[发明专利]一种超级电容加固方法

说明书

技术领域

本发明属于航空电子技术领域，特别是应用于强振动环境下的航空机载电子设备。

背景技术

超级电容器采用特种工艺，在较小的体积内实现了很大的电容容量。同样Φ35×60的尺寸，常规铝电解电容容量一般做到33mF，而超级电容则可以达到400F，容量是前者的12000倍。因此，在航空电子系统中，超级电容是大容量电能存储的理想介质。

然而，由于飞机上逐步采用性能更优的钽电容来替代铝电解电容，同样采用铝壳封装的超级电容，诞生之初并未在飞机上大量使用，而是面向工业领域应用，如用于新能源(风电、太阳能发电等)系统中做电能贮存。在这些领域中，超级电容(组)工作于相对稳定的环境中，其工作温度范围一般在-40℃～60℃之间，基本没有耐受强振动的需求。

随着工艺的不断改进，目前有部分超级电容已经可以达到机载电子设备-55℃～70℃的工作温度范围，具备了在机载电子设备应用的基本条件。然而，机载电子设备工作环境较为恶劣，除了-55℃～70℃的工作温度范围要满足，还要能够耐受长时间大量值振动的要求。实际应用中，在机载设备强振动条件下(6小时振动)，超级电容内部电极连接片容易因振动疲劳出现断裂的情况(统计失效率达到80％以上)。

分析超级电容在强振动条件下电极连接片断裂的原因，主要是因为电容芯体与外壳之间存在间隙，振动条件下，芯体在外壳内部高频晃动，导致连接片折断。

航空电子设备上传统的加固方法有：胶粘、灌封(缝隙添胶固化)、机械加固(采用螺钉、套箍)等方法，然而，由于超级电容芯体浸泡在电解液中，这些方法都无法实施。

因此，需要有一种有效对超级电容器结构进行加固的方法，以使之能在航空机载设备上使用。

发明内容

发明目的：提供一种超级电容加固的方法，增强超级电容对振动的耐受能力，使超级电容能够在航空机载电子设备上使用。

技术方案：一种超级电容加固方法，包括以下步骤：

步骤一：在电容芯体15装入铝外壳11前，先将电容芯体15外缠绕一圈橡胶板17，然后放入铝外壳11中；

步骤二：灌入电解液，然后将铝外壳11卷边扣紧封口盖板13，完成初步封装；

步骤三：将封装好的电容器放入压钳18中，压钳18将电容铝外壳11压出若干个凹坑，凹坑卡紧电容芯体15；

步骤四：根据需要，移动压钳18到超级电容铝外壳11的其它地方，重复步骤三，完成电容的加固。

有益效果：本发明对铝外壳的挤压，使铝外壳紧紧的卡住芯体，避免振动环境下芯体在外壳内晃动，使普通的铝壳超级电容具有了耐受长时间强振动的能力。采用该方法加固后的超级电容器，经飞机实际振动试验验证，未出现损坏情况，可以在航空机载电子设备上使用，完全符合航空领域的特殊需求。

附图说明

图1为本发明针对的超级电容剖面图；

图2a为本发明针对的超级电容加固后剖面图；

图2b为本发明针对的超级电容加固后的A-A剖面图；

图3为本发明针对的超级电容挤压加固示意图。

其中，11铝外壳；12电极；13封口盖板；14连接片；15电容芯体；16凹坑；17橡胶板；18压钳。

具体实施方式

下面结合附图对发明的一种实施例作进一步详细描述，请参阅图1至图3。

本发明针对超级电容外壳与芯体之间存在的间隙，通过对外壳某些点施加压力，使铝外壳产生凹坑紧固芯体。为了避免铝外壳压力过大挤破芯体表面绝缘层而导致短路，在芯体外部缠绕一层橡胶板。

针对如图1所示的超级电容器，其原有的典型装配顺序为将电容芯体15装入铝外壳11中，灌入电解液，将封口盖板13放入铝外壳11中压紧，然后将铝外壳11卷边扣紧封口盖板13。

本发明的一实施例，进行加固实施时，步骤如下：

步骤一：在电容芯体15装入铝外壳11前，先将电容芯体15外缠绕一圈橡胶板17，然后放入铝外壳11中；橡胶板17一方面起到绝缘作用，另一方面，可以缓冲压钳18挤压电容铝外壳时的受力，避免挤压过度造成电容铝的损毁；

步骤二：灌入电解液，然后将铝外壳11卷边扣紧封口盖板13，完成初步封装；

步骤三：将封装好的电容器放入压钳18中，压钳18在电容铝外壳11的上半部分将电容铝外壳11压出若干个凹坑，凹坑卡紧电容芯体15；本实施例中，在电容铝外壳11压出4个凹坑，具体数量根据需求而定，一般不少于两个，也不宜过多，避免影响电容铝外壳的结构强度；