电容单端引出结构及电容

技术领域

本发明涉及一种电容，尤其涉及一种单端引出的电容。

背景技术

超级电容器(Electric double－layer capacitor)是一种新型的储能装置，是近年发展起来的介于传统普通电容器和电池之间的电化学储能元件，由于具有良好的大功率充放电性能、能量转换效率高、温度特性好、循环使用寿命长、免维护等绿色环保等优点，因而其技术已受到世界各国的普遍重视。由于超级电容器不仅具有传统电容器难以达到的超大容量，更兼有常规电容器的功率密度大、充电电池循环寿命长的优点，还可以快速大电流充放电，温度范围宽－40℃～85℃而且循环寿命长达50万次以上，因其兼顾了电池与传统普通电容器各自的特点，具有良好的性能，在新能源汽车、风能发电、汽车启停、移动通讯、智能四表、国网、太阳能发电等领域具有广阔的应用前景。

常用的超级电容器包括卷芯、外壳、置于外壳中的电解液、引条、盖板等组成，在卷芯卷绕过程中通过预设长度到预设长度后焊接引出条，再到第二段长度后铆接下一条引出条，然后将铆接好引出条的箔片卷绕成卷芯，将所有的阴极引出条汇集在一起连接阴极集流电极片，将所有的阳极引出条汇集在一起连接阳极集流电极片，参考CN201420871049.X，为了实现单端引出电容中，必须将阴极的引出条和阳极的引出条设置于卷芯同一端。这种方式虽然能一定程度上实现容量的引出，但是由于引条必须有一段距离才可以铆接下一条引条，而且引条条数增加生产非常困难切容易短路，连接处依靠铆接也无法充分连接从而无法得到较大的功率密度输出，再长期的使用过程中连接处也或松动最后导致产品功能失效，严重的会导致产品直接短路失效出现新的安全隐患，而且阴极引出条和阳极引出条处于同一端容易因为意外出现短路故障。

为此，在中国专利CN200820232138.4中，通过卷芯的错位防止，使得卷芯的一端为正极，另一端为负极，然后将卷芯的两端突箔压平，压实后进行在卷芯的上表面进行等离子溅射，使得卷芯的上表面电镀一层氧化钛导电层，然后通过焊接弹性引线条将卷芯中的电引出至正极盖板，卷芯的下端直接和壳体连接引出，实现双向引出。该专利使用电镀的氧化钛导电层替代了正极的引出条，使用壳体直接接触负极端面替代了负极引出条，解决了连接稳定性和内阻过大问题，但是，这种方式工序复杂，且只能用于双端引出的电容，成本高，局限性大。

故，急需一种可解决上述问题的电容单端引出电容。

发明内容

本发明的目的是提供一种电容单端引出结构及电容，可在无需设置引出条的基础上，将卷芯的电进行单边引出，且体积小，成本低。

为了实现上述目的，本发明公开了一种电容单端引出结构，包括卷芯、第一导电条、第二导电条、盖板、同时安装于一所述盖板上的第一引出端子和第二引出端子，所述卷芯的两端面为极性相反的第一端面和第二端面，所述第一端面临近所述盖板并与所述盖板以一定间距相对，所述第一导电条连接于所述第一端面和盖板之间并分别与所述第一端面和第一引出端子电连接，所述第二导电条的第一端沿所述卷芯的外侧边延伸至所述第二端面并与所述第二端面电连接，第二端沿所述卷芯的外侧边延伸至所述盖板上并与所述第二引出端子电连接，且所述卷芯的外侧面与所述第二导电条之间绝缘设置。

与现有技术相比，本发明的卷芯两端面极性相反，然后通过一个顺着卷芯外侧边延伸的导电条将第二端面(远离盖板的卷芯端面)的电引出至盖板，构成单端引出的电容结构，无需通过双端引出后将引出端子再将引出端子弯折到一侧，体积小，结构简单，成本低。再一方面，第二导电条贴着卷芯的侧边延伸并与卷芯侧边之间进行绝缘设置，使得导电条受到卷芯的支撑，结构稳定。再一方面，本发明一个端面只具有一个极性的导电条，防止短路。

较佳地，所述第一导电条的第一端延伸至所述第一端面后弯折延伸形成于所述第一端面贴合并电连接的连接面，第二端延伸至所述盖板处并弯折延伸形成于所述第一引出端子电连接的连接脚，所述第二导电条的第一端延伸至所述第二端面后弯折延伸形成于所述第二端面贴合并电连接的连接面，第二端延伸至所述盖板处并弯折延伸形成于所述第二引出端子电连接的连接脚。连接面和连接脚均由导电条弯折延伸而成，且连接面与卷芯端面贴合接触，而导电条本身具有一定柔性，使得整个导电条与盖板和卷芯端面之间具有一定的拉伸和压缩区间，结构稳定，连接可靠，连接面积大。

具体地，所述卷芯两端面的每圈极片分别压平形成连接部，两所述连接面分别与所述卷芯两端面中每圈极片的连接部贴合以实现电连接，连接面与每一圈的极片压平构成的连接部贴合，确保了导电条与卷芯端面之间的电连接可靠性，连接牢固，品质稳定，克服了超级电容器因连接不充分对功率特性的影响，产品品质得以保证，产品使用寿命大大提升。而且该方案也使得卷芯的端面无需电镀整片的导电层，生产边界，操作方便。

更佳地，所述连接面包括由所述导电直条弯折延伸至所述卷芯上的第一连接段、与所述第一连接段相连的第二直条段，所述第二直条段从所述第一连接段向两侧分别延伸至所述卷芯对应端面的最外层极片圈层，该方案使得连接面的结构简单，成本低。

具体地，所述第一连接段和第二直条段均为导电直条，且所述第一连接段和第二直条段以一定角度交叉连接，交叉形的两直条结构组成的连接面，不但结构简单，成本低，而且连接稳定性好，防止卷芯与连接面因为意外产生分离。

具体地，所述第二直条段穿过所述卷芯对应端面的最中心的极片圈层，其中第二直条段贯穿端面最中心的极片圈层，两端又延伸至两侧最外层的极片圈层，使得第二直条段与同一极片圈层均具有两处接触，连接稳定性高，防止卷芯和导电条之间因为意外断开。

具体地，所述第一引出端子和第二引出端子分别包括安装于所述盖板内侧的内铆钉和与所述内铆钉电连接并密封穿过所述盖板并凸伸于所述盖板外的外焊针，所述连接脚与所述内铆钉铆接和/或焊接，连接牢靠，稳定性好，制成的电容品质高。

较佳地，所述第一导电条和第二导电条呈直条状，结构简单，占用空间小，可防止第一导电条和第二导电条接触，便于第一导电条和第二导电条的布局。

较佳地，所述第一端面和第二端面外还设置有绝缘层，所述第一导电条和所述第二导电条外还设有绝缘层，品质牢靠，稳定性好。

本发明还公开了一种单端引出电容，包括外壳、安装于所述外壳内的卷芯、安装于所述外壳入口处的盖板、设置于外壳内的电解液和同时安装于一所述盖板上的第一引出端子和第二引出端子，所述卷芯和盖板上的第一引出端子和第二引出端子依据上述电容单端引出结构连接在一起，以将卷芯电能引出至所述第一引出端子和第二引出端子。

附图说明

图1是本发明单端引出电容的结构示意图。

图2是本发明单端引出电容去除外壳后的结构示意图。

图3a是本发明单端引出结构中卷芯的第一端面的结构示意图。

图3b是本发明单端引出结构中卷芯的第二端面的结构示意图。

图4是本发明卷芯的结构示意图。

图5是本发明卷芯的卷绕示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

参考图1和图2，本发明公开了一种单端引出电容100，包括外壳10、安装于所述外壳10内的卷芯20、安装于所述外壳10入口处的盖板30、设置于外壳10内的电解液和同时安装于一所述盖板30上的第一引出端子31和第二引出端子32，所述卷芯20和盖板30上的第一引出端子31和第二引出端子32通过第一导电条41和第二导电条42电连接，以将卷芯20电能引出至所述第一引出端子31和第二引出端子32。

参考图2至图3b，所述卷芯20的两端面为极性相反的第一端面21和第二端面22，所述第一端面21临近所述盖板30并与所述盖板30以一定间距相对，所述第一导电条41连接于所述第一端面21和盖板30之间并分别与所述第一端面21和第一引出端子31电连接，所述第二导电条42的第一端沿所述卷芯20的外侧边延伸至所述第二端面22并与所述第二端面22电连接，第二端沿所述卷芯20的外侧边延伸至所述盖板30上并与所述第二引出端子32电连接，且所述卷芯20的外侧面与所述第二导电条42之间绝缘设置。

其中，所述连接面43激光焊接于所述卷芯20的对应端面上。

其中，卷芯20的整个外面套上绝缘套或涂覆有绝缘层，使得卷芯20的第一端面21、第二端面22和所有外侧面外均具有绝缘结构，仅两个端面与第一导电条41和第二导电条42接触的位置的绝缘结构镂空，便于第一导电条41和第二导电条42与对应端面的电连接。当然，也可以只在卷芯20的外侧面套设或者涂覆绝缘结构，使得所述卷芯20的外侧面与所述第二导电条42之间绝缘，也可以在第二导电条外涂覆或者套设绝缘结构，使得卷芯20外侧面与第二导电条之间绝缘，当然，两个导电条41、42与端面21、22、引出端子31、32接触的部位不设置绝缘结构，使其保持电连接。

本实施例中，第一端面21为正极端面，第二端面22为负极端面，当然，第一端面21也可以为负极端面，此时第二端面22为正极端面。

参考图2和图3a，所述第一导电条41的第一端延伸至所述第一端面21后弯折延伸形成于所述第一端面21贴合并电连接的连接面43，第二端延伸至所述盖板30处并弯折延伸形成于所述第一引出端子31电连接的连接脚44。

参考图2和图3b，所述第二导电条42的第一端延伸至所述第二端面22后弯折延伸形成于所述第二端面22贴合并电连接的连接面43，第二端延伸至所述盖板30处并弯折延伸形成于所述第二引出端子32电连接的连接脚44。连接面43和连接脚44均由导电条弯折延伸而成，且连接面43与卷芯20端面贴合接触，而导电条本身具有一定柔性，使得整个导电条与盖板30和卷芯20端面之间具有一定的拉伸和压缩区间。

参考图4和图5，所述卷芯20由正极极片201、负极极片202和间隔于所述正极极片201和负极极片202之间的隔膜203卷绕而成，且所述正极极片201的上边沿高于所述隔膜203的上边沿，所述负极极片202的下边沿低于所述隔膜203的下边沿，以使卷绕后的卷芯20的上端面(第一端面21)为正极，下端面(第二端面22)为负极。

所述正极极片201包括基材和涂覆于所述基材上的正极涂层，所述负极极片202包括基材和涂覆于所述基材上的负极涂层，所述正极涂层和负极涂层在卷绕时相互对其或者沿所述卷芯20的纵向错位设置。

具体地，所述卷芯20两端面的每圈极片分别压平形成连接部，两所述连接面43分别与所述卷芯20两端面中每圈极片的连接部贴合以实现电连接，连接面43与每一圈的极片压平构成的连接部贴合，确保了导电条与卷芯20端面之间的电连接可靠性，连接牢固，品质稳定。其中，为了便于压合，正极涂层窄于基材的宽度，并使得卷芯的第一端面处，基材凸于正极涂层，压平时，将基材的上边沿压平形成连接部。同样的，负极涂层窄于基材的宽度，并使得卷芯的第二端面处，基材凸于负极涂层，压平时，将基材的下边沿压平形成连接部。

更佳地，所述连接面43包括由所述导电直条弯折延伸至所述卷芯20上的第一连接段431、与所述第一连接段431相连的第二直条段432，所述第二直条段432从所述第一连接段431向两侧分别延伸至所述卷芯20对应端面的最外层极片圈层，该方案使得连接面43的结构简单，成本低。

具体地，所述第一连接段431和第二直条段432均为导电直条，且所述第一连接段431和第二直条段432以一定角度交叉连接，交叉形的两直条结构组成的连接面43，不但结构简单，成本低，而且连接稳定性好，防止卷芯20与连接面43因为意外产生分离。当然，第一连接段431也可以为弯曲的条形，或者呈块状，并不限于直条状。

本实施例中，所述第一连接段431和第二直条段432的夹角为90度，当然，也可以依据需要选择其他角度。

其中，所述第一导电条41和第二导电条42呈直条状，结构简单，占用空间小，可防止第一导电条41和第二导电条42接触，便于第一导电条41和第二导电条42的布局。所述第一端面21和第二端面22外还设置有绝缘层，所述第一导电条41和所述第二导电条42外还设有绝缘层，该绝缘层可为套设于所述第一端面21、第二端面22、第一导电条41和所述第二导电条42的绝缘结构，也可以为涂敷于第一端面21、第二端面22、第一导电条41和所述第二导电条42的绝缘材料。

具体地，所述第二直条段432穿过所述卷芯20对应端面的最中心的极片圈层，其中第二直条段432贯穿端面最中心的极片圈层，两端又延伸至两侧最外层的极片圈层，使得第二直条段432与同一极片圈层均具有两处接触，连接稳定性高，防止卷芯20和导电条之间因为意外断开。

具体地，所述第一引出端子31和第二引出端子32分别包括安装于所述盖板30内侧的内铆钉301和与所述内铆钉301电连接并密封穿过所述盖板30并凸伸于所述盖板30外的外焊针302，所述连接脚44与所述内铆钉301铆接和/或焊接，连接牢靠，稳定性好，制成的电容品质高。其中，连接脚44与内铆钉301可以通过铆接电连接，也可以铆接后再焊接。

本实施例中，第一引出端子31和第二引出端子32分别密封插接于盖板30上，当然，第一引出端子31和第二引出端子32也可以直接在注塑模具上注塑盖板30，此时第一引出端子31和第二引出端子32直接由注塑的盖板30连成一个组合件，结构稳定。第一引出端子31和第二引出端子32可以为组合件，也可以为一体结构。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。