储能装置的封装结构制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种储能装置的封装结构，将至少一电容单元重复堆栈并封装成单颗储能装置，所述电容单元为一固态高分子电解质和二改良式碳质电极所构成的三文治结构，此电容单元可以采用钮扣式或螺旋式的金属外壳、模压成型或射出成型做塑料外壳、塑料袋或内衬塑料膜的铝箔袋等热封合或真空热封合等方式封装，可省去传统电容模块制作时其钻孔、焊接、螺钉栓合及制作支架等施工，制程较为简单并且降低了制造成本，其性能并可媲美传统电容模块。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种储能装置的封装结构，将至少一电容单元重复堆栈并封装成单颗储能装置，所述电容单元为一固态高分子电解质和二改良式碳质电极所构成的三文治结构，此电容单元可以采用钮扣式或螺旋式的金属外壳、模压成型或射出成型做塑料外壳、塑料袋或内衬塑料膜的铝箔袋等热封合或真空热封合等方式封装，可省去传统电容模块制作时其钻孔、焊接、螺钉栓合及制作支架等施工，制程较为简单并且降低了制造成本，其性能并可媲美传统电容模块。【专利说明】储能装置的封装结构
本技术涉及一种储能装置的封装结构，尤其涉及一种将至少一电容单元重复堆栈并封装成单颗储能装置的封装结构。
技术介绍
习知的传统电容由金属集流板、电极、电解质以及隔离膜所构成，电极外层为金属集流板，两电极之间放置已含浸于液态或胶态电解质的多孔性隔离膜，由于使用液态或胶态电解质，因此须设置隔离膜隔绝正负极，以防止电容自我放电及两极短路，并且为防液态或胶态电解质渗漏，隔离膜外围需放置高分子封环，两引脚由外部穿入聚氯乙烯(PVC)等塑料外壳内部，再分别焊接于金属集流板表面，最后将环氧树脂等填充胶注入壳内并硬化后完成封装程序，因此传统电容需考虑电解质渗漏及集流板的电流导引等因素，故造成传统电容封装制程较为复杂，且具化学毒性、易燃、外泄危险，存在使用安全性低、厂房和制程设备费用较高等问题。另外传统电容为提高输出的电压和功率，通常将电容成品进行串联或并联，并且制作支架辅以加工技术如钻孔、栓合、焊接等方式与联机设计，成为一具有高性能的电容模块，不仅使得制程较为复杂亦显著增加了制作成本及模块体积，而且传统电池或电容的电极电阻甚高，也不适合在电容内部以重复堆栈电容单元的串联方式提高电压和功率。因此由上述可知习知的传统电容需考虑电解质渗漏及集流板的电流导引等因素，故造成封装制程较为复杂，且具化学毒性、易燃、外泄危险，存在使用安全性低、厂房和制程设备费用较高等问题。而且为提高输出的电压和功率，通常需辅以额外加工技术如钻孔、焊接、螺钉栓合及制作支架等施工形成电容模块，使得制程不仅较为复杂亦显著增加了制作成本和模块体积，另外传统电容的电极电阻甚高，因此也不适合在单一颗电容内部以重复堆栈电容单元的串联方式提高电压和功率。
技术实现思路
所以为解决上述技术的缺憾，本技术采用一对高导电性改良式碳质电极及居中的固态高分子电解质压合成三文治结构的电容单元，故不需设置集流板与隔离膜，而且不具化学毒性、易燃以及电解质渗漏困扰，并将至少一电容单元重复堆栈形成多个三文结构串联的等效电路，并经由本技术的封装结构，封装为一高电压、高功率的单颗式储能装置，其性能可媲美传统电容模块，而且不须额外加工技术及联机设计，省去了传统电容模块制作时其钻孔、焊接、螺钉栓合及制作支架等施工因而降低了制造成本。本技术的主要目的在于提供一种储能装置的封装结构。为达到上述目的，本技术采用以下技术方案:一种储能装置的封装结构，其特征在于包括一上封装体；一下封装体，下封装体压合上封装体；以及一电容单元组，由至少一电容单元重复堆栈而成，置于上封装体与下封装体之间；所述电容单元为一固态高分子电解质及二改良式碳质电极所组成的三文治结构。其中单一个电容单元的厚度可小于5_，因此将至少一电容单元重复堆栈后其总厚度仍低，电容单兀组可以钮扣式或螺旋式的一金属外壳、模压成型或射出成型做一塑料外壳、热封合或真空热封合一塑料袋或一内衬塑料膜的铝箔袋等方式封装，即可得到一高电压与高功率的单颗储能装置，省去了传统电容模块制作时其钻孔、焊接、螺钉栓合及制作支架等施工。其中二改良式碳质电极为将碳布、碳毡或碳纸等导电性碳纤维基材经涂布活性物质而制成，其特性优于传统电极，由于具高导电性故不须设置集流板，而且使用固态高分子电解质则无须设置隔离膜，因此可简化使用传统液态或胶态电解质所需的复杂制程，且无电解质渗漏问题并，并具抗燃、防止环境污染等工安环保效益。当电容单元组以金属外壳封装时，储能装置的封装结构包括一金属上壳；一金属下壳，金属下壳咬合金属上壳；一高分子密封垫片，置于金属上壳与金属下壳之间；以及一电容单元组，由至少一电容单元重复堆栈而成，置于金属下壳内；所述电容单元为一固态高分子电解质及二改良式碳质电极所组成的三文结构。所述二改良式碳质电极为将碳布、碳毡或碳纸等导电性碳纤维基材经涂布活性物质而制成，故二改良式碳质电极具高导电性，不须设置集流板，使用固态高分子电解质则无须设置隔离膜。金属上壳以及金属下壳以冲压成型方式紧压电容单元组并咬合居中的高分子密封垫片，形成钮扣型封装结构；另外金属上壳与金属下壳可分别具有阴、阳螺牙，以供栓紧咬合居中的高分子密封垫片，形成螺旋式圆筒封装结构，经由钮扣型封装结构和螺旋式圆筒封装结构，使本技术的储能装置形状可为钮扣型和圆筒型。而且由于改良式碳质电极具高导电性，因此使金属上壳与金属下壳兼具有传统电容的集流板与引脚功能。另外当所述电容单元组以塑料外壳、塑料袋或内衬塑料膜的铝箔袋封装时，储能装置的封装结构包括一电容单元组，由至少一电容单元重复堆栈而成；至少二引脚，分别连接于电容单元组的外表面；以及一塑料封装体，包覆电容单元组，并外露至少二引脚；所述电容单元为一固态高分子电解质及二改良式碳质电极所组成的三文治结构。所述塑料封装体为塑料外壳时，在电容单元组最外两侧改良式碳质电极的外表面分别连接至少二引脚，所述至少二引脚连接方式可采用焊接或以导电胶黏合，并将塑料外壳以模压成型或射出成型方式包覆电容单元组，并外露所述至少二引脚，形成塑料外壳封装结构，易于模块化生产，使得产品制作速度较快、效率较好。当所述塑料封装体为塑料袋或内衬塑料膜的铝箔袋时，将所述电容单元组最外两侧的改良式碳质电极的外表面分别连接至少二引脚，连接方式可采用焊接或以导电胶黏合，将电容单元组置入塑料袋或内衬塑料膜的铝箔袋中进行热封合或真空热封合，并外露所述至少二引脚，形成袋式封装结构，经由袋式封装结构，使本技术的储能装置形状可为袋式，另外也可将具袋式封装结构的储能装置，经卷绕或折迭后置入坚固且不易变形的一保护壳具中，并以上盖封装，即可得具有保护壳具的储能装置。上述封装结构的形状、尺寸仍有诸多选择，但相较于传统电容模块的制造方式，本技术通过改良式碳质电极及固态高分子电解质等材料创新与结构设计，使得至少一电容单元重复堆栈后的封装制程更加简易，省去传统上制作电容模块的钻孔、焊接、螺钉栓合及制作支架等施工，进而降低了制作成本，在本技术中单一个电容单元的厚度可小于5_，故将至少一电容单元重复堆栈后其总厚度仍低，而且本技术的单一个电容单元的工作电压可达数伏特，功率可高于数千瓦，因此将至少一电容单元重复堆栈后封装成单颗式的储能装置可获得更高的电压及功率，其性能可媲美传统上将多数个电容成品串联或并联制成的电容模块，故由本技术形成的大型储能装置适用于电力电网、风力发电系统、电动车辆、及不断电系统等，小型储能装置则可使用于各式电子产品等。【专利附图】【附图说明】图1为本技术的螺旋式圆筒封装结构。图2为本技术的钮扣型封装结构。图3为本技术堆栈两个电容单元的钮扣型封装结构。图4为本技术的塑料外壳封装结构。图5为本技术堆栈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储能装置的封装结构，其特征在于包括：一上封装体；一下封装体，下封装体压合上封装体；以及一电容单元组，由至少一电容单元重复堆栈而成，置于上封装体与下封装体之间；所述电容单元为一固态高分子电解质及二改良式碳质电极所组成的三文治结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：邱国峰，陈士堃，柯泽豪，
申请(专利权)人：逢甲大学，
类型：实用新型
国别省市：