本發(fā)明涉及一種雙層電容器，具體地，涉及一種采用了多孔絕緣體層的雙層電容器。
背景技術(shù)：
：超級電容器(也稱做電化學(xué)電容器)是一種能夠大容量存儲電能并且具有大功率放電特性的電容器，是一種介于電容器與電池之間的新型儲能器件，超級電容器與傳統(tǒng)的電容器不同，它是通過電極和電解液之間的界面、和/或電極表面或內(nèi)部的可逆氧化還原反應(yīng)儲存電荷的，它的性能與作用都介于傳統(tǒng)電容器和二次電池之間。雙層電容器屬于超級電容器中的一種，通常采用碳材料作為電極，它的原理是電極表面與電解液兩側(cè)會出現(xiàn)電性相反的過剩電荷，從而使相間產(chǎn)生電位差。因此，如果在電解液中同時插入兩個電極，并在其間施加一個小于電解質(zhì)溶液分解電壓的電壓，這時電解液中的正負(fù)離子在電場的作用下會迅速向兩極運動，并分別在兩個電極的表面形成緊密的電荷層，即雙電層，它所形成的雙電層和傳統(tǒng)的電容器中的電介質(zhì)在電場作用下產(chǎn)生的極化電荷相似，從而產(chǎn)生電容效應(yīng)，構(gòu)成了一個雙電層電容器。與普通電容器和普通充電電池相比，它具有更大的比電容量?，F(xiàn)有技術(shù)中通常是直接在集流體上涂覆活性材料層來形成正極和負(fù)極，然后在正負(fù)極間設(shè)置隔膜來構(gòu)成一個雙層電容器。這種常規(guī)結(jié)構(gòu)的雙層電容器，其活性材料與電解液的接觸面積有限，影響了其比電容的增加，而比電容是雙層電容器的一個重要參數(shù)，決定著電容器的容量，而盡量提高電容器容量也是雙層電容器發(fā)展中所面臨的一個熱點問題；另外雙層電容器中所固有的等效串聯(lián)電阻也是制約雙層電容器性能的一個重要因素，謀求更低的等效串聯(lián)電阻也是亟待解決的一個問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明要提供一種具有較高比電容、同時具有較低等效串聯(lián)電阻的雙層電容器。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明的一個方面是提供一種雙層電容器，包括正極集流體、正極活性材料、多孔絕緣體層、負(fù)極集流體、負(fù)極活性材料，其特征在于，多孔絕緣體層中的多孔呈多孔立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中浸漬有電解液；其中多孔絕緣體層的一側(cè)與正極集流體接觸，另一側(cè)與位于負(fù)極集流體上的負(fù)極活性材料接觸，正極活性材料填充于多孔絕緣體層的靠近正極集流體一側(cè)的孔中并與正極集流體形成導(dǎo)電接觸，另一側(cè)的孔中不設(shè)正極活性材料和負(fù)極活性材料以形成絕緣部分，或者多孔絕緣體層的一側(cè)與負(fù)極集流體接觸，另一側(cè)與位于正極集流體上的正極活性材料接觸，負(fù)極活性材料填充于多孔絕緣體層的靠近負(fù)極集流體一側(cè)的孔中并與負(fù)極集流體形成導(dǎo)電接觸，另一側(cè)的孔中不設(shè)正極活性材料和負(fù)極活性材料以形成絕緣部分。根據(jù)該方面的雙層電容器，其中多孔絕緣體層為多孔立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的玻璃纖維層、無紡布。根據(jù)該方面的雙層電容器，其中正極活性材料和負(fù)極活性材料為活性碳顆粒、碳纖維、碳納米管。根據(jù)該方面的雙層電容器，其中多孔絕緣體層厚度為60-80μm，正極活性材料或負(fù)極活性材料的填充深度為35-45μm。本發(fā)明的另一方面是提供一種雙層電容器，包括正極集流體、正極活性材料、多孔絕緣體層、負(fù)極集流體、負(fù)極活性材料，其中，多孔絕緣體層中的多孔呈多孔立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中浸漬有電解液，多孔絕緣體層的一側(cè)與正極集流體接觸，另一側(cè)與位于負(fù)極集流體接觸，正極活性材料填充于多孔絕緣體層的靠近正極集流體一側(cè)的孔中并與正極集流體形成導(dǎo)電接觸，負(fù)極活性材料填充于多孔絕緣體層的靠近負(fù)極集流體一側(cè)的孔中并與負(fù)極集流體形成導(dǎo)電接觸，其中正極活性材料與負(fù)極活性材料不接觸，之間形成不設(shè)有正極活性材料與負(fù)極活性材料的部分，以使二者形成絕緣。根據(jù)該另一方面的雙層電容器，其中多孔絕緣體層為多孔立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的玻璃纖維層、無紡布。根據(jù)該另一方面的雙層電容器，其中正極活性材料和負(fù)極活性材料為活性碳顆粒、碳纖維、碳納米管。根據(jù)該另一方面的雙層電容器，其中多孔絕緣體層厚度為80-100μm，正極活性材料和負(fù)極活性材料的填充深度分別為35-40μm。本發(fā)明的優(yōu)點在于：通過采用多孔立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的絕緣體層，并將活性材料填充于其中，相對于現(xiàn)有技術(shù)中在集流體上直接涂覆活性材料層，可顯著增大活性材料與電解液的接觸面積，提高了電容器的比表面積，并且由此可以拉近正負(fù)極之間的實際距離，進(jìn)而增大比電容并減小等效串聯(lián)電阻，同時在絕緣體層中通過不設(shè)有正極活性材料和負(fù)極活性材料的部分來形成一個絕緣層，來避免短路，起到了隔膜的作用。具體實施方式通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。提供這些實施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。本發(fā)明通過將活性材料填充進(jìn)多孔絕緣體層來增大與電解液的接觸面積，同時拉近正負(fù)極活性物質(zhì)的距離，具體的填充方法沒有限定，可以采用常規(guī)的填充方法，同時控制填充深度，例如：可以先在多孔絕緣體層一側(cè)孔內(nèi)設(shè)置阻擋材料以形成阻擋層，然后在另一側(cè)填充活性物質(zhì)，填充完畢后，去除阻擋層，以形成一側(cè)孔填充有活性物質(zhì)，另一側(cè)孔不填充活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)；當(dāng)然也可以直接填充，如采用活性物質(zhì)浸漬的方式，但填充時應(yīng)注意控制深度。對于多孔絕緣體層的材料選擇，需要多孔立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以能在充分容納活性物質(zhì)的情況下，也能充分吸納電解液，具體材料例如玻璃纖維層、無紡布等。正極和負(fù)極活性材料沒有限定，可為常規(guī)的雙層電容器用碳基活性材料，如活性碳、碳納米管、碳纖維等，但尺寸要與多孔絕緣體層的孔徑相適應(yīng)，以能順利填充為準(zhǔn)。對于上述多孔絕緣體層厚度的選擇，厚度太大的，會導(dǎo)致正負(fù)極間距過大，不利于性能的提升，厚度過小，會使活性材料的填充不易控制，影響成品率和成品性能，對于填充深度，填充過深會導(dǎo)致不設(shè)活性材料的部分過薄，工藝不易控制，容易出現(xiàn)短路問題，填充深度過淺，會使得正負(fù)極實際距離較遠(yuǎn)，達(dá)不到拉近二者距離的目的，因此，對于單側(cè)填充活性材料的方案，多孔絕緣體層厚度優(yōu)選為60-80μm，正極活性材料或負(fù)極活性材料的填充深度優(yōu)選為35-45μm；對于雙側(cè)填充活性材料的方案，多孔絕緣體層厚度優(yōu)選為80-100μm，正極活性材料和負(fù)極活性材料的填充深度分別優(yōu)選為35-40μm。實施例1：提供鋁箔作為正極集流體和負(fù)極集流體，在負(fù)極集流體上設(shè)置碳基負(fù)極活性材料；提供一多孔立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的玻璃纖維層(厚度60μm)，將作為正極活性材料的活性碳顆粒填充進(jìn)玻璃纖維層的一側(cè)，控制填充深度(約45μm)，以使玻璃纖維層的另一側(cè)的孔中不填充正極活性材料，將正極集流體設(shè)于玻璃纖維的上述一側(cè)，并使正極集流體與正極活性材料導(dǎo)電接觸，將帶有負(fù)極活性材料的負(fù)極集流體設(shè)于另一側(cè)，然后含浸電解液。實施例2：提供鋁箔作為正極集流體和負(fù)極集流體，在負(fù)極集流體上設(shè)置碳基負(fù)極活性材料；提供一多孔立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的玻璃纖維層(厚度60μm)，將作為正極活性材料的活性碳顆粒填充進(jìn)玻璃纖維層的一側(cè)，控制填充深度(約30μm)，以使玻璃纖維層的另一側(cè)的孔中不填充正極活性材料，將正極集流體設(shè)于玻璃纖維的上述一側(cè)，并使正極集流體與正極活性材料導(dǎo)電接觸，將帶有負(fù)極活性材料的負(fù)極集流體設(shè)于另一側(cè)，然后含浸電解液。實施例3：提供鋁箔作為正極集流體和負(fù)極集流體，提供一多孔立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的玻璃纖維層(厚度100μm)，將作為正極活性材料的活性碳顆粒填充進(jìn)玻璃纖維層的一側(cè)，控制填充深度(約35μm)，將作為負(fù)極活性材料的活性碳顆粒填充進(jìn)玻璃纖維層的另一側(cè)，控制填充深度(約35μm)，以在二者之間形成不填充活性材料的部分，以使正極活性材料和負(fù)極活性材料不接觸，避免短路，然后將正極集流體和負(fù)極集流體分別設(shè)于玻璃纖維兩側(cè)，并使二者分別與正極活性材料和負(fù)極活性材料導(dǎo)電接觸，然后含浸電解液。下表列出了實施例1-3所制備雙層電容器的等效串聯(lián)電阻和比電容，可以看出，采用本發(fā)明所限定結(jié)構(gòu)的雙層電容器，能夠得到較低的等效串聯(lián)電阻和較高的比電容。等效串聯(lián)電阻(毫歐)比電容(f/g)實施例123181實施例228175實施例321195以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁12