超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)，其包括端蓋以及金屬極板，在所述金屬極板的一端面且靠近金屬極板邊緣處設(shè)置有凸起裝置，所述凸起裝置與所述金屬極板一體設(shè)置，且凸起裝置位于以金屬極板中心為圓心的同一直徑的圓面上；在所述端蓋內(nèi)側(cè)端面設(shè)置有容置腔，所述容置腔的內(nèi)側(cè)端面敞開而形成供所述凸起裝置完全伸入的開口，所述容置腔開口處的直徑與所述金屬極板的凸起裝置的直徑相適配，所述金屬極板通過所述凸起裝置完全位于所述端蓋的容置腔內(nèi)而與所述端蓋緊密相連。本發(fā)明的金屬極板與蓋板結(jié)構(gòu)的端蓋連接更為可靠，不易產(chǎn)生脫離或松動。
【專利說明】超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種超級電容器，尤其是一種超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]超級電容器是一種介于傳統(tǒng)電容和可充電電池之間的新型儲能器件，其由于具有功率高、充放電速率快、循環(huán)壽命長且綠色環(huán)保等多種優(yōu)點(diǎn)，近年來在工業(yè)電子、交通運(yùn)輸、再生能源等領(lǐng)域作為功率電源或儲能電源得到越來越廣泛的應(yīng)用。
[0003]常用的大容量超級電容器，比如3000F的超級電容器，由于其容量大，且大電流充放電速率快，如其結(jié)構(gòu)設(shè)計不當(dāng)，電容器很容易產(chǎn)生漏液或正負(fù)極端子被燒毀，因此，一般常見的大容量的超級電容器通常包括一端開口且另一端封閉的金屬殼體，所述金屬殼體封閉端向外延伸而形成金屬極柱，在該金屬殼體內(nèi)部裝設(shè)于該殼體內(nèi)的芯子后，使用外端面具有金屬極柱的蓋板密封金屬殼體的開口端而形成超級電容器。
[0004]為使大容量的超級電容器結(jié)構(gòu)更為牢靠，傳統(tǒng)用于對超級電容器金屬殼體進(jìn)行密封的蓋板結(jié)構(gòu)，通常包括其密封作用的密封蓋以及與芯子相連的起極性作用的極板，在所述密封蓋外端面中心位置設(shè)置有金屬極柱；所述極板與密封蓋電性相連，進(jìn)而使位于密封蓋的金屬極柱作為超級電容器的一個電極。密封蓋與極板的連接的方式，傳統(tǒng)的手段是通過卡接的方式使極板與密封蓋連接在一起；該種結(jié)構(gòu)形式的蓋板結(jié)構(gòu)雖然連接方式較為簡單，但極板與密封蓋為卡接；在使用過程中，當(dāng)超級電容器受到強(qiáng)烈震動時，極板與密封蓋很容易發(fā)生脫離，進(jìn)而導(dǎo)致超級電容器內(nèi)阻變大，或使超級電容器功能失效。
[0005]為解決上述超級電容器所存在的技術(shù)缺陷，在中國專利號為ZL201210053176.4的專利文獻(xiàn)中公開了一種超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)，該蓋板結(jié)構(gòu)中，金屬極板上設(shè)置極柱，密封蓋上設(shè)置有與該極柱相適配的套體，極板與密封蓋連接時，使極柱伸入套體內(nèi)而通過激光焊接或鉚接的方式使極板與密封蓋板相連。該結(jié)構(gòu)形式的蓋板結(jié)構(gòu)雖然較傳統(tǒng)的蓋板結(jié)構(gòu)有一定的改進(jìn)，但在使用過程中發(fā)現(xiàn)，因極柱與套體接觸面積有限，在極柱與金屬套體之間通過激光焊接或鉚接而相連時，如果出現(xiàn)焊接或鉚接質(zhì)量問題，極柱與金屬套體仍很容易發(fā)生脫落和松動，進(jìn)而導(dǎo)致超級電容器內(nèi)阻變大。另外，所改進(jìn)的密封環(huán)結(jié)構(gòu)雖然一定程度上解決了產(chǎn)品的漏液問題，但裝配操作起來比較麻煩；且由于極板結(jié)構(gòu)原因，致使芯子與極板連接面積過小，經(jīng)過一段時間使用后，芯子與極板相連的位置就會產(chǎn)生松動，進(jìn)而導(dǎo)致超級電容器的阻抗將增大，致使超級電容器產(chǎn)品失效。因此，基于以上所存在的技術(shù)缺陷，有必要對傳統(tǒng)超級電容器蓋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)，所述超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)的金屬極板與蓋板結(jié)構(gòu)的端蓋連接更為可靠，不易產(chǎn)生脫離或松動。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)，其包括由金屬材料制成的端蓋以及與所述端蓋相連的金屬極板，在所述金屬極板的一端面且靠近金屬極板邊緣處設(shè)置有凸起裝置，所述凸起裝置與所述金屬極板一體設(shè)置，且凸起裝置位于以金屬極板中心為圓心的同一直徑的圓面上；在所述端蓋內(nèi)部設(shè)置有容置腔，所述容置腔的內(nèi)側(cè)端面敞開而形成供所述凸起裝置完全伸入的開口，所述容置腔開口處的直徑與所述金屬極板的凸起裝置的直徑相適配，所述金屬極板通過所述凸起裝置完全位于所述端蓋的容置腔內(nèi)而與所述端蓋緊密相連。
[0008]在一實(shí)施例中，所述凸起裝置為環(huán)繞靠近金屬極板邊緣位置延伸的環(huán)狀形凸邊。
[0009]在一實(shí)施例中，所述凸起裝置為多個以所述金屬極板為中心間隔設(shè)置的凸柱或弧形片。
[0010]在一實(shí)施例中，所述端蓋包括圓形基座以及直徑小于所述圓形基座且凸出設(shè)置圓形基座外側(cè)端面的圓形凸臺，在所述圓形凸臺的中心位置向外凸出形成有金屬極柱。
[0011]在一實(shí)施例中，所述超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)還包括由絕緣材料制成的密封圈，所述密封圈包括中間開孔的環(huán)形圈體，所述環(huán)形圈體的孔直徑與所述端蓋的圓形凸臺的直徑大小相適配；沿所述環(huán)形圈體的內(nèi)側(cè)邊緣向外側(cè)凸出形成有第一圓形絕緣邊，且沿所述環(huán)形圈體的外側(cè)邊緣向內(nèi)側(cè)方向凸出而形成有第二圓形絕緣邊，所述第一圓形絕緣邊高度大于所述第二圓形絕緣邊高度，且第一絕緣邊高度與圓形凸臺的高度相適配，所述第二圓形絕緣邊高度與所述端蓋的圓形基座的厚度相適配。
[0012]在一實(shí)施例中，所述容置腔開口處的腔壁靠近圓形基座的邊緣處設(shè)置，且直徑小于圓形基座的直徑。
[0013]在一實(shí)施例中，所述金屬極板的凸起裝置與所述端蓋的容置腔為過盈配合。
[0014]在一實(shí)施例中，所述金屬極板的凸起裝置與所述端蓋通過激光焊接或鉚接而相連。
[0015]在一實(shí)施例中，所述金屬極板的直徑小于所述外蓋板的圓形基座直徑且大于所述外蓋板的腔體直徑，在所述金屬極板的中心設(shè)置有中心孔，所述凸起裝置內(nèi)側(cè)的金屬極板的板面上以金屬極板的中心孔為中心沿金屬極板的徑向開設(shè)有多個狹長槽。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下述有益效果:(I)由于本發(fā)明金屬極板設(shè)置有凸起裝置，且該凸起裝置為環(huán)繞靠近金屬極板邊緣位置延伸的環(huán)狀形凸邊，或多個以所述金屬極板為中心間隔設(shè)置且靠近金屬極板邊緣位置的凸柱或弧形片，而端蓋內(nèi)部設(shè)置有容置腔，當(dāng)金屬極板與端蓋相連時，使凸起裝置完全伸入該容置腔內(nèi)，并與容置腔緊密接觸；由于凸起裝置與容置腔相連時，接觸面積比較大，無論通過過盈配合或是通過激光焊接或鉚接使其相連時，易于操作，接觸連接點(diǎn)較多，提高了其連接的可靠性，進(jìn)而保證了超級電容器芯子與金屬極板相連時，其在遇到強(qiáng)烈震動的情形下，超級電容器芯子與端蓋的連接不會產(chǎn)生松動或脫離的現(xiàn)象，提高了超級電容器的質(zhì)量。(2)由于本發(fā)明金屬極板的板面開設(shè)有中心孔和狹長槽，在超級電容器的芯子與金屬極板相連時，該中心孔以及多個狹長槽保證了芯子更牢靠的金屬極板相連，進(jìn)而提升了金屬極板與超級電容器芯子的連接的可靠性；(3)由于本發(fā)明的密封圈包括中間開孔的環(huán)形圈體、第一圓形絕緣邊以及第二圓形絕緣邊，且第一圓形絕緣邊使所述端蓋的圓形凸臺與超級電容器的殼體相絕緣，第二圓形絕緣邊使所述端蓋的圓形基座與超級電容器的殼體相絕緣且同時對端蓋起密封作用，因第一圓形絕緣邊高度大于第二圓形絕緣邊的高度，在外力作用下對超級電容器殼體進(jìn)行密封時，第二圓形絕緣邊不會產(chǎn)生褶皺，進(jìn)而提高了超級電容器的密封性能，避免了超級電容器因密封不嚴(yán)而導(dǎo)致漏液的現(xiàn)象。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)的立體分解結(jié)構(gòu)示意圖，圖中示出了本發(fā)明超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)的立體分解結(jié)構(gòu)；
[0018]圖2為本發(fā)明超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖，圖中示出了本發(fā)明超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)的各部件的相對位置關(guān)系。
[0019]圖3a為本發(fā)明超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)的端蓋的一視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3b為本發(fā)明超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)的端蓋另一視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4a為本發(fā)明超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)的端蓋的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4b為本發(fā)明超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)的端蓋的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4c為本發(fā)明圖4b的A-A向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5a為本發(fā)明超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)的金屬極板的一視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5b為本發(fā)明超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)的金屬極板的另一視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6a為本發(fā)明超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)的金屬極板的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6b為本發(fā)明圖6a的B_B向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖7a為本發(fā)明超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)的密封圈的一視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖7b為本發(fā)明超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)的密封圈的另一視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖8a為本發(fā)明超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)的密封圈的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖8b為本發(fā)明超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)的圖8a的C-C向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032]本發(fā)明的超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)，除了具有對超級電容器殼體的開口端進(jìn)行密封的作用之外，其在對超級電容器殼體的開口端進(jìn)行密封時，超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)與超級電容器殼體內(nèi)部的芯子相連而做為超級電容器的一個電極。因該超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)具有作為超級電容器的一個電極以及對超級電容器殼體進(jìn)行密封等功能，因此，本發(fā)明主要圍繞如何改進(jìn)蓋板結(jié)構(gòu)才能使其與超級電容器芯子連接的更牢固，內(nèi)阻最低以及如何改進(jìn)蓋板結(jié)構(gòu)使其密封性能更好的角度出發(fā)，來闡述本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容。
[0033]參見圖1和圖2，本發(fā)明的超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)包括端蓋1、金屬極板2和密封圈3 ;其中，端蓋I采用金屬材料制成，金屬極板2的一端面位于端蓋I的內(nèi)側(cè)端面而與端蓋I相連，另一端面用于與超級電容器的芯子相連，密封圈3套設(shè)在所述端蓋I上而與端蓋I相配合密封超級電容器殼體的開口端。
[0034]參見圖3a和圖3b，本發(fā)明的端蓋I包括圓形基座11以及圓形凸臺12，其中，所述圓形凸臺12凸出設(shè)置在該圓形基座11的外側(cè)端面，且圓形凸臺12的直徑小于所述圓形基座11的直徑；沿所述圓形凸臺12的中心位置向外凸出形成有金屬極柱121，該金屬極柱121作為超級電容器的一個電極。
[0035]參見圖4a、圖4b和圖4c，本發(fā)明的端蓋I內(nèi)部設(shè)置有容置腔13，所述容置腔13的內(nèi)側(cè)端面敞開而形成供金屬極板2伸入的開口，金屬極板2通過伸入該開口內(nèi)而與端蓋I相連。容置腔13開口處腔壁131靠近圓形基座11邊緣處設(shè)置，且直徑略小于圓形基座I的直徑。
[0036]參見圖5a和圖5b，本發(fā)明的金屬極板2包括板體21和凸起裝置22 ;其中，凸起裝置22位于板體21內(nèi)側(cè)的端面上，且靠近板體21的邊緣而與板體21 —體設(shè)置。
[0037]參見圖6a和圖6b，本發(fā)明的板體21的板面上設(shè)有中心孔211和多個狹長槽212 ；其中，中心孔211位于板體21的中心位置。狹長槽212沿板體21的徑向開設(shè)，并以所述中心孔211為中心呈輻射狀設(shè)置，該多個狹長槽212均位于所述凸起裝置22內(nèi)側(cè)而由所述凸起裝置22環(huán)繞。在金屬極板2與超級電容器芯子連接時，電容器芯子極片連接位于該狹長槽212內(nèi)，狹長槽212沿板體21的徑向并呈輻射狀設(shè)置，保證了芯子與金屬極板2相連的更牢靠。
[0038]再次參見圖5a和圖5b，本發(fā)明的凸起裝置22位于所述金屬極板2的一端面上，且靠近板體21的邊緣位置，并位于板體21的中心為圓心的同一直徑的圓面上，也就是說凸起裝置22到板體21的中心等距離設(shè)置。
[0039]再次參見圖2和圖4c，本發(fā)明的凸起裝置22的直徑與所述端蓋I的容置腔13開口處的直徑相適配，且該凸起裝置22可完全伸入該容置腔13內(nèi)而與所述端蓋I緊密相連。如圖中所示，本發(fā)明的凸起裝置22優(yōu)選為沿靠近金屬極板2邊緣延伸的環(huán)狀形凸邊221 ；當(dāng)欲使端蓋I與金屬極板2相連時,使環(huán)狀形凸邊211完全位于容置腔13內(nèi)而容置腔緊密接觸，為了使端蓋I與金屬極板2連接的更為牢固，所述環(huán)狀形凸邊221與容置腔13連接優(yōu)選過盈配合，然后通過激光焊接或鉚接的方式在環(huán)狀形凸邊221與容置腔13連接處進(jìn)行加固；顯而易見的是，單獨(dú)采用過盈配合的方式，或通過激光焊接或鉚接的方式亦可以使環(huán)狀形凸邊211與容置腔13實(shí)現(xiàn)相連。
[0040]做為環(huán)狀形凸邊221的可替代形式，本發(fā)明的凸起裝置22也可以多個以所述金屬極板為中心間隔設(shè)置的凸柱或弧形片，該多個間隔設(shè)置的凸柱或弧形片亦位于以板體21的中心為圓心的同一直徑的圓面上，這樣，同樣可以達(dá)到環(huán)狀形凸邊221所起到的技術(shù)效果O
[0041]上述結(jié)構(gòu)中的凸起裝置22與容置腔13相連時，接觸面積比較大，接觸連接點(diǎn)較多，連接可靠高，當(dāng)超級電容器芯子與金屬極板2相連時，在遇到強(qiáng)烈震動的情形下，因金屬極板2與端蓋I的連接不會產(chǎn)生松動或脫離的現(xiàn)象，因而保證了超級電容器芯子不會因震動而產(chǎn)生松動或脫離。
[0042]參見圖7a和圖7b，本發(fā)明的密封圈3由絕緣材料制成，其包括中間開孔的環(huán)形圈體31，所述環(huán)形圈體31的孔直徑與本發(fā)明的端蓋I的圓形凸臺12的直徑大小相適配，且所述環(huán)形圈體31的外徑與所述端蓋的圓形基座11的直徑相適配。
[0043]同時參見圖8a、圖8b和圖2，本發(fā)明的密封圈3還包括第一圓形絕緣邊32和第二圓形絕緣邊33，其中，第一圓形絕緣邊32沿所述環(huán)形圈體31的內(nèi)側(cè)邊緣向環(huán)形圈體31的外側(cè)端面而凸出形成；而第二圓形絕緣邊33是沿所述環(huán)形圈體31的外側(cè)邊緣而向環(huán)形圈體31內(nèi)側(cè)端面方向凸出而形成。所述第一圓形絕緣邊32高度大于所述第二圓形絕緣邊33高度，且第一絕緣邊32的高度與所述端蓋的圓形凸臺12的高度相適配，所述第二圓形絕緣邊33的高度與所述端蓋I的圓形基座的11厚度相適配。
[0044]本發(fā)明的密封圈3套設(shè)于端蓋I上時，第一圓形絕緣邊32可使所述端蓋I的圓形凸臺12與超級電容器的殼體相絕緣，第二圓形絕緣邊33可使所述端蓋I的圓形基座11與超級電容器的殼體相絕緣，且第二圓形絕緣邊33由于位于端蓋I與超級電容器殼體之間，因此可以對超級電容器其到很好的密封作用，又因為第二圓形絕緣邊33的高度較小，在外力作用下對超級電容器密封時，其邊緣不會產(chǎn)生褶皺，進(jìn)而提高了超級電容器的密封性能，避免了超級電容器因密封不嚴(yán)而導(dǎo)致漏液的現(xiàn)象。
【權(quán)利要求】
1.一種超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)，包括由金屬材料制成的端蓋以及與所述端蓋相連的金屬極板，其特征在于，在所述金屬極板的一端面且靠近金屬極板邊緣處設(shè)置有凸起裝置，所述凸起裝置與所述金屬極板一體設(shè)置，且凸起裝置位于以金屬極板中心為圓心的同一直徑的圓面上；在所述端蓋內(nèi)部設(shè)置有容置腔，所述容置腔的內(nèi)側(cè)端面敞開而形成供所述凸起裝置完全伸入的開口，所述容置腔開口處的直徑與所述金屬極板的凸起裝置的直徑相適配，所述金屬極板通過所述凸起裝置完全位于所述端蓋的容置腔內(nèi)而與所述端蓋緊密相連。
2.如權(quán)利要求1所述的超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸起裝置為環(huán)繞靠近金屬極板邊緣位置延伸的環(huán)狀形凸邊。
3.如權(quán)利要求1所述的超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸起裝置為多個以所述金屬極板為中心間隔設(shè)置的凸柱或弧形片。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述端蓋包括圓形基座以及直徑小于所述圓形基座且凸出設(shè)置于所述圓形基座外側(cè)端面的圓形凸臺，在所述圓形凸臺的中心位置向外凸出形成有金屬極柱。
5.如權(quán)利要求4所述的超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)還包括由絕緣材料制成的密封圈，所述密封圈包括中間開孔的環(huán)形圈體，所述環(huán)形圈體的孔直徑與所述端蓋的圓形凸臺的直徑大小相適配；沿所述環(huán)形圈體的內(nèi)側(cè)邊緣向外側(cè)凸出形成有第一圓形絕緣邊，且沿所述環(huán)形圈體的外側(cè)邊緣向內(nèi)側(cè)方向凸出而形成有第二圓形絕緣邊，所述第一圓形絕緣邊高度大于所述第二圓形絕緣邊高度，且第一絕緣邊高度與所述端蓋的圓形凸臺的高度相適配，所述第二圓形絕緣邊高度與所述端蓋的圓形基座的厚度相適配。
6.如權(quán)利要求4所述的超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述容置腔開口處的腔壁靠近圓形基座的邊緣處設(shè)置，且直徑小于圓形基座的直徑。
7.如權(quán)利要求6所述的超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬極板的凸起裝置與所述端蓋的容置腔為過盈配合。
8.如權(quán)利要求7所述的超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬極板的凸起裝置與所述端蓋通過激光焊接或鉚接而相連。
9.如權(quán)利要求8所述的超級電容器用蓋板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬極板的直徑小于所述外蓋板的圓形基座直徑且大于所述外蓋板的腔體直徑，在所述金屬極板的中心設(shè)置有中心孔，所述凸起裝置內(nèi)側(cè)的金屬極板的板面上以金屬極板的中心孔為中心沿金屬極板的徑向開設(shè)有多個狹長槽。
【文檔編號】H01G11/70GK104319113SQ201410443955
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】陳樂茵, 陳宇澄 申請人:富華德電子有限公司