[发明专利]一种电容器及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种电容器及其制备方法和用途，所述电容器包括外壳、位于所述外壳内的电芯以及位于所述外壳开口处的密封器件，所述密封器件与电芯连接；所述密封器件包括极柱，所述极柱外周由上至下依次套设有金属圆环和绝缘部件；所述极柱的外周面由顶部向下设置有第一环形啮合面；所述金属圆环的内周面由顶部向下设置有第二环形啮合面，所述第一环形啮合面与第二环形啮合面匹配啮合；所述绝缘部件沿径向设置有开口向外的凹槽，所述凹槽内设置有盖板。所述电容器的全密封性＜1.0×10‑6Pa·m²/s(氦质谱)，满足工业物联网对电源的需求。

技术领域

本发明涉及电容器技术领域，具体涉及一种电容器及其制备方法和用途。

背景技术

随着化学电源技术的发展，电容器技术将二次电池和超级电容器进行“内部交叉”，兼具功率密度和能量密度高、循环寿命长、充放电效率高和安全性高等特性。但是随着社会的发展，人们对电容器的能量密度、工作温度范围、可靠性和安全性提出了更高的要求。

目前，锂离子电容器已实现商业化，但是能量密度受限，只有8-10Wh/kg，并且市场上绝大多数锂离子电容只能实现-30℃-60℃放电；此外，大多数锂离子电容器采用的束腰结构，在85℃85％RH条件下储存易发生泄露，不能满足工业物联网电源的需求。电极配方和密封性作为影响器件性能的重要环节，成为目前研究的重点。

CN10763957A一种锂离子电容器的制备方法及锂离子电容器，制备方法包括如下步骤：正极片的制作：将正极活性物质、导电剂、粘结剂，并压延成正极电极膜，再将正极电极膜与第一集流体复合并干燥，形成正极片；负极片的制作：将负极活性物质、导电剂、粘结剂，并压延成负极电极膜，再将负极电极膜与第二集流体复合并干燥，形成负极片；预置锂源：将锂源浆料涂覆于正极片表面，并依次经烘干、碾压、裁片、真空干燥，制作成预置锂源复合正极片；锂离子电容器的制作：将预置锂源复合正极片、隔离膜、负极片制成电芯，将电芯装入壳体，注入电解液，制成锂离子电容器；锂离子电容器激活：将锂离子电容器激活，并搁置老化，获得锂离子电容器。该发明虽然提高锂离子电容器的能量密度，但是工艺复杂，制造成本高。

CN20763945U公开了一种高密封型超级电容器，包括超级电容器主体，所述超级电容器主体上方固定连接有两个外接头，所述超级电容器主体外部固定安装有包围超级电容器主体四个面的保护壳，所述保护壳镶嵌安装且粘接有关于保护壳中心线对称的两个第一缓冲板和两个第二缓冲板，所述第一缓冲板包括中空板、弹性块、橡胶板、折叠带和第一铝板，所述中空板上端活动安装有弹性块，两个弹性块之间通过橡胶板固定连接为一体，所述第二缓冲板包括泡沫块、塑料板、弹性板和第二铝板。该高密封型超级电容器，第一缓冲板和第二缓冲板在电容器使用时，可降低电容器对保护壳的损坏，以提高密封性，电容器故障爆炸时还起到缓冲作用，但是其不能通过85℃85％RH 192h存储测试。

CN103078069A公开了一种锂离子电池电容器用密封件，包括上压环、盖板、绝缘垫片以及极耳压环，还包括密封胶与十字形的极柱，上压环、盖板、极耳压环各设置有一个通孔且三个通孔的中心轴相同，密封胶与盖板的通孔及盖板上下表面为注塑一体结构，且密封胶设置有与盖板的通孔中心轴相同的通孔，极柱包括极柱大头，极柱小头、以及与极柱大头、极柱小头为一体结构的极柱横板，极柱大头贯穿密封胶上的通孔以及上压环上的通孔，并与上压环铆接，极柱小头贯穿、极耳压环上的通孔并与极耳压环铆接，极柱横板与密封胶的底面贴附连接。本发明用密封胶密封盖板与极柱，并利用铆接方式将极柱与上压环、盖板密封，从而实现全密封，提高密封性，然而在现实使用过程中，其密封效果有待加强。

基于上述文献的研究，如何开发一种满足工业物联网电源应用，密封性能好、能量密度高、倍率性能好、工作温度范围宽的电容器，成为亟待解决的问题。

发明内容