[发明专利]一种电化学超级电容器

说明书

                              技术领域

本发明涉及一种电容器，特别是公开一种电化学超级电容器，具体是指化学电源的材料改进的电化学电容器。

                              背景技术

化学电源在应用方面已经拓展到很多领域，随之而来的是其安全型、稳定性问题。电化学超级电容器(EC)作为化学储能方式的一种也遇到了相同的问题，特别是作为高功率储能器件，其工作模式就是大功率、大电流状态下连续工作，如何解决发热问题是近年来研究热点与难点。

                              发明内容

本发明的目的是从EC上述方面的需求进行研究，通常氢镍电池的隔膜都是采用多空有机聚合物，如聚丙烯无纺布，这种隔膜在遇到电源本身过热时并不能很好的保证电源的安全，由此本发明结合EC的特点，对隔膜进行了改进和创新，提供一种采用高离子通过率、在温度过高时会自动保护的隔膜的电化学超级电容器。

本发明是这样实现的：一种电化学超级电容器，包括极片和隔膜，其特征在于所述的隔膜由两层组成，一层为聚丙烯(PP)无纺布层，另一层为聚乙烯(PE)接枝膜层，PP无纺布层与PE接枝膜层通过粘结剂或热加工复合在一起，同时不影响隔膜整体的导电性，即离子通道并不受影响。PP无纺布层与PE接枝膜层厚度比例为1∶(0.2～0.5)，PP无纺布层厚度一般为0.05～0.1mm，PE接枝膜层厚度一般为0.02～0.05mm。

本发明的隔膜厚度为0.10～0.15mm，面密度为50～70g/m²，既保证了EC反应所需的电解质能存储足够的量在隔膜上，又保证了过温闭合时的可靠性。

本发明中对孔隙的要求，强调了有效空的比例问题，要保证离子传道顺利，孔的直径要在0.01～0.1μm(10～100nm)之间，因为水合离子的半径一般为纳米数量级，这种尺度的孔径是最合适的，孔径过小，则影响离子通过效率，孔径过大则影响隔膜强度与均匀性。同时，并非所有的隔膜微孔都是有效的，有大量微孔是一端导通或孔径在10纳米以下的，都不能作为EC反应时有效的通道，所以本发明对有效孔径的比率提出了PP无纺布层为80％及以上和PE接枝膜层为70％及以上的要求，隔膜总有效孔径的有效比率在50～60％之间，隔膜孔隙率在40％～65％之间。

本发明的隔膜在温度超过85℃时，PE接枝膜层微孔闭合，关闭或部分关闭离子通道，电容器反应中止，PP无纺布层支撑PE接枝膜层并避免短路，电容器进入热保护状态，PE接枝膜层的微孔闭合是不可恢复的，因此在使用中通过自动控制方法，不能出现85℃以上的高温环境。

本发明的有益效果是：本发明采用高离子通过率、在温度过高时会自动保护的隔膜，在大功率、大电流状态下连续工作时会过温闭合，不仅保证电源工作的可靠性，还提高了安全性。

下面通过实施例对本发明作进一步说明。

                            具体实施方式

表：不同组分的隔膜具有不同的用途。