本發(fā)明涉及一種儲能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高性能電解電容器。

背景技術(shù)：

目前，傳統(tǒng)方式制造的鋁電解電容器由于卷繞技術(shù)與封裝技術(shù)的限制，已知最大單體尺寸為φ100mm×H260mm，400VDC時最大電容量上限為22000UF。鋁電解電容器體積越大，散熱就成了一個必須面對的問題，鋁電解電容器發(fā)熱是由于自身阻抗功率發(fā)熱和漏電電流引起電化學(xué)發(fā)熱。目前這兩個問題在鋁電解電容器中實際存在。理論上一個功能完好的鋁電解電容器，壽命長短直接的原因由于高溫使電極板電化學(xué)過程加快，縮短電極板極化時間。

現(xiàn)有技術(shù)中，所有大型鋁電解電容器制作都為圓柱體形貌，圓柱直徑過大時熱阻很大，散熱不科學(xué)，中心容易過熱造成電容的局部壽命熱衰竭，如中國專利第201020269753.X公開的電容器，其設(shè)計成圓柱體形貌，包括有實心結(jié)構(gòu)的電芯以及包覆電芯的鋁殼，其散熱面積以及散熱功能不好，電容器發(fā)熱電芯膨脹容易發(fā)生危險。發(fā)熱是電解電容器使用中不可忽視的因素，而現(xiàn)有技術(shù)中的圓柱體形貌鋁電解電容器散熱性差，圓柱式電容直徑越大越不安全，目前應(yīng)對的方法是通過提高正箔耐壓，改良電解液高溫穩(wěn)定性以進(jìn)行改善，然而，這些方法在一定上提高了產(chǎn)品的成本，并且效果并不理想。

另外現(xiàn)有技術(shù)中大部分的電解電容器的由于散熱不暢很容易知道結(jié)構(gòu)老化和損壞，導(dǎo)致蓋板和殼體之間的氣密性變差，影響電容器的穩(wěn)定性和壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種既能夠防止漏液又能夠有效提高穩(wěn)定性的電解電容器。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為采用一種高性能電解電容器，包括殼體，所述殼體的上方安裝有蓋板，所述殼體內(nèi)設(shè)有電芯，所述電芯通過正極引箔條和負(fù)極引箔條分別與正極接線端子和負(fù)極接線端子相通，所述正負(fù)極接線端子可通過熔接端子固定在所述蓋板上，所述蓋板上設(shè)有與所述正負(fù)極接線端子相配合的配接孔，

還包括，密封膠層設(shè)置在電解電容器的殼體開口處，在電解電容器蓋板邊緣設(shè)置有與所述密封膠層形狀匹配的凹槽，所述蓋板頂部設(shè)置有活動卡鉤，所述活動卡鉤與所述殼體的凹槽配接；

用于夾持電芯的電芯壓片；其中，所述電芯設(shè)計成扁平狀，其數(shù)量為復(fù)數(shù)個；所述電芯包括有正極箔片、鉚接于正極箔片上的正極耳、負(fù)極箔片、鉚接于負(fù)極箔片上的負(fù)極耳、以及電解紙。

優(yōu)選的：所述正極箔片為獨立的單片設(shè)計，其形狀與扁平電芯的機構(gòu)相適配，一個電芯包括有復(fù)數(shù)片獨立的正極箔片，該正極箔片采用多片疊層并獨立引出正極極耳。

優(yōu)選的：所述負(fù)極箔片以及電解紙均為長條片狀設(shè)計，一個電芯僅包括有一長條片負(fù)極箔片以及一層以上長條片電解紙。

優(yōu)選的：所述電芯設(shè)計有1對以上電極引出條，電芯結(jié)構(gòu)采用平面疊層片式設(shè)計，該平面疊層片式系采用負(fù)極箔片與電解紙連續(xù)卷繞，而正極箔片則平行疊進(jìn)負(fù)極箔片與電解紙形成的連續(xù)包圍中。

優(yōu)選的：所述密封膠層包括三段，第一段為從殼體邊緣向殼體中心向殼體底部傾斜的斜坡；第二段為平行于所述殼體底部且向所述殼體中心突出的凸臺；第三段為垂直于所述殼體側(cè)壁設(shè)置的凸臺。

優(yōu)選的：所述密封膠層為環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的：所述凹槽的第一端均位于所述殼體側(cè)壁的中心處。

優(yōu)選的：相鄰兩個所述凹槽之間的夾角角度相同。

優(yōu)選的：所述活動卡鉤通過鉸鏈與所述蓋板鉸接。

本發(fā)明通過提供新的密封結(jié)構(gòu)和電芯結(jié)構(gòu)，電芯結(jié)構(gòu)采用平面疊層片式化設(shè)計，疊片結(jié)構(gòu)采用負(fù)極箔片與電解紙連續(xù)卷繞，正極箔片則平行疊進(jìn)負(fù)極箔片與電解紙形成的連續(xù)包圍環(huán)境中，從而較傳統(tǒng)鋁電解電容器的性能高，安全可靠。密封結(jié)構(gòu)采用密封膠層和活動卡鉤，能夠增加密封性能。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)帶狀電極與卷繞電芯示意圖；

圖2是本實用型高性能的鋁電解電容器示意圖；

圖3是本實用型高性能的鋁電解電容器的電芯圖示；

圖4是本發(fā)明高性能的鋁電解電容器的電芯卷繞示意圖；

圖5是本發(fā)明高性能的鋁電解電容器的帕狀疊片及電極示意圖；

圖6 是本發(fā)明高性能電解電容器的防漏結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

參照圖2-圖4所示，本發(fā)明高性能的鋁電解電容器100包括有電芯3、電解液(未圖示)、外殼2以及蓋板3；其中，還包括有夾持電芯的電芯壓片(未圖示)；所述電芯3設(shè)計成扁平狀，其數(shù)量為復(fù)數(shù)個；所述電芯壓片由彈性鋼片制成。

所述電芯3包括有正極箔片10、鉚接于正極箔片10上的正極耳100、負(fù)極箔片111、鉚接于負(fù)極箔片111上的負(fù)極耳110、以及電解紙12。其中，正極箔片10為獨立的單片設(shè)計，其形狀與扁平電芯1的結(jié)構(gòu)相適配，一個電芯1包括有復(fù)數(shù)片獨立的正極箔片10；而負(fù)極箔片111以及電解紙12均為長條片狀設(shè)計，一個電芯3僅包括有一長條片負(fù)極箔片111以及一長條片電解紙12。正極箔片10采用多片疊層并獨立引出正極耳100，這樣使得電荷路徑低阻抗化，發(fā)熱降低。

其中，負(fù)極箔片111與電解紙12為不中斷的連續(xù)繞制，正極箔片10則是鉚接好正極耳100后置入電解紙12的夾層之中，即：在連續(xù)卷繞過程中，當(dāng)電解紙12與負(fù)極箔片111繞過后，在水平線方向時，放置上一片鉚好正極耳100的正極箔片10；當(dāng)電解紙12與負(fù)極箔片111繞過一圈再次在水平線方向時，再放置上一片鉚好正極耳100的正極箔片10，如此不停繞制，當(dāng)疊入設(shè)計數(shù)量的鉚好正極耳的正極箔片10后，電解紙12與負(fù)極箔片111繼續(xù)卷繞一定長度后，實施捆包短路刷選處理，這樣一個流程就制作成完整的一個電芯3。電芯3制作好后經(jīng)過干燥處理，對干燥處理好的電芯投入電解液注入設(shè)施注入若干電解液處理，電芯3注入電解液后經(jīng)過裝配、封裝、電極賦能、測試處理后即可具有獨立的儲存電荷功能。

電芯3最少有1對以上極耳，在有明確正負(fù)極的情況下，正極箔片10設(shè)計入片數(shù)為一片以上，入片總數(shù)上不封頂。本發(fā)明實施例為10對極耳，正極入片數(shù)為10片，負(fù)箔和電解紙為連續(xù)性卷繞而成。本發(fā)明實施例中，按10對極耳，入片數(shù)10片來計，實際單個電芯厚度為3～5mm。

本發(fā)明實施例中，電芯設(shè)計有1對以上電極引出條、有正極性要求時每層正電極疊片單獨引出，電芯結(jié)構(gòu)采用平面疊層片式化設(shè)計，疊片結(jié)構(gòu)采用負(fù)極箔片與電解紙連續(xù)卷繞，正極箔片則平行疊進(jìn)負(fù)極箔片與電解紙形成的連續(xù)包圍環(huán)境中，從而較傳統(tǒng)鋁電解電容器的性能高，同時簡化了制造過程，并能采用自動化卷繞入片設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。

參照圖5所示，本發(fā)明正極箔片10呈帕狀比傳統(tǒng)長帶狀電極如圖1所示的a為電極箔片，b為極耳。本新型的正極箔片具有更小的電流路徑、電極板方阻更小，其中箭頭方向為電流路徑。蓄電核心采用1個以上數(shù)量的電芯單元設(shè)計、電荷進(jìn)出路徑低阻抗化，10對以上正負(fù)電極引出條、且每層正電極疊片單獨引出，卷繞結(jié)構(gòu)上采用扁平化設(shè)計，疊片結(jié)構(gòu)采用負(fù)極箔片與電解紙連續(xù)卷繞，正極箔片10則平行疊進(jìn)負(fù)箔111與電解紙12形成的連續(xù)包圍圈之中，較傳統(tǒng)鋁電解電容器的性能高，同時簡化制造過程，并能采用自動化卷繞設(shè)備生產(chǎn)實現(xiàn)。其中，電芯數(shù)量、體積的大小、外形隨容量、耐壓高低、環(huán)境的具體條件可進(jìn)行具體量化設(shè)計。

目前傳統(tǒng)方式制造的電容器由于卷繞技術(shù)與封裝技術(shù)的限制，最大單體尺寸為φ100mm x H260mm，例如400VDC最大容量上限為22000UF。而本發(fā)明采用疊層電容結(jié)構(gòu)，疊層電容容量由疊層的大小與多少決定有效容值大小，只要將材料面積足夠大、疊層數(shù)無限疊層，即可以使單體電容器容量無上限，滿足一切大容量應(yīng)用場合，技術(shù)實現(xiàn)沒有上限。

本發(fā)明鋁電解電容器結(jié)構(gòu)與扁片電芯相一致，其基本型貌為扁平狀，電極端子為螺栓連接方式，電容橫切面為橢圓環(huán)型或者為大R角的規(guī)則多邊型。扁平化有利于蓄電單元低熱阻阻抗，電容器的熱點為中心線位置，散熱路徑為中心向外傳導(dǎo)散熱，經(jīng)過實驗，同容量的兩種電容，扁平式結(jié)構(gòu)電容器與傳統(tǒng)的圓柱狀鋁電解電容器相比，圓柱狀的電容器熱阻路徑較扁平體結(jié)構(gòu)電容的熱阻大一倍以上，在電容器高度不變，截面積不變，散熱結(jié)構(gòu)展開為長條狀時，圓柱狀的電容器的熱路徑成倍的減小。

如圖6所示，本發(fā)明的一個實施例中包括殼體1，所述殼體1的上方安裝有蓋板2。在本實施例中，所述蓋板2的材質(zhì)可分為兩部分，上部為酚醛材料，周邊為橡膠層，選用橡膠層的原因是因為橡膠材質(zhì)軟，有較好的密封效果，且可以很好地固定。所述蓋板也可以其它材質(zhì)，只要能實現(xiàn)與所述殼體的密封配合即可。

所述殼體1內(nèi)設(shè)有電芯，所述電芯通過正極引箔條和負(fù)極引箔條分別與正極接線端子和負(fù)極接線端子相通，所述正負(fù)極接線端子可通過熔接端子固定在所述蓋板2上，所述蓋板2上設(shè)有與所述正負(fù)極接線端子相配合的配接孔，所述配接孔用于使所述正極接線端子5、所述負(fù)極接線端子6通過該孔并與所述正極引箔條、所述負(fù)極引箔條連接。

所述殼體1的開口處設(shè)有一密封膠層4，在本實施例中，所述密封膠層4具體設(shè)置在所述殼體1的上端開口結(jié)構(gòu)處，所述蓋板2的頂部與所述殼體1開口處的密封膠層4具有形狀相匹配的凹槽，在配接過程中，可實現(xiàn)所述蓋板2與所述殼體1的固定連接，進(jìn)而保證所述電解電容器的穩(wěn)固性。所述殼體1通過冷擠壓形成下端封閉上端開口的結(jié)構(gòu)，在所述蓋板2上還設(shè)置有包覆配接區(qū)的異性密封件4，所述密封膠層4包括三段，第一段為從殼體邊緣向殼體中心向殼體底部傾斜的斜坡；第二段為平行于所述殼體底部且向所述殼體中心突出的凸臺；第三段為垂直于所述殼體側(cè)壁設(shè)置的凸臺。與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述異性密封件4的設(shè)置使密封結(jié)構(gòu)和蓋板的密封具有更強的密封性能，所述電解電容器在使用過程中不需要擔(dān)心電解液泄露及所述電解電容器易脫落。在本技術(shù)方案中，所述密封膠層4可為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)的設(shè)置可使得所述電解電容器的密封效果更好，且還具有在高溫狀態(tài)下工作穩(wěn)定性好，大大降低了所述電解電容器的漏液風(fēng)險，在產(chǎn)業(yè)上可廣泛使用。

如圖1所示，在所示殼體的外表面上開設(shè)有一凹槽5。所述凹槽為多個，所述凹槽可為任意形狀，比如弧形槽或橫截面為三角形的凹槽等。各所述凹槽的第一端連接于同一點，所述凹槽的深度優(yōu)選為1~5mm。各所述凹槽的第一端均位于所述殼體1側(cè)壁的中心處。相鄰兩個所述凹槽之間的夾角角度相同，該角度的設(shè)置使得各凹槽分布均勻。本技術(shù)方案的另一實施例：在蓋板頂部還包括一個通過鉸鏈6與所述蓋板鉸接的活動卡鉤，所述活動卡鉤和凹槽配接卡緊固定。增加電解電容器的密封性。

傳統(tǒng)的電解電容器和殼體都是圓柱型的，通過實驗證明，以400V/1100uF、85度、5000h規(guī)格的產(chǎn)品為例，在負(fù)載狀態(tài)，環(huán)境溫度為85度下圓柱體產(chǎn)品的電芯中心溫升為1.5度，耐紋波電流能力為18A，而本技術(shù)方案中，橢圓形產(chǎn)品電芯中心溫升為1度，耐波紋電流能力為21A。

本發(fā)明的電解電容器結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，密封效果明顯。本發(fā)明不僅具有損耗低、漏電小、密封性好和使用壽命長的特點，而且還具有在高溫狀態(tài)下工作穩(wěn)定性好，電解電容器內(nèi)的電解液不會泄露。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實施方式不應(yīng)視為對本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。