[实用新型]一种可弯曲的超级电容器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超级电容器。

背景技术

超级电容器是一种介于电池与普通电容之间兼备二者特点的新型储能器件。由于其具有能量密度高、充放电速度快、循环寿命长、使用温度范围宽等优点，在电动汽车和高性能电源等领域具有广阔的应用前景。目前，绝大多数基于碳材料、金属氧化物材料、导电聚合物材料和复合电极材料的超级电容器都不具有可弯曲功能。为了发展具有柔性和可穿戴的电子设备，需要制备在机械弯曲中具有较高电化学电容性能的可弯曲超级电容器。

实用新型内容

本实用新型是要解决现有的超级电容器不可弯曲、没有柔性，不便于携带的问题，提供一种可弯曲的超级电容器。

本实用新型可弯曲的超级电容器包括第一柔性管、第二柔性管、隔膜、聚四氟乙烯套环外壳、第一集电极、第二集电极、第一弹簧电极、第二弹簧电极、极耳和聚四氟乙烯外壳，第一柔性管和第二柔性管外壳为褶皱结构，第一柔性管与第二柔性管之间设置隔膜，隔膜与第一柔性管和第二柔性管固定连接，隔膜与第一柔性管和第二柔性管的连接处外侧固定有聚四氟乙烯套环外壳，第一柔性管上与隔膜相对的一端设有第一集电极，第二柔性管上与隔膜相对的一端设有第二集电极，第一柔性管内设置第一弹簧电极，第一弹簧电极的一端与第一集电极固定连接，另一端与隔膜固定连接，第一弹簧电极的外壁紧贴第一柔性管的内壁，第二柔性管内设置第二弹簧电极，第二弹簧电极的一端与第二集电极固定连接，另一端与隔膜固定连接，第二弹簧电极的外壁紧贴第二柔性管的内壁，第一柔性管和第二柔性管内装有电解液，第一集电极和第二集电极上分别设有极耳，第一集电极和第二集电极的外侧分别固定连接有聚四氟乙烯外壳，聚四氟乙烯外壳上设有孔，极耳穿过聚四氟乙烯外壳的孔暴露在外面。

所述第一弹簧电极和第二弹簧电极的弹簧丝直径为3-5mm。

所述第一柔性管和第二柔性管的长度均为3-4cm。

本实用新型采用带褶皱结构的柔性管作为外壳，将传统的片状电极改为弹簧状，二者均具有可弯曲的功能，能够实现制备可弯曲的超级电容器。在外力作用下，超级电容器发生弯曲。在弯曲过程中，弹簧电极和柔性管外壳在弹性弯曲范围内发生形变，集电极、聚四氟乙烯外壳和隔膜不发生形变。撤掉外力后靠自身的弹性又恢复到弯曲前的状态。在整个弯曲过程中，集电极和聚四氟乙烯外壳随着弹簧电极和柔性管的形变而同步运动，隔膜保持静止。弹簧电极采用碳纳米管聚吡咯复合材料制成，在超级电容器充放电过程中，集电极起到传递电荷的作用，弹簧电极中的活性物质与有机电解液界面上形成扩散双电层，从而构成超级电容器的单电极电容。整个单元电容器可视为两个单电极电容的串联。采用电容器纸隔膜是为了防止两个相邻单电极发生短路而将其分开。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的超级电容器采用弹簧作为电极，采用带褶皱结构的柔性管作外壳，具有可弯曲功能。

2、该可弯曲超级电容器具有较大的弹性形变和较好的柔性，可应用于便携式和可穿戴的电子设备。

附图说明

图1为本实用新型超级电容器的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式可弯曲的超级电容器包括第一柔性管1、第二柔性管2、隔膜3、聚四氟乙烯套环外壳4、第一集电极5、第二集电极6、第一弹簧电极7、第二弹簧电极8、极耳9和聚四氟乙烯外壳10，第一柔性管1和第二柔性管2外壳为褶皱结构，第一柔性管1与第二柔性管2之间设置隔膜3，隔膜3与第一柔性管1和第二柔性管2固定连接，隔膜3与第一柔性管1和第二柔性管2的连接处外侧固定有聚四氟乙烯套环外壳4，第一柔性管1上与隔膜3相对的一端设有第一集电极5，第二柔性管2上与隔膜3相对的一端设有第二集电极6，第一柔性管1内设置第一弹簧电极7，第一弹簧电极7的一端与第一集电极5固定连接，另一端与隔膜3固定连接，第一弹簧电极7的外壁紧贴第一柔性管1的内壁，第二柔性管2内设置第二弹簧电极8，第二弹簧电极8的一端与第二集电极6固定连接，另一端与隔膜3固定连接，第二弹簧电极8的外壁紧贴第二柔性管2的内壁，第一柔性管1和第二柔性管2内装有电解液，第一集电极5和第二集电极6上分别设有极耳9，第一集电极5和第二集电极6的外侧分别固定连接有聚四氟乙烯外壳10，聚四氟乙烯外壳10上设有孔，极耳9穿过聚四氟乙烯外壳10的孔暴露在外面。