[发明专利]超电容能量储存装置的蓄电单元的封装方法

说明书

本发明涉及一种能量储存装置的封装方法，特别是涉及一种超电容(Ultracapacitor)能量储存装置的蓄电单元的封装方法。

电池是将一定形式能量不经过中间机械转换过程而直接转换为电能的电源装置。电容是储存电荷的电子元件。一般而言，电池的储存能量高但输出功率低，而电容的储存能量低但输出功率高。因此电池被视为一种电能的「能量储存器」，而电容则是「功率储存器」，各自在不同的用途上为人们所运用。

随着3C(电脑、通讯与消费性电子产品)时代的来临，多功能、高效率、短小轻薄的电子产品在人们的日常生活中随处可见，例如：笔记本电脑、移动电话、随身听。为满足电子产品可携带且长时间使用的要求，充足的可携式能源供应即成为关键性问题，但传统的电池及电容的组合显然已无法满足要求。于是一种新能量储存装置——超电容(Ultracapcitor)因此孕育而生。

传统电容器是以绝缘材料(insulating material)或电介质(dielectric)夹于两导体之间来达到分离的效果，其电容现象是将导体表面的电荷分离而产生的。

超电容能量储存装置所采用「电化双层」(electrochemical doublelayer，简称EDLC)则没有分离的材料来建立电介质层，其充电与能量储存是发生在电化双层的界面(interface)。超电容可达到远高于传统电容技术的能量密度(energy density)，以及超高的功率密度(powerdensity)。相较于传统的电池，其可释出百倍于电池的功率，储存二十倍以上的电能。

目前，超电容能量储存装置已由实验阶段成功进入小量商品应用，其产品应用也由国防卫星及军事特殊用途，而逐渐迈向汽车、机电工业与通讯电子产业的产品。

请参照图1A和图1B，其表示出了公知的超电容能量储存装置的结构及其制法。

美国专利第5384685、5464453、5711988、5800857、5821033、5825610号，以及台湾专利公告第283273、284921号所提出的方法，是在两电极片11之间夹置两密合垫(gasket)12，其间同时夹置一条块13，而形成一堆叠结构10。密合垫是采用高分子胶体制作成膜，再割取所需形状而成。其中电极片11内面的高表面积被覆层16上可形成有适当之微突起17以帮助支撑与绝缘该两电极片11。

然后，加热使两密合垫12软熔(reflow)而使两电极片11及两密合垫12相粘结，并在堆叠结构10内部形成密封的空隙15。

待冷却至室温后抽出条块13即在堆叠结构10侧面形成一填充端口14，再将电解液由该填充端口14填入该堆叠结构10内部的空隙15，之后将填充端口14密封即完成一蓄电单元的封装。

然而，上述蓄电单元的封装方法必须先以高分子胶体制作成膜并割取所需形状而形成密合垫，才能完成蓄电单元的堆叠结构以及填充端口，然后再填充电解液以及密封填充端口，制作过程过于繁琐并不适合大量生产。因此仍有需要提出一种新的封装方法，以解决现有技术中所存在的上述缺点。

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种制作过程简单、适合于大量生产的超电容能量储存装置的蓄电单元的封装方法，以降低生产成本。

本发明的上述目的是这样实现的：一种超电容能量储存装置的蓄电单元的封装方法，是直接在电极片堆叠的过程中填注电解液，省略了电极片刮边、高分子胶体制膜、割取所需形状等形成与密封填充端口的步骤，因而能够有效简化制作过程、提高生产效率与降低成本。

本发明的封装方法，包含下列步骤：

涂布胶墙：在第一电极片的上表面的周围涂布一环状胶墙；

填注电解液：填注电解液于环状胶墙所包围的第一电极片的上表面；

堆叠电极片：将第二电极片堆叠于第一电极片上；

软熔胶墙：加热软熔环状胶墙，用以粘结第一电极片、第二电极片以及环状胶墙，并密封电解液于第一电极片与该第二电极片之间。

环状胶墙是由对电极片具有良好的粘着性且具耐酸性的材料所构成，例如：一种热可塑性(therma1 plastic)的树脂，可被加热软熔后再聚合。

第二电极片的下表面，也可形成第二环状胶墙，对应第一电极片的上表面的第一环状胶墙，可同时加热软熔第一环状胶墙与第二环状胶墙以密封电解液，而使蓄电单元更具密封性。

可在涂布胶墙步骤中以热风或红外线加热、紫外线、辐射线等方式加速环状胶墙的聚合。

软熔胶墙步骤的加热来源可为超声波、热风或红外线。