[发明专利]芯片形式超级电容器

说明书

公开一种适合于使用焊料回流工艺安装在印刷电路板上的储能设备。在一些实施例中，所述设备包括：密封的壳主体(例如，其上附接有盖的下主体)，所述密封的壳主体包括设置在所述主体内的正极内部接触件和负极内部接触件(例如，金属接触垫)，并且每个接触件相应地与正极外部接触件和负极外部接触件电连通。所述外部接触件中的每个都提供到主体外部的电连通，并且可以设置在所述主体的外表面上。双电层电容器(EDLC)(在本文中也称为“超级电容器”或“超级电容”)储能单元设置在所述主体中的空腔内，包括交替的电极层和电绝缘分隔体层的堆叠体。电解质设置在所述空腔内并且润湿所述电极层。正极引线将第一组一个或多个所述电极层电连接到所述正极内部接触件；并且负极引线将第二组一个或多个所述电极层电连接到所述负极内部接触件。

相关申请的交叉引用

本申请根据37CFR§1.53(b)提交，并且进一步根据35U.S.C.§1.119(e)要求于2017年10月3日提交的、标题为“芯片超级电容器”的先前提交的临时申请62/567，752的权益，所述临时申请的全部内容出于任何目的通过引用并入本文。

背景技术

1.技术领域

本文公开的本发明涉及储能装置，并且特别地，涉及一种被配置为安装到电路板的超级电容器。

2.背景技术

大多装置利用具有设置在电路板上的部件的电子器件。与所有电子产品一样，有效的电源是为部件供电的必要条件。一种用于在电路板上提供本地电力的技术涉及诸如电池和电容器的储能装置的使用。

通常，常规的电容器提供小于约360焦耳每千克的比能量，而常规的碱性电池具有的密度为约590kJ/kg。超级电容器(也称为“超级电容”)可以比电池更快地接受和递送电荷，并且比可再充电电池承受更多的充电和放电循环。这使得超级电容器的实现成为电工程师的有吸引力的解决方案。

作为第一设计障碍，对于给定的充电，典型的超级电容器可能比常规电池大得多。即使在功率密度方面有进步，还有另一个问题是面向工艺的。也就是说，电路的组装需要将部件焊接到电路板。该“回流工艺”产生的热量足够大以使常规的超级电容器劣化或损坏。因此，尽管超级电容器的使用可能是用于对安装在电路板上的电子器件供电的有吸引力的解决方案，但是所述解决方案对于需要高电力输出的紧凑设计来说是不可用的。除此之外，现有超级电容器技术的另一个问题是此类部件的寿命有限。

所需要的是可用于为设置在电路板上的电子部件供电的超级电容器。优选地，超级电容器提供紧凑的设计，所述设计适合于部件的不断缩小的大小，能够经受回流处理并且提供有用的操作寿命。

发明内容

在一个方面，公开了一种适合于使用焊料回流工艺安装在印刷电路板上的储能设备。在一些实施例中，所述设备包括：密封的壳主体(例如，其上附接有盖的下主体)，所述密封的壳主体包括设置在所述主体内的正极内部接触件和负极内部接触件(例如，金属接触垫)，并且每个接触件相应地与正极外部接触件和负极外部接触件电连通。所述外部接触件中的每个都提供到主体外部的电连通，并且可以设置在所述主体的外表面上。双电层电容器(EDLC)(在本文中也称为“超级电容器”或“超级电容”)储能单元设置在所述主体中的空腔内，包括交替的电极层和电绝缘分隔体层的堆叠体。电解质设置在所述空腔内并且润湿所述电极层。正极引线将第一组一个或多个所述电极层电连接到所述正极内部接触件；并且负极引线将第二组一个或多个所述电极层电连接到所述负极内部接触件。

在一些实施例中，所述电极层中的每个都包括基本上不含粘合剂并且基本上由碳质材料构成的储能介质。在一些实施例中，所述储能介质包括限定空隙空间的碳纳米管网络；和碳质材料(例如，活性碳)，其位于所述空隙空间中并且由所述碳纳米管网络界定。在一些实施例中，至少一个电极层包括双面电极层，所述双面电极层具有设置在导电集电器层的相对表面上的储能介质。