(cè)面粘附有活性炭電極層組成；所述的集電極兩端、正電極兩端、負(fù)電極兩端和隔膜兩端由包封環(huán)固定。一個(gè)正電極集流體的一端設(shè)置有正極引出線，一個(gè)負(fù)電極集流體的一端設(shè)置有負(fù)極引出線，電容量存貯單元正極引出線與相鄰的電容量存貯單元負(fù)極引出線連接，第一個(gè)電容量存貯單元和最后一個(gè)電容量存貯單元的未連接電極引出線分別作為電容器正極與電容器負(fù)極。所述的多孔電極中的活性炭微孔直徑分布為1 2nm，微孔率在90%以上，BET比表面積為2500 3500m2/g,微孔空容為1. 5 1. 8cm3/g。由于本電容器的電極具有高的比表面積和微孔率，使得本實(shí)用新型具有更大的比電容量。
圖1為本實(shí)用新型剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為電容量存貯單元截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示，一種雙電層電容器包括六層電容量存貯單元1，所有電容量存貯單元 1封裝在外殼2內(nèi)，在最上層的電容量存貯單元上方設(shè)置有墊片5，在最下層的電容量存貯單元下方也設(shè)置有墊片。六層電容量存貯單元1結(jié)構(gòu)相同，每層電容量存貯單元1之間填充有電解液，六層電容量存貯單元1疊合形成電容器；如圖2所示，電容量存貯單元包括包封環(huán)1-1、集電極1-2、正電極1-3、負(fù)電極1_5 和隔膜1-4 ；隔膜設(shè)置在正負(fù)電極之間，正電極由集流體兩側(cè)面粘附金屬氧化物電極層組成，金屬氧化物電極層可選用氧化釕電極層、氧化錳電極層或氧化鎳電極層中的一種；負(fù)電極由集流體兩側(cè)面粘附有活性炭電極層組成；集電極兩端、正電極兩端、負(fù)電極兩端和隔膜兩端由包封環(huán)固定。活性炭電極層中的活性炭微孔直徑分布為1 2nm，微孔率在90%以上，BET比表面積為2500 3500m2/g,微孔空容1. 5 1. 8cm3/g。如圖1所示，電容量存貯單元1中的一個(gè)集流極的一端設(shè)置有正極引出線，另一個(gè)集流極的一端設(shè)置有負(fù)極引出線，相鄰電容量存貯單元的正極與負(fù)極引出線相連，頭尾電容量存貯單元的空閑引出線分別連接正引出片4和負(fù)引出片3引出電容，正引出片4與負(fù)引出片3之間由絕緣塑套6隔離，外殼2由外套7包覆。本實(shí)用新型電容器的電容量為 150 200F/g，電極密度達(dá)到0. 5 0. 6g/cm3，單位體積電容量達(dá)到50 80F/cm3。
權(quán)利要求1. 一種雙電層電容器，包括多層電容量存貯單元，其特征在于所述的電容量存貯單元為環(huán)狀，多層電容量存貯單元由內(nèi)至外形成電容器，每層電容量存貯單元之間填充有電解液；所述的電容量存貯單元包括包封環(huán)、集電極、正電極、負(fù)電極和隔膜；兩個(gè)集電極之間設(shè)置有正電極、負(fù)電極和隔膜，所述的隔膜設(shè)置在正負(fù)電極之間，所述的正電極由集流體兩側(cè)面粘附金屬氧化物電極層組成，所述的金屬氧化物電極層為氧化釕電極層、氧化錳電極層或氧化鎳電極層中的一種；所述的負(fù)電極由集流體兩側(cè)面粘附有活性炭電極層組成；所述的集電極兩端、正電極兩端、負(fù)電極兩端和隔膜兩端由包封環(huán)固定；一個(gè)正電極集流體的一端設(shè)置有正極引出線，一個(gè)負(fù)電極集流體的一端設(shè)置有負(fù)極引出線，電容量存貯單元正極引出線與相鄰的電容量存貯單元負(fù)極引出線連接，第一個(gè)電容量存貯單元和最后一個(gè)電容量存貯單元的未連接電極引出線分別作為電容器正極與電容器負(fù)極；所述的活性炭電極層中的活性炭微孔直徑分布為1 2nm，微孔率在90%以上，BET比表面積為2500 3500m2/g,微孔空容為1. 5 1. 8cm3/g。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種雙電層電容器。傳統(tǒng)的雙電層電容器不能充分發(fā)揮雙電層電容器充放電速度快的特點(diǎn)。本實(shí)用新型包括多層電容量存貯單元，每層電容量存貯單元結(jié)構(gòu)相同，每層電容量存貯單元之間填充有電解液，多層電容量存貯單元疊合形成電容器。電容量存貯單元包括包封環(huán)、集電極、正電極、負(fù)電極和隔膜；正負(fù)電極之間設(shè)置有隔膜，正電極由集流體兩側(cè)面粘附有氧化釕電極層、氧化錳電極層或氧化鎳電極層其中一種組成，負(fù)電極由集流體兩側(cè)面粘附有活性炭電極層組成。集電極兩端、正電極兩端、負(fù)電極兩端和隔膜兩端由包封環(huán)固定。本實(shí)用新型在具有較高比電容量的基礎(chǔ)上，具有較高的充放電速度。
文檔編號(hào)H01G9/058GK202178155SQ201120307508
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者韋華鵬 申請(qǐng)人:韋華鵬