[实用新型]一种叠片式高电压混合电化学电容器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电化学储能器件，尤其是一种叠片式高电压混合电化学电容器。

背景技术

随着经济的不断发展，能源、资源与环境等成为社会的焦点问题，寻找清洁、可再生及资源节约型的能源是人类社会十分迫切而非常艰巨的任务。

目前，在能源领域主要有三种类型的储能器件：电池、物理电容器以及电化学电容器（也称超级电容器）。电化学电容器是近些年来发展起来的介于传统物理电容器和电池特性之间的一种新型绿色储能器件，具有快速充放电特性，功率密度大（为普通电池的几十倍以上），循环寿命长（循环次数可达10万次以上）, 使用温度范围宽(在-40℃～75℃之间)。基于这些独特性能，电化学电容器有非常好的应用前景。

根据储能机理的不同，电化学电容器可分为双电层电容器和法拉第准电容器两大类。双电层电容器是利用电极和电解质之间形成的界面双电层电容来存储能量，其电极通常采用具有高比表面积的多孔炭材料。法拉第准电容电容器是指在电极表面或体相中的二维或准二维空间上，电极活性物质进行欠电位沉积，使其发生快速、可逆的化学吸附/ 脱附或氧化/ 还原反应，从而产生比双电层电容器更高的比容量，其电极材料主要是金属氧化物和导电聚合物。

为了同时获得较高的能量密度和功率密度，近年来发展起来一种新型非对称型电化学电容器（也称混合电化学电容器），即电容器的一极是双电层电极，另一极为法拉第准电容电极。非对称型电化学超级电容器综合了两类电化学电容器的优点，可更好地满足实际应用中负载对电源系统的能量密度和功率密度的整体要求。

在各类金属氧化物/碳非对称型电化学电容器中，PbO₂ /C体系，由于材料价格低及PbO₂电极制造技术成熟，非常适合制造大容量型储能器件；同时由于采用硫酸水溶液作为电解质，具有最高的电导率，因此电容器内阻非常低；另外该体系的电化学窗口为2.20~0.80V，仅次于有机体系，非常适合制造高功率型储能器件。

在实际使用中，作为辅助电源，必须将单体电容器进行串并联，达到适合的电容量与工作电压，通常采用外连接方式。由于现有的PbO₂ /C非对称型电化学电容器，功率密度高，循环寿命长，但其能量密度较低，因此电容器组合后，体积更大，能量密度更低，达不到电动车与混合动力汽车动力电池辅助电源的要求、达不到太阳能与风能发电站储能电池辅助电源的要求，大大地限制了该电容器的应用范围。

发明内容

本实用新型目的是：提供一种不仅体积小，能量密度高，循环寿命长，而且功率密度也显著提高的叠片式高电压混合电化学电容器组合体，以便满足电动车与混合动力汽车动力电池以及太阳能与风能发电站储能器件的辅助电源要求。

本实用新型的技术方案是：一种叠片式高电压混合电化学电容器，包括壳体、正极引出端、多块双极性极板和负极引出端，所述多块双极性极板位于所述正极引出端与所述负极引出端之间，所述多块双极性极板的相邻极板之间有隔板，所述多块双极性极板位于电解液中，其特征在于，所述双极性极板为铅板或者铅合金板，所述铅板或者铅合金板光滑的一面涂布碳粉作为负电极，所述铅板或者铅合金板粗糙的一面上有二氧化铅层作为正电极，所述铅板或者铅合金板自身构成相邻两个电容器的隔离体。

优选的，所述双极性极板为3-6个。

优选的，所述电解液是胶体电解液。

优选的，所述电解液为稀硫酸。

优选的，所述正极引出端、多块双极性极板和负极引出端均采用注塑边框固定，边框之间用树脂黏结方式或者热熔方式组装。

优选的，所述隔板为AGM（玻璃纤维棉）隔板。

优选的，所述隔板厚度1.0-1.5mm，强度为10Kpa。

优选的，所述叠片式高电压混合电化学电容器的结构为富液式结构或阀控密封式结构。

本实用新型的优点是：

1．本实用新型所提供的这种混合电化学电容器，由于采用双极性极板，相邻两个电容器以最短的路径、最小的连接电阻串联，因此电容器组合具有更高的功率密度和能量密度，更小的体积。