[发明专利]电能存储系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于存储电能的装置。它特别地、但并非以限制的方 式应用于超级电容器、电容器、和发电机或电池。更准确地说，本发 明涉及用于存储电能的装置的密封和电连接。

背景技术

近来已经提出被称为高功率类型的大量电能存储装置，例如超级 电容器。

不过，已知设备在它们的密封性和它们的电源连接方面并非完全 令人满意。

常规地，超级电容器包括线圈元件，其由缠绕在自身上的一堆叶 状物或片状物(阳极、收集器、阳极、隔离器、阴极、收集器、阴极、 隔离器)构成，在每个末端伸出的这些叶状物之一被称为电流收集器。 这种线圈元件被放在封套中，封套包括通过盖子在至少其两个末端之 一被封闭的主体。

根据现有技术，为了产生这种电能存储系统，由机械装置通过例 如压接、拧紧或转动(将主体的边缘翻回到盖子上以压迫设置在它们 俩之间的密封垫圈)将盖子连接到封套的主体上。

另外，还将提到在封套的主体内为了产生电连接而适当使用电连 接元件，在每个盖子之间配备有电连接端和线圈状元件。

例如电连接元件，某些设计使用从线圈状元件伸出的电流收集器、 并切割以形成一堆或多堆电流收集突出部，利用这些突出部与盖子的 电连接端相连。

不过，这些实施例是复杂的并导致非常笨重的电能存储装置。

另外，由于并非所有的圈(turn)都被连接到电连接端，所以在线 圈状元件中电流并不是均匀分布的。这种特性促进某些圈中的离子和 电子的集中从而损害其它圈，因此导致：

-串联阻抗的增大，串联阻抗对能量存储元件的性能具有副作用(可 用的能量和功率减少)，

-加热，其由电流收集器对内部热的去除不利而被促进，和

-能量存储元件中的局部老化或甚至是加速老化。

因此，其它实施例提出通过透明激光技术焊接在线圈状元件和每 个盖子之间设置的中间电连接部分。

不过，这些设计是复杂的，因为要执行的操作大大增加。另外， 这种中间电连接部分的存在使电能存储系统的设计在质量方面复杂 化。

还可以提到一种对于电能存储系统的设计，其中线圈状元件被直 接压扁并抵靠焊接到盖子上，以便使整个体积最优化。

不过在这种情况下，盖子的机械关闭阻止盖子上呈现的焊接区域 与线圈状元件的所有圈接触，从而限制被焊接圈的数量。

另外，超级电容器的所有这些实施例都具有一个共同特征，即， 它们具有密封缺陷。

实际上，超级电容器类型的这些装置的老化导致在电能存储单元 的封套中产生气体，其引起封套中压力升高。

通过将盖子转动或拧紧到封套的主体上的传统关闭方法并非设计 用于阻挡该压力增大并引起在电能存储系统中失去密封，有时引起溶 剂的渗漏，或甚至是在最坏的情况下，引起突然破裂。

另外，在当前时刻，在它们安装在模块中时，这些机械电能存储 装置需要在每对相邻的装置之间加入电连接元件，以便使它们电连接。

在某些设计中，刚性或柔性带状的、片状的编织或堆叠类型的这 些部分被拧紧到一对电能存储装置的各电连接端的每一个上。

这些模块设计经常需要对部件进行例如镀锡或镀镍的昂贵处理， 从而保证上螺钉时最佳的电接触。

其它实施例包括这些部分的焊接。但是由焊接产生的温度升高经 常限制其对未完成元件的实施，并在使生产方法大大复杂化的电解液 填充步骤之前导致大部分时间用于组装模块。

通过增加连接器部分产生这些模块装置所需时间长且过程复杂。

本发明的目的特别是克服现有技术的缺点。

本发明的另一个目的是提出一种用于电能存储的系统，其具有易 于实施的配置，同时还提供简单和安全的电连接。

本发明的另一个目的是提出一种用于电能存储的系统，具有随时 间流逝可靠的密封系统，能抵抗非常高的内部压力，并且其可调节的 密封性能可以应付低于10^-9mbar.l.s^-1的值。

还希望提出用于电能存储的系统，其提供成本、重量、空间和生 产时间方面的节省。

本发明的另一个目的是提出一种用于电能存储的系统，其促进其 与其它类似系统的联合，从而形成一种电能存储模块。

发明内容