[发明专利]超级电容器电芯封装方法

说明书

技术领域

本发明属于超级电容器技术领域，具体涉及一种超级电容器电芯封装方法。

背景技术

超级电容器是一种介于电池和传统电容器之间的新型储能器件，具有高能量密度、高功率密度的双重特性。超级电容器可以配合燃料电池、锂离子电池作为电源系统，解决电动汽车在加速、爬坡、刹车时单一电池无法克服的问题；也可以作为太阳能、风能等绿色发电系统储能装置；亦可以作为电子、通讯、医疗等设备的主力电源等，可谓应用非常之广。

目前超级电容器在封装上主要是软包铝塑膜、塑壳或者金属壳（如钢壳、铝壳等），但其在使用过程中都存在一定程度的气胀现象，尤其是软包铝塑膜产品。

气胀一方面与电极残留水分有关，另一方面与电解液有关，其严重与否直接关系到整个超级电容器物理化学性能的优劣高低，内阻增大、容量衰减快、自放电严重、漏电流增高、使用寿命缩短等均与之相关联。

发明内容

本发明的目的就是克服现有超级电容器制作过程中的一些工艺弊端，提供一种降低超级电容器气胀，使超级电容器的电化学性能得到较大程度的提高，同时工艺流程条理化、操作方便的超级电容器电芯封装方法。

本发明的方法依如下步骤进行：

a、将制作好的电芯真空烘烤8～30小时，温度80～130℃；

b、将a中的电芯冷却至常温后进行真空封装；

c、向b中的电芯真空注入质量为额定注液量的0.05～0.20倍的电解液，并搁置5～60分钟；

d、向c中的电芯继续真空注入电解液至额定注液量；

上述真空的范围为表压-0.08Mpa～-0.09Mpa。

所述b步骤中的真空封装是将电芯封入铝塑膜或装入塑壳或金属壳内，并抽真空。

该方法中提到的额定注液量即超级电容器制作过程中电解液的注入量，数值等于K×C_R，单位为g。式中C_R为超级电容器的额定容量，单位为F；K为常规注液系数，单位为g/F。例如，额定容量为3000F的超级电容器，注液系数为0.12时，其额定注液量为3000F×0.12g/F=360g。

与现有方法相比，本发明对超级电容器的封装过程进行了调整，对工艺流程和工艺参数进行了创新和优化，采用真空烘烤加预注液的方法，使得水分对电极的影响更小，电解液浸润效果更佳，降低了气胀，从整体上提高了电极的性能，减少了后续测试及使用过程中因气胀导致的性能不稳定或衰减严重等问题，在一定程度上也提高了单体电容的一致性。而且本发明的方法工艺流程条理化，操作方便，也使产品的性价比有所增长。

具体实施方式

实施例1：

将500F超级电容器制作所需的正负极片、隔膜有序组成电芯，放入烘箱中真空烘烤8小时，温度120℃；待烘烤结束降至常温时，取出电芯进行真空封装，封入铝塑膜；向封装好的电芯内注入6g电解液，搁置30min后，将电芯抽真空至负压；继续注入54g电解液即可。

实施例2：

将500F超级电容器制作所需的正负极片、隔膜有序组成电芯，放入烘箱中真空烘烤20小时，温度90℃；待烘烤结束降至常温时，取出电芯进行真空封装，装入塑壳；向封装好的电芯内注入12g电解液，搁置5min后，将电芯抽真空至负压；继续注入48g电解液即可。

实施例3：

将3000F超级电容器制作所需的正负极片、隔膜有序组成电芯，放入烘箱中真空烘烤12小时，温度100℃；待烘烤结束降至常温时，取出电芯进行真空封装，装入铝壳；向封装好的电芯内注入36g电解液，搁置20min后，将电芯抽真空至负压；继续注入324g电解液即可。

实施例4：

将3000F超级电容器制作所需的正负极片、隔膜有序组成电芯，放入烘箱中真空烘烤24小时，温度80℃；待烘烤结束降至常温时，取出电芯进行真空封装，封入铝塑膜；向封装好的电芯内注入18g电解液，搁置60min后，将电芯抽真空至负压；继续注入342g电解液即可。

以上实施例中，所述真空的范围为表压-0.08MPa～-0.09MPa。