[发明专利]一种薄型软包装超级电容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄型软包装超级电容器，属于超级电容器技术领域。

背景技术

超级电容器是一种介于物理电容和蓄电池之间的新型储能器件，具有比传 统电容器高得多的能量密度和比蓄电池大得多的功率密度，集长寿命、高功率 密度、宽使用温度范围、充电速度快等特性于一身。超级电容器的这些优良特 性使其在交通、无线电通信、军事、清洁能源系统等领域中有着极其广泛的应 用。

随着超级电容器应用领域的不断扩展，越来越需要超级电容器能够放置到 有限的空间中去，这对超级电容器的体积和形态提出了更高的要求。当传统的 金属外壳被用作外部封装部件时，超级电容器产品的厚度较高，体积和形态存 在很大的局限性。为此，一种采用高分子薄膜与金属箔组成的多层复合膜作为 外部封装材料的薄型超级电容器逐渐引起人们的关注。比如，中国专利第 CN100414653C号以及中国专利第CN201117445Y号都报道了这种软包装超级电容 器。与传统的金属外壳超级电容器相比，这种新型超级电容器的优势在于采用 了具有极佳柔性的多层复合膜，使其在形态和制造工艺上更灵活，可以制造薄 型和超薄型超级电容器。

从控制厚度的角度考虑，这类薄型软包装超级电容器一般采用层叠式结构， 且正、负极极耳位于电容器芯的一端。由于受到电容器体积和极耳位置的限制， 正、负极极耳的厚度和面积均不可能太大，因此，极耳很难承受较大的充放电 电流。这样以来，薄型软包装超级电容器的质量比功率一般仅在1Kw/Kg左右。 当大电流充放电时，电容器内部热量分布不均匀，正、负极极耳附近容易出现 局部过热的现象，这严重影响到了超级电容器使用的安全性。

针对这一弊病，中国专利第CN101281820A号公布了一种层叠式超级电容器 及其制造方法，其特点在于正、负极引出端分别位于电极层叠体相对的两侧。 这样一方面减小了由于电子导电慢而产生的极化，明显改善了电容器的放电性 能；另一方面使得层叠式超级电容器在放电过程中产生的热量能均匀分布于电 容器内部，从而避免了电容器内部局部过热的现象。但是，这种结构的超级电 容器在层叠体的两侧均必须预留出足够宽度的空白集流体作为正、负极引出端 的连接区域，而这部分空间是不能用于存储能量的。因此，这种电容器在质量 比功率提升的同时质量比能量大幅下降。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术的不足，提供一种适合大电流充放电、使 用安全同时保持高质量比能量的薄型软包装超级电容器。

本发明的技术方案是：

一种薄型软包装超级电容器，包括软包装薄膜、电解液、电容器芯、正极 极耳和负极极耳；其特征在于：电容器芯由正极片、多孔隔离膜和负极片依次 相间叠加在一起组成；每片正极片的一端的端部有空白正极集流体，每片负极 片的一端的端部有空白负极集流体；正极极耳与负极极耳位于电容器芯的两 端。

上述正极片、负极片为2至10组，同组正极片的空白正极集流体的位置相 同，同组负极片的空白负极集流体的位置相同；各组空白正极集流体的位置相 互错开，且位于电容器芯的一端的端部，各组空白负极集流体的位置相互错开 且位于电容器芯的另一端的端部。

上述正极极耳和负极极耳分别与相应的空白正极集流体和空白负极集流体 连接；正极极耳和负极极耳与软包装薄膜接触部位设置有封胶。

上述正极极耳的厚度是空白正极集流体厚度的5～30倍，负极极耳的厚度 是空白负极集流体厚度的5～30倍。

正极极耳的厚度是空白正极集流体厚度的5～9倍，负极极耳的厚度是空白 负极集流体厚度的5～9倍。

上述电容器芯两端的正极极耳和负极极耳分别至少有1个。

上述电容器芯两端的正极极耳和负极极耳个数分别为1～5个。

上述空白正极集流体的宽度和空白负极集流体的宽度分别小于正极极耳和 负极极耳的宽度。

上述正极极耳和负极极耳的宽度分别为空白正极集流体的宽度和空白负极 集流体宽度的2～5倍。

本发明的有益效果在于：

(1)正极极耳和负极极耳分别置于电容器芯的两端，可有效避免正极极耳 和负极极耳间的短路，还可使电容器内部的热量分布更加均匀，从而提高薄型 软包装超级电容器的使用安全性；