[发明专利]监视超级电容器的安全工作的方法

说明书

本申请根据35U.S.C.§120要求2011年9月20日提交申请的美国专利申请13/237139的优先权，且基于其内容并通过引用将其内容整体援引于此。

背景技术

本公开总地涉及电化学双层电容器的压力监视系统。

发明内容

电双层电容器或超级电容器是通常表现出比其它电化学电容器类型更高的能量密度的电化学能量存储器件。然而，当电化学双层电容器随时间在其额定电压下被充电时，在容纳电容器的容器内可能产生气体。这种气体的产生是对电化学双层电容器进行存储和放电时可能发生的不合需的化学和电化学反应的副产品。气体的产生往往会增加容器的内部压力。

来自电化学双层电容器的集聚气体的排气可能是不合需的。例如，这些气体可能对人或环境有害，并容易起火或爆炸。此外，排气可使外部空气和水蒸气被引入到容器中，这可进一步劣化电化学双层电容器的性能。

发明人已认识到，随着电化学双层电容器本身的性能劣化，电化学双层电容器在充电期间往往会增加气体的产生。随着电化学双层电容器的性能劣化，会产生更多的气态产物，由此进一步增加容器内的压力。因此，发明人已发现容器内的内压可能关联于电化学双层电容器的健康和/或性能。

为了监视电化学双层电容器的健康并防止电化学双层电容器经历过压状态，发明人已研发出一种能监视容器的内压的外压监视系统。

在一个实施例中，用于容纳电极和电解质的电化学双层电容器的容器包括壳体，该壳体具有腔和罩部，所述罩部被耦合至壳体由此与腔形成流体密封的储液器。容器也包括纳入到壳体或罩部的一个或多个中的多个端子，其中多个端子适于电耦合至电极，并且压力顺应膜被纳入到壳体和罩部中的一个之内。

在另一实施例中，电化学双层电容器的压力监视系统包括具有流体密封的储液器的容器、纳入到容器中的压力顺应膜，其中压力顺应膜响应流体密封的储液器内的流体压力而挠曲。压力监视系统也包括位移测量设备，其适于测量压力顺应膜的挠曲。

在又一实施例中，一种管理容器内的压力的方法包括监视与容纳电化学双层电容器的容器内的流体密封的储液器流体连通的压力顺应膜的挠曲。该方法也包括将压力顺应膜的挠曲与容器的基线部分进行比较。

由本文描述的实施例提供的这些和附加特征鉴于下面的详细描述并结合附图将被更充分地理解。

附图简述

附图中示出的实施例在性质上是解说性的和示例性的，并且不旨在对由权利要求书限定的主题事项构成限制。解说性实施例以下的详细描述可在结合下面的附图阅读时被最好地理解，在附图中相同的结构使用相同的附图标记指示，而且在附图中：

图1示出根据本文示出和描述的一个或多个实施例的电化学双层电容器的容器的前视立体图；

图2示出根据本文示出和描述的一个或多个实施例的部分展开的电化学双层电容器的前视立体图；

图3示出根据本文示出和描述的一个或多个实施例的图1的电化学双层电容器的容器沿剖切线A-A得到的部分前视截面图，该容器包括位移测量设备；

图4示出根据本文示出和描述的一个或多个实施例的图1的电化学双层电容器的容器沿剖切线A-A得到的部分前视截面图，该容器包括位移测量设备；

图5示出根据本文示出和描述的一个或多个实施例的图1的电化学双层电容器的容器沿剖切线A-A得到的部分前视截面图，该容器包括位移测量设备；

图6示出根据本文示出和描述的一个或多个实施例的图1的电化学双层电容器的容器沿剖切线A-A得到的部分前视截面图，该容器包括压敏膜；以及

图7示出根据本文示出和描述的一个或多个实施例的电化学双层电容器的压力监视系统的示意图。

具体实施方式

本文描述的实施例涉及电化学双层电容器的压力监视系统。一示例性压力监视系统包括：在其中设置电化学双层电容器的容器；以及纳入到容器中并与电化学双层电容器流体连通的压力顺应膜。压力监视系统也包括位移测量设备。随着容器内的压力增大，压力顺应膜向外挠曲。位移测量设备监视压力顺应膜的向外挠曲。对该挠曲进行处理以估计容器内的压力。

参见图1，电化学双层电容器200包括具有流体密封的储液器214的容器210。在图示实施例中，容器210包括具有腔213的壳体212以及耦合于壳体212或与壳体212一体形成的罩部216。壳体212和罩部216一起形成流体密封的储液器214，在流体密封的储液器214内插入双层电容器单元400。双层电容器单元400由填充流体密封的储液器214中的任何空隙的液体电解质围绕。