一種可彎曲的超級電容器的制造方法
【專利摘要】一種可彎曲的超級電容器，涉及一種超級電容器。本實用新型是要解決現(xiàn)有的超級電容器不可彎曲、沒有柔性，不便于攜帶的問題。本實用新型可彎曲的超級電容器包括第一柔性管、第二柔性管、隔膜、聚四氟乙烯套環(huán)外殼、第一集電極、第二集電極、第一彈簧電極、第二彈簧電極、極耳和聚四氟乙烯外殼，第一柔性管和第二柔性管外殼為褶皺結(jié)構(gòu)，第一柔性管與第二柔性管之間設(shè)置隔膜，隔膜與第一柔性管和第二柔性管的連接處外側(cè)固定有聚四氟乙烯套環(huán)外殼，柔性管內(nèi)設(shè)置彈簧電極，彈簧電極的一端與集電極固定連接，另一端與隔膜固定連接，本實用新型的超級電容器具有可彎曲功能。用于電容器領(lǐng)域。
【專利說明】一種可彎曲的超級電容器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種超級電容器。
【背景技術(shù)】
[0002]超級電容器是一種介于電池與普通電容之間兼?zhèn)涠咛攸c的新型儲能器件。由于其具有能量密度高、充放電速度快、循環(huán)壽命長、使用溫度范圍寬等優(yōu)點，在電動汽車和高性能電源等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，絕大多數(shù)基于碳材料、金屬氧化物材料、導(dǎo)電聚合物材料和復(fù)合電極材料的超級電容器都不具有可彎曲功能。為了發(fā)展具有柔性和可穿戴的電子設(shè)備，需要制備在機械彎曲中具有較高電化學(xué)電容性能的可彎曲超級電容器。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型是要解決現(xiàn)有的超級電容器不可彎曲、沒有柔性，不便于攜帶的問題，提供一種可彎曲的超級電容器。
[0004]本實用新型可彎曲的超級電容器包括第一柔性管、第二柔性管、隔膜、聚四氟乙烯套環(huán)外殼、第一集電極、第二集電極、第一彈簧電極、第二彈簧電極、極耳和聚四氟乙烯外殼，第一柔性管和第二柔性管外殼為褶皺結(jié)構(gòu)，第一柔性管與第二柔性管之間設(shè)置隔膜，隔膜與第一柔性管和第二柔性管固定連接，隔膜與第一柔性管和第二柔性管的連接處外側(cè)固定有聚四氟乙烯套環(huán)外殼，第一柔性管上與隔膜相對的一端設(shè)有第一集電極，第二柔性管上與隔膜相對的一端設(shè)有第二集電極，第一柔性管內(nèi)設(shè)置第一彈簧電極，第一彈簧電極的一端與第一集電極固定連接，另一端與隔膜固定連接，第一彈簧電極的外壁緊貼第一柔性管的內(nèi)壁，第二柔性管內(nèi)設(shè)置第二彈簧電極，第二彈簧電極的一端與第二集電極固定連接，另一端與隔膜固定連接，第二彈簧電極的外壁緊貼第二柔性管的內(nèi)壁，第一柔性管和第二柔性管內(nèi)裝有電解液，第一集電極和第二集電極上分別設(shè)有極耳，第一集電極和第二集電極的外側(cè)分別固定連接有聚四氟乙烯外殼，聚四氟乙烯外殼上設(shè)有孔，極耳穿過聚四氟乙烯外殼的孔暴露在外面。
[0005]所述第一彈簧電極和第二彈簧電極的彈簧絲直徑為3_5mm。
[0006]所述第一柔性管和第二柔性管的長度均為3_4cm。
[0007]本實用新型采用帶褶皺結(jié)構(gòu)的柔性管作為外殼，將傳統(tǒng)的片狀電極改為彈簧狀，二者均具有可彎曲的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)制備可彎曲的超級電容器。在外力作用下，超級電容器發(fā)生彎曲。在彎曲過程中，彈簧電極和柔性管外殼在彈性彎曲范圍內(nèi)發(fā)生形變，集電極、聚四氟乙烯外殼和隔膜不發(fā)生形變。撤掉外力后靠自身的彈性又恢復(fù)到彎曲前的狀態(tài)。在整個彎曲過程中，集電極和聚四氟乙烯外殼隨著彈簧電極和柔性管的形變而同步運動，隔膜保持靜止。彈簧電極采用碳納米管聚吡咯復(fù)合材料制成，在超級電容器充放電過程中，集電極起到傳遞電荷的作用，彈簧電極中的活性物質(zhì)與有機電解液界面上形成擴散雙電層，從而構(gòu)成超級電容器的單電極電容。整個單元電容器可視為兩個單電極電容的串聯(lián)。采用電容器紙隔膜是為了防止兩個相鄰單電極發(fā)生短路而將其分開。[0008]本實用新型的有益效果:
[0009]1、本實用新型的超級電容器采用彈簧作為電極，采用帶褶皺結(jié)構(gòu)的柔性管作外殼，具有可彎曲功能。
[0010]2、該可彎曲超級電容器具有較大的彈性形變和較好的柔性，可應(yīng)用于便攜式和可穿戴的電子設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型超級電容器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012]本實用新型技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的任意組合。
[0013]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式可彎曲的超級電容器包括第一柔性管1、第二柔性管2、隔膜3、聚四氟乙烯套環(huán)外殼4、第一集電極5、第二集電極
6、第一彈簧電極7、第二彈簧電極8、極耳9和聚四氟乙烯外殼10，第一柔性管I和第二柔性管2外殼為褶皺結(jié)構(gòu)，第一柔性管I與第二柔性管2之間設(shè)置隔膜3，隔膜3與第一柔性管I和第二柔性管2固定連接，隔膜3與第一柔性管I和第二柔性管2的連接處外側(cè)固定有聚四氟乙烯套環(huán)外殼4，第一柔性管I上與隔膜3相對的一端設(shè)有第一集電極5，第二柔性管2上與隔膜3相對的一端設(shè)有第二集電極6，第一柔性管I內(nèi)設(shè)置第一彈簧電極7，第一彈簧電極7的一端與第一集電極5固定連接，另一端與隔膜3固定連接，第一彈簧電極7的外壁緊貼第一柔性管I的內(nèi)壁，第二柔性管2內(nèi)設(shè)置第二彈簧電極8，第二彈簧電極8的一端與第二集電極6固定連接，另一端與隔膜3固定連接，第二彈簧電極8的外壁緊貼第二柔性管2的內(nèi)壁，第一柔性管I和第二柔性管2內(nèi)裝有電解液，第一集電極5和第二集電極6上分別設(shè)有極耳9，第一集電極5和第二集電極6的外側(cè)分別固定連接有聚四氟乙烯外殼10，聚四氟乙烯外殼10上設(shè)有孔，極耳9穿過聚四氟乙烯外殼10的孔暴露在外面。
[0014]本實施方式所述集電極采用適用于有機電解液的不銹鋼材料。彈簧電極采用碳納米管聚吡咯復(fù)合材料制成；電解液為lmol/L四氟硼酸甲基三乙基銨/碳酸丙烯酯(MeEt3NBF4/PC)有機電解液；柔性管采用聚四氟乙烯材料制成；隔膜采用電容器紙制成。
[0015]在外力作用下，超級電容器發(fā)生彎曲。在彎曲過程中，彈簧電極和柔性管外殼在彈性彎曲范圍內(nèi)發(fā)生形變，集電極、聚四氟乙烯外殼和隔膜不發(fā)生形變。撤掉外力后靠自身的彈性又恢復(fù)到彎曲前的狀態(tài)。在整個彎曲過程中，集電極和聚四氟乙烯外殼隨著彈簧電極和柔性管的形變而同步運動，隔膜保持靜止。
[0016]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:所述第一柔性管I和第二柔性管2的長度均為3-4cm。其它與【具體實施方式】一相同。
[0017]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是:所述第一彈簧電極7和第二彈簧電極8的彈簧絲直徑為3-5_。其它與【具體實施方式】一或二相同。
【權(quán)利要求】
1.一種可彎曲的超級電容器，其特征在于該超級電容器包括第一柔性管(I)、第二柔性管(2)、隔膜(3)、聚四氟乙烯套環(huán)外殼(4)、第一集電極(5)、第二集電極(6)、第一彈簧電極(7)、第二彈簧電極(8)、極耳(9)和聚四氟乙烯外殼(10)，第一柔性管(I)和第二柔性管(2)外殼為褶皺結(jié)構(gòu)，第一柔性管(I)與第二柔性管(2)之間設(shè)置隔膜(3)，隔膜(3)與第一柔性管(I)和第二柔性管(2)固定連接，隔膜(3)與第一柔性管(I)和第二柔性管(2)的連接處外側(cè)固定有聚四氟乙烯套環(huán)外殼(4)，第一柔性管(I)上與隔膜(3)相對的一端設(shè)有第一集電極(5),第二柔性管(2)上與隔膜(3)相對的一端設(shè)有第二集電極(6),第一柔性管(I)內(nèi)設(shè)置第一彈簧電極(7)，第一彈簧電極(7)的一端與第一集電極(5)固定連接，另一端與隔膜(3)固定連接，第一彈簧電極(7)的外壁緊貼第一柔性管(I)的內(nèi)壁，第二柔性管(2)內(nèi)設(shè)置第二彈簧電極(8)，第二彈簧電極(8)的一端與第二集電極(6)固定連接，另一端與隔膜(3)固定連接，第二彈簧電極(8)的外壁緊貼第二柔性管(2)的內(nèi)壁，第一柔性管(I)和第二柔性管(2)內(nèi)裝有電解液，第一集電極(5)和第二集電極(6)上分別設(shè)有極耳(9)，第一集電極(5)和第二集電極(6)的外側(cè)分別固定連接有聚四氟乙烯外殼(10)，聚四氟乙烯外殼(10)上設(shè)有孔，極耳(9)穿過聚四氟乙烯外殼(10)的孔暴露在外面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可彎曲的超級電容器，其特征在于所述第一柔性管(I)和第二柔性管(2)的長度均為3-4cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可彎曲的超級電容器，其特征在于所述第一彈簧電極(7)和第二彈簧電極(8)的彈簧絲直徑均為3-5_。
【文檔編號】H01G11/26GK203826224SQ201420262133
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】張光宇, 吳淼, 文濟菲, 劉琳婧, 蘇瑞, 陶成娟, 韓江濤, 楊哲, 張成龍, 趙鵬飛, 許健君, 劉寧, 王振華, 姜久興 申請人:哈爾濱理工大學(xué)