[发明专利]兼具储能与冲击传感功能的自传感超级电容器及制造方法

权利要求书

1.一种兼具储能与冲击传感的自传感超级电容器；其特征在于，该自传感超级电容器采用多单体串联叠层式结构，多单体串联叠层式结构中单体电容器由氧化钌电极（1）、钛集流体（2）、刚性法兰（3）和电解液（6）构成；多单体串联叠层在一起；再与带有凸起电极（8）的单个传感单体电容串联形成半成品叠层电容；每两个半成品叠层电容的有凸起电极（8）的一面相对错位固定，使两凸起电极（8）错开一段距离；该两个半成品叠层电容的正负电极用弹性法兰（4）胶封，然后用弹性灌封胶（7）灌封成一体，弹性灌封后的电容侧面斜对称各放置刚性基底（5）；该两个半成品叠层电容之间即是传感单体电容；其中，两凸起电极（8）错开一段距离是两单体电容的正或负电极上的凸起在电极之间错位固定，即相对于对称轴垂直错开一段距离，两个凸起的高度之和稍大于两个电极之间的距离，保证电极在发生微小的相对移动时两个凸起能够接触，造成器件瞬间短路，输出电压瞬间下降，完成冲击探测；即形成自传感超级电容器。

2.根据权利要求1所述兼具储能与冲击传感的自传感超级电容器；其特征在于，所述正负电极和集流体都采用钛基氧化钌涂层；所述电解液采用质量分数38%的硫酸溶液；所述弹性灌封胶采用712灌封胶，所述斜对称放置的刚性基底采用硬铝制作。

3.根据权利要求1所述兼具储能与冲击传感的自传感超级电容器；其特征在于，所述传感单体电容的正负电极错位断开的短路结构，在非冲击条件下，弹性法兰（4）不变形，两凸起电极（8）错开组成的短路结构错位断开，不影响超级电容器的正常对外供电；当处于外界高过载冲击环境下，弹性法兰（4）产生变形，单体电容的正负电极发生相对移动，原本错开一段距离的凸起电极触点闭合形成短路，输出电压在瞬间向下发生短暂跳变，从而感知过载冲击，即形成所谓的自传感超级电容器。

4.一种权利要求1所述兼具储能与冲击传感的自传感超级电容器的制造方法；其特征在于，所述自传感超级电容器的制造方法包括步骤：

步骤1，在钛基底表面上涂覆了一层氧化钌，制成氧化钌电极，组装时先将常规钛基氧化钌电容单体组装成两个叠层式电容，再分别与带有凸起电极的单个电容单体串联形成半成品叠层电容，带凸起的电极位于底层，凸起面朝外；将所述两个半成品叠层电容组装起来，并保证两个凸起电极之间错位相对，电极之间采用弹性法兰胶封；法兰高度稍小于凸起的高度之和，法兰宽度为2倍于凸起的高度，保证胶圈与电极表面有足够的接触面积，以提供稳定支撑；

步骤2，当弹性法兰与电极之间粘连固化后，进行注液与封装，用针头从弹性法兰扎入空腔，抽取空气同时按压电容两端压缩空腔体积；抽取相应的空气后保持按压，更换针头往里注射电解质并同步释放空腔体积，完成电容器注液后填补针孔并在外围用弹性灌封胶初步灌封；

步骤3，在初步弹性灌封后的电容侧面斜对称各放置刚度大于灌封胶的基底，其作用在于确保当器件无论受到正向或者反向的竖直冲击时，两部分电极因支撑刚度的不同而发生相向运动。