本發(fā)明屬于電力電能領(lǐng)域，涉及一種儲(chǔ)能電氣元件，尤其涉及一種超級(jí)電容器。

背景技術(shù)：

超級(jí)電容器（又稱法拉電容、黃金電容）是一種介于傳統(tǒng)電容和二次電池之間的新興儲(chǔ)能電氣元件。超級(jí)電容的高比功率、大電流充放電能力、長(zhǎng)壽命、超低溫性能、高可靠性、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，使得其在工業(yè)電子、交通運(yùn)輸、再生能源、軍事等領(lǐng)域作為功率電源或儲(chǔ)能電源得到廣泛的應(yīng)用。影響超級(jí)電容器的可靠性主要有以下幾個(gè)方面：內(nèi)阻，機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，氣密性等。目前的超級(jí)電容器的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越來(lái)廣泛，對(duì)超級(jí)電容器的可靠性也提出了更高的要求。

現(xiàn)有超級(jí)電容器負(fù)極側(cè)的密封方式大多采用O型圈，依靠外殼對(duì)O型圈的擠壓實(shí)施密封。這種方式有二個(gè)弊端，一是在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，抗振動(dòng)性差，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)泄漏的情況；二是在生產(chǎn)過(guò)程中，入殼工序報(bào)廢率大，因?yàn)檫@個(gè)密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要O型圈的外徑大于超級(jí)電容器外殼的內(nèi)徑，無(wú)法直接裝配，需要特殊的工裝設(shè)備擠壓O型圈入殼，這個(gè)過(guò)程中容易報(bào)廢極芯，也容易劃傷O型圈，影響密封效果。

另外市面上的超級(jí)電容器大多采用1系鋁材的外殼，1系鋁材外殼加工性能好，內(nèi)阻低，但是強(qiáng)度偏低，在超級(jí)電容器長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一些氣體，當(dāng)氣體積累到一定壓強(qiáng)時(shí)，會(huì)擠壓外殼的底部，使底部變形，這樣會(huì)影響外殼和正極集流體的配合，使得超級(jí)電容器內(nèi)阻產(chǎn)生變化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提出了一種全新的超級(jí)電容器，具備結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，多重密封，抗振動(dòng)性好，內(nèi)阻低，散熱性好等優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種超級(jí)電容器，包括頂部敞口的筒狀外殼、端蓋、正極集流體、負(fù)極集流體、極芯和電解液，所述極芯的兩端分別與正極集流體、負(fù)極集流體焊接，端蓋頂部設(shè)有注液口；

端蓋的外周為雙槽設(shè)計(jì)，即設(shè)有上槽和下槽，上槽的圓弧長(zhǎng)度大于下槽的圓弧長(zhǎng)度；負(fù)極集流流外部設(shè)有凹槽，所述凹槽和端蓋的下槽配合，構(gòu)成一個(gè)拼合槽，并在端蓋和負(fù)極集流體的結(jié)合圓弧處焊接，降低超級(jí)電容器的內(nèi)阻；在外殼和端蓋之間填充一體式密封圈，一體式密封圈上設(shè)有雙槽，貼合上槽和拼合槽，并在外殼對(duì)應(yīng)一體式密封圈雙圓弧的位置實(shí)施沖槽，擠壓一體式密封圈，使得一體式密封圈受到壓縮，起到密封作用，改密封方式有效密封面積大，壓縮合理，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，抗振動(dòng)性好；外殼的底部設(shè)有六條凸起的加強(qiáng)筋，提高外殼的強(qiáng)度，并在其底部外周設(shè)有外殼底部下凹槽和正極集流體配合，節(jié)約空間，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，強(qiáng)度高，可靠性好。

進(jìn)一步地，所述的一體式密封圈裝配時(shí)非常簡(jiǎn)單，無(wú)需特殊的工裝夾具，可直接裝配入外殼，依靠外殼沖槽擠壓實(shí)施密封。

進(jìn)一步地，該一體式密封圈上設(shè)有減震部位，絕緣部位，雙槽密封部位，減震部位在密封

圈內(nèi)部的下方，當(dāng)電容器收到強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí)，該部位可以起到緩沖作用，減少端蓋的位移，提高超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；絕緣部位是隔開(kāi)超級(jí)電容器口部的正負(fù)極，避免在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)短路現(xiàn)象，提高超級(jí)電容器的安全性；雙槽密封部位增加了密封面積和密封強(qiáng)度，大大提高了超級(jí)電容器密封的可靠性。

進(jìn)一步地，該一體式密封圈的材質(zhì)優(yōu)選三元乙丙橡膠，性能合適，成本較低，也可以選

擇氟橡膠等其他橡膠。

進(jìn)一步地，所述的端蓋和負(fù)極集流體的結(jié)合圓弧處實(shí)施焊接優(yōu)選激光焊接，強(qiáng)度好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，內(nèi)阻低。

進(jìn)一步地，在該圓弧和外殼之間填充一體式密封圈，一體式密封圈下槽內(nèi)壁凸起的圓弧

貼合該焊縫，即可以起到密封作用，又可以保證焊縫不泄漏。

進(jìn)一步地，所述的沖槽有二處，是通過(guò)沖槽設(shè)備在外殼外壁上擠壓出圓弧型的凹槽，該凹槽剛好和端蓋外側(cè)的圓弧貼合。有二個(gè)益處，一是擠壓一體式密封圈，使得一體式密封圈具備較強(qiáng)的密封作用；二是支撐端蓋和負(fù)極集流體，使超級(jí)電容器整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

進(jìn)一步地，所述的外殼是一次冷擠壓加工完成，不需要額外的機(jī)加工，節(jié)約成本。為提高加工的成功率，在底部下凹的圓環(huán)和上凸的加強(qiáng)筋連接處采用圓弧連接，降低外殼擠壓時(shí)的不良率

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、改變傳統(tǒng)O型圈密封設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，采用創(chuàng)新的一體式密封圈設(shè)計(jì)，密封面積比原來(lái)增加40%，密封效果更加可靠，降低超級(jí)電容器的泄漏率。

2、改變超級(jí)電容器密封環(huán)節(jié)入殼處的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，杜絕傳統(tǒng)入殼方式因?yàn)镺型圈被劃傷的不良隱患，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)省時(shí)省力，降低生產(chǎn)過(guò)程中的報(bào)廢率。

3、提出了一種全新的端蓋和負(fù)極集流體焊接配合方式，焊接完成后共有二個(gè)圓弧的凹槽和外殼沖槽進(jìn)行配合，在二者中間填充一體式密封圈，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，密封性好，抗振動(dòng)性強(qiáng)。

4、采用底部有上凸的六條加強(qiáng)筋，側(cè)面有下凹圓環(huán)設(shè)計(jì)的高強(qiáng)度外殼和正極集流體配合，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，解決了1系鋁材外殼強(qiáng)度較差的問(wèn)題，并且節(jié)約空間，使得超級(jí)電容器內(nèi)部?jī)?chǔ)氣空間充裕，提升了超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的超級(jí)電容器整體剖視圖。

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的一體式密封圈剖視圖。

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的端蓋和負(fù)極集流體組件的配合剖視圖。

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的一體式密封圈和端蓋負(fù)極集流體組件的配合剖視圖

圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的封口結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的外殼的示意圖。

圖7為圖6下部的剖視圖。

圖8為本發(fā)明一實(shí)施例的外殼和正極集流體配合的示意圖。

附圖中涉及的附圖標(biāo)記和組成部分如下所示：

11、端蓋 12、負(fù)極集流體 13、外殼 14、一體式密封圈 15、極芯 16、正極集流體 17、外殼底部；

21、絕緣部位 22、輔助密封部位 23、減震部位 24、外密封部位 25、內(nèi)密封部位 26、保護(hù)部位；

31、端蓋凸起 32、端蓋外周圓弧狀雙槽 33、激光焊接部位 34、負(fù)極集流體上凸起；

41、貼合處 42、φ-整體裝配外徑；

51、靠上的沖槽 52、靠下的沖槽 53、減震示意 54、密封示意 55、支撐示意；

61、外殼加強(qiáng)筋 62、外殼底部下凹槽；

71、外殼底部滾槽 72、正極集流下凸環(huán)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例一

請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1是該實(shí)施例超級(jí)電容器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。該超級(jí)電容器整體形狀為圓柱形，包括頂部敞口的筒狀外殼13、極芯15、正極集流體16、負(fù)極集流體12、端蓋11和電解液（圖中未標(biāo)出）。所述極芯15的兩端分別與正極集流體16、負(fù)極集流體12激光焊接，端蓋11的頂部設(shè)有注液口（圖中未示出）。外殼13和端蓋1形成封閉結(jié)構(gòu)，正極集流體16位于外殼13的內(nèi)底壁處，負(fù)極集流體12靠近端蓋11一側(cè)，極芯15位于正極集流體16和負(fù)極集流體12之間。外殼底部17處設(shè)有上凸起的加強(qiáng)筋，提高外殼強(qiáng)度。

如圖2所示，所述的一體式密封圈由21、22、23、24、25、26六個(gè)部位構(gòu)成，21是絕緣防短路區(qū)域，向內(nèi)傾斜5-10°設(shè)計(jì)，這種傾斜設(shè)計(jì)使得在裝配中21內(nèi)壁貼合端蓋11側(cè)面，如圖4中41處所示；26同樣是絕緣防短路區(qū)域，是防止外殼13沖槽時(shí)觸碰到極芯15引起短路；22是輔助密封區(qū)域，但是當(dāng)超級(jí)電容器內(nèi)部氣壓過(guò)大時(shí)，端蓋會(huì)向上移動(dòng)擠壓22，使得22區(qū)域也具備密封性。23是貼合部，其貼合端蓋11內(nèi)壁，其內(nèi)側(cè)圓弧處有一定的減震作用，當(dāng)單體受到較強(qiáng)的振動(dòng)時(shí)，23在外殼13沖槽和端蓋之間起到緩沖減震的作用，如圖5中53處所示。24、25為雙槽雙重密封區(qū)域，當(dāng)外殼沖槽完成后，如圖5中51、52所示，會(huì)擠壓24、25處，使得23、24構(gòu)成一個(gè)非?？煽康拿芊鈪^(qū)域，和原來(lái)的單個(gè)“O”型圈設(shè)計(jì)相比，增加了約40%的有效密封面積，大大提升了超級(jí)電容器的密封性。綜上，這種一體式密封圈設(shè)計(jì)可以提高單體在復(fù)雜環(huán)境中工作的密封性和穩(wěn)定性。

如圖3、圖5所示，端蓋外側(cè)上部設(shè)計(jì)規(guī)則的圓弧凸起31，寬度約1.5-2mm，高度約0.3-0.5mm，這個(gè)設(shè)計(jì)是針對(duì)旋壓封口機(jī)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的，旋壓封口機(jī)封口后，外殼上部彎曲成型下方會(huì)有一定的圓弧，這樣在端蓋外側(cè)設(shè)計(jì)出圓弧凸臺(tái)31與之配合，如圖5中54處所示，使得填充在二者之間的一體式密封圈22部位，受到的壓力更加均勻，形成一個(gè)有效的密封區(qū)域，提升超級(jí)電容器的密封性。在端蓋11和負(fù)極集流體12結(jié)合33處，實(shí)施激光焊接，降低超級(jí)電容器的內(nèi)阻，如圖5中55處所示，焊縫處剛好構(gòu)成一個(gè)圓弧，用一體式密封圈14填充。 32處設(shè)有2個(gè)圓弧，2個(gè)圓弧設(shè)計(jì)深度是不一樣的，如55處所示，55處的圓弧設(shè)計(jì)的較深，當(dāng)外殼13與之對(duì)應(yīng)的沖槽52進(jìn)來(lái)之后，與之配合，可以起到支撐作用，使得端蓋11和負(fù)極集流體12位置穩(wěn)定，不易產(chǎn)生移動(dòng)，提高超級(jí)電容器整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

如圖4所示，一體式密封圈14和端蓋11、負(fù)極集流體12配合后，整體外徑φ約等于或者稍大于外殼13口部的內(nèi)徑，裝配時(shí)無(wú)需工裝夾具，可直接裝配入殼，杜絕傳統(tǒng)入殼方式因?yàn)镺型圈被劃傷的不良隱患，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)省時(shí)省力，降低生產(chǎn)過(guò)程中的報(bào)廢率。

如圖6、圖7、圖8所示，此外殼的設(shè)計(jì)大大改善了1系鋁材強(qiáng)度強(qiáng)度較差的問(wèn)題，通過(guò)六條外殼加強(qiáng)筋61的方式增加底部的機(jī)械強(qiáng)度，減少超級(jí)電容器在內(nèi)壓增大時(shí)底部的形變，從而保證了超級(jí)電容器整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；并且通過(guò)外殼底部下凹槽62的優(yōu)化設(shè)計(jì)，外殼底部下凹槽62和外殼加強(qiáng)筋61連接處63采用圓弧連接巧妙的和正極集流下凸環(huán)72配合，節(jié)約空間，保證超級(jí)電容器內(nèi)部其他構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不受影響，進(jìn)一步地，在外殼底部17外周實(shí)施沖槽，即形成外殼底部滾槽71，降低內(nèi)阻，并且增加接觸面積，增強(qiáng)了超級(jí)電容器在高功率工作時(shí)的散熱性。