УСТРОЙСТВО НАКОПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ Российский патент 2023 года по МПК H01G11/78 H01G11/80 H01G11/82 H01M50/571 

Область техники

Настоящее раскрытие относится к устройству накопления энергии для накопления энергии, такой как электрическая энергия и тому подобное.

Предшествующий уровень техники

Батареи, конденсаторы и тому подобное являются типовыми устройствами накопления энергии, которые накапливают электрическую энергию. Среди конденсаторов, ультра-конденсаторы (UC) имеют высокую эффективность, полупостоянный срок службы и характеристики быстрого заряда и разряда, и, таким образом, UC формируют рынок устройств накопления энергии, способных обеспечивать компенсацию проблем короткого цикла и мгновенного высокого напряжения, которые являются недостатками вторичных батарей.

На основе вышеописанных преимуществ, UC широко используются как вспомогательные источники питания мобильных устройств, таких как мобильные телефоны, планшетные персональные компьютеры (PC) и ноутбуки, а также как источники питания для электрических транспортных средств, гибридных транспортных средств и элементов солнечных батарей, которые требуют высокой емкости, и основные источники питания или вспомогательные источники питания ночного дорожного освещения, источники бесперебойного питания (UPS) и тому подобное.

Фиг. 1 является схематичным видом сбоку, иллюстрирующим устройство накопления энергии в соответствии с традиционной технологией.

Со ссылкой на фиг. 1, устройство 100 накопления энергии в соответствии с традиционной технологией включает в себя корпус 110 для аккумулирования электролита и электродный элемент, кожух 120, связанный с одной стороной корпуса 110, и электродный вывод (вывод) 130, связанный с кожухом 120. Электродный вывод 130 вставлен в кожух 120 и соединен с электродным элементом, расположенным в корпусе 110.

В этом случае, в устройстве 100 накопления энергии в соответствии с традиционной технологией, поскольку утечка электролита, находящегося в корпусе 110, происходит через зазор между кожухом 120 и электродным выводом 130, имеются проблемы, состоящие в том, что рабочие характеристики батареи ухудшаются, и долговечность использования сокращается.

Раскрытие

Техническая проблема

Соответственно, настоящее раскрытие направлено на обеспечение устройства накопления энергии, способного обеспечить снижение величины утечки электролита.

Техническое решение

Для того чтобы достичь вышеуказанной цели, настоящее изобретение может включать в себя следующие конфигурации.

Устройство накопления энергии в соответствии с одним аспектом настоящего раскрытия включает в себя корпус, выполненный с возможностью вмещения электролита; электродный элемент, размещенный в корпусе; кожух, связанный с одной стороной корпуса; и электродный вывод, вставленный в кожух и электрически соединенный с электродным элементом. Кожух включает в себя основной элемент, в котором сформировано сквозное отверстие, причем сквозное отверстие сконфигурировано, чтобы обеспечивать вставку в него электродного вывода; и уплотнение, которое связано с основным элементом, причем уплотнение выполнено с возможностью уплотнения зазора между основным элементом и электродным выводом. Уплотнение включает в себя элемент уплотнения вывода, расположенный в сквозном отверстии и прижатый к электродному выводу, чтобы уплотнять зазор между основным элементом и электродным выводом.

Полезные результаты

В соответствии с настоящим раскрытием, могут быть достигнуты следующие результаты.

Настоящее раскрытие может использовать уплотнение, чтобы повысить уплотняющее усилие для зазора между кожухом и электродным выводом. Соответственно, настоящее раскрытие может уменьшить величину утечки электролита через зазор между кожухом и электродным выводом и улучшить стойкость по отношению к внутреннему давлению.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 представляет собой схематичный вид сбоку, иллюстрирующий устройство накопления энергии в соответствии с традиционной технологией;

Фиг. 2 представляет собой схематичный вид сбоку, иллюстрирующий устройство накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием;

Фиг. 3 представляет собой концептуальный вид для описания электродного элемента в устройстве накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием;

Фиг. 4 представляет собой схематичный вид в поперечном сечении сбоку, который иллюстрирует устройство накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием и взят вдоль линии I-I на фиг. 2;

Фиг. 5 представляет собой схематичный вид в поперечном сечении сбоку с разнесением элементов, иллюстрирующий кожух и электродный вывод на основе фиг. 4;

Фиг. 6 представляет собой схематичный вид в поперечном сечении сбоку, иллюстрирующий сопоставительный пример устройства накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием;

Фиг. 7 представляет собой схематичный вид в перспективе, иллюстрирующий основной элемент устройства накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием;

Фиг. 8 представляет собой схематичный вид в поперечном сечении сбоку для описания процесса, в котором уплотнение связано с основным элементом в устройстве накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием;

Фиг. 9 представляет собой схематичный вид в поперечном сечении сбоку для описания основного элемента, включающего в себя опорный выступ в устройстве накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием; и

Фиг. 10 представляет собой схематичный вид снизу, иллюстрирующий основной элемент устройства накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием.

Наилучший режим

Далее, вариант осуществления устройства накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием будет описан подробно со ссылкой на приложенные чертежи.

Со ссылкой на фиг. 2, устройство 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием представляет собой устройство для накопления электрической энергии. Устройство 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием может быть реализовано как ультра-конденсатор (UC). Устройство 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием может включать в себя электродный элемент 2 (см. фиг. 3), корпус 3, кожух 4 и электродные выводы 5.

Со ссылкой на фиг. 2 и 3, электродный элемент 2 называется голым элементом и может располагаться в корпусе 3. Электродный элемент 2 может быть образован обмоткой первого электрода 21, второго электрода 22, имеющего полярность, противоположную полярности первого электрода 21, и сепаратора 23, который расположен между первым электродом 21 и вторым электродом 22 и электрически разделяет первый электрод 21 и второй электрод 22. В одном варианте осуществления, когда первый электрод 21 имеет положительную полярность (+), второй электрод 22 имеет отрицательную полярность (−). И наоборот, когда первый электрод 21 имеет отрицательную полярность (−), второй электрод 22 имеет положительную полярность (+).

На фиг. 2 иллюстрируется, что сепаратор 23 расположен только между первым электродом 21 и вторым электродом 22, но другой сепаратор 23 может быть дополнительно расположен снаружи первого электрода 21 и второго электрода 22, так что ни первый электрод 21, ни второй электрод 22 не открыт наружу. Например, в электродном элементе 2, сепаратор 23, первый электрод 21, сепаратор 23 и второй электрод 22 и сепаратор 23 могут быть расположены последовательно и обмотаны. В электродном элементе 2, сепаратор 23, второй электрод 22, сепаратор 23, первый электрод 21 и сепаратор 23 также могут быть расположены последовательно и обмотаны.

Первый электрод 21 может включать в себя первый слой 211 активного материала, который сформирован из активированного углерода и образован на коллекторе тока (не показан), сформированном из металлического материала, и вывод (провод) 212 первого электрода, соединенный с одной стороной первого слоя 211 активного материала. В этом случае, вывод 212 первого электрода сформирован как участок, на котором первый слой 211 активного материала не образован на коллекторе тока.

Второй электрод 22 может включать в себя второй слой 221 активного материала, который сформирован из активированного электрода и образован на коллекторе тока (не показан), сформированном из металлического материала, и вывод 222 второго электрода, соединенный с одной стороной второго слоя 221 активного материала. В этом случае, вывод 222 второго электрода может быть сформирован как участок, на котором второй слой 221 активного материала не сформирован на коллекторе тока.

В вышеописанном варианте осуществления, коллекторы тока, составляющие первый электрод 21 и второй электрод 22, могут быть образованы с использованием металлических пленок. Коллекторы тока служат как пути движения электрических зарядов, эмитированных из или подаваемых на первый слой 211 активного материала и второй слой 221 активного материала. Каждый из первого слоя 211 активного материала и второго слоя 221 активного материала может быть сформирован посредством покрытия обеих поверхностей коллектора тока первым и вторым активными материалами. Первый слой 211 активного материала и второй слой 221 активного материала являются слоями, в которых накапливается электрическая энергия.

В одном варианте осуществления, в первом электроде 21 и втором электроде 22, вывод 212 первого электрода может быть обмотан так, чтобы позиционироваться на нижней стороне электродного элемента 2, и вывод 222 второго электрода может быть обмотан так, чтобы позиционироваться на верхней стороне электродного элемента 2.

Между тем, электродный элемент 2 пропитывается электролитом для накопления электрической энергии. В этом случае, процесс пропитки электродного элемента 2 электролитом может выполняться посредством вымачивания электродного элемента 2 в электролите, заполняющем контейнер в течение предопределенного времени.

Со ссылкой на фиг. 2 и 3, корпус 3 представляет собой корпус, который вмещает электролит. Вместе с электролитом, электродный элемент 2 может быть позиционирован в корпусе 3. Корпус 3 может быть образован в форме, одна сторона которой открыта. Например, корпус 3 может быть сформирован в форме, верхняя поверхность которой открыта. Корпус 3 может быть образован по существу в цилиндрической форме, но не ограничен этим и может также быть образован в полигональной форме, например прямоугольной форме, если корпус вмещает электролит и электродный элемент 2.

Со ссылкой на фиг. 2-5, кожух 4 представляет собой кожух, связанный с одной стороной корпуса 3. Кожух 4 может уплотнять открытую сторону корпуса 3. Электродные выводы 5 могут быть вставлены в кожух 4. Электродные выводы 5 могут быть вставлены в кожух 4 и электрически соединены с электродным элементом 2, расположенным в корпусе 3. Кожух 4 может быть сформирован по существу в форме диска, но не ограничен этим и может быть сформирован в форме полигональной пластины, например как пластина прямоугольной формы, если кожух способен уплотнять одну открытую сторону корпуса 3.

Кожух 4 может включать в себя уплотнение 41 и основной элемент 42.

Уплотнение 41 может быть связано с основным элементом 42. Уплотнение 41 может уплотнять зазор между основным элементом 42 и электродным выводом 5. Уплотнение 41 может также уплотнять зазор между основным элементом 42 и корпусом 3. Уплотнение 41 может быть связано с основным элементом 42 так, чтобы окружать наружную поверхность основного элемента 42. Уплотнение 41 может быть отформовано из упруго деформируемого материала. Например, уплотнение 41 может быть отформовано из резины, эпоксидной смолы, полиимидной смолы, бисмалеимид-триазина (BT), эпоксидной формовочной смеси (EMC) или тому подобного. Уплотнение 41 может быть связано с основным элементом 42 способом литья под давлением. Уплотнение 41 может также накладываться на основной элемент 42 и отверждаться, чтобы связываться с основным элементом 42.

Уплотнение 41 может включать в себя элемент 411 уплотнения вывода.

Элемент 411 уплотнения вывода представляет собой элемент, уплотняющий зазор между основным элементом 42 и электродным выводом 5. Элемент 411 уплотнения вывода может быть позиционирован в сквозных отверстиях 420, образованных в основном элементе 42. Соответственно, поскольку элемент 411 уплотнения вывода расположен внутри сквозных отверстий 420, элемент 411 уплотнения вывода может быть прижат к электродному выводу 5, вставленному в кожух 4. Соответственно, элемент 411 уплотнения вывода может уплотнять зазор между электродным выводом 5 и основным элементом 42. Соответственно, устройство 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием может уменьшать величину утечки электролита через зазор между электродным выводом 5 и основным элементом 42 за счет увеличения уплотняющего усилия для зазора между электродным выводом 5 и основным элементом 42 с использованием уплотнения 41. Соответственно, в устройстве 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием, за счет этого может быть улучшена не только характеристика предотвращения утечки электролита, но и стойкость, чтобы противостоять внутреннему давлению.

Отверстие 411a для вставки (см. фиг. 5), в которое вставляется электродный вывод 5, может быть образовано в элементе 411 уплотнения вывода. Электродный вывод 5 может быть вставлен отверстие 411a для вставки, чтобы прижимать элемент 411 уплотнения вывода. Соответственно, элемент 411 уплотнения вывода может сильно прижиматься к электродному выводу 5 с использованием восстанавливающей силы, генерируемой из-за сжатия вследствие сжимающей силы. Элемент 411 уплотнения вывода может находиться в контакте со всей внутренней поверхностью основного элемента 42, сформированной в направлении к сквозному отверстию 420. Соответственно, поскольку устройство 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием реализовано так, что элемент 411 уплотнения вывода прижимается по всему участку электродного вывода 5, вставленного в кожух 4, характеристика предотвращения утечки и долговечность могут быть дополнительно улучшены.

Уплотнение 41 может включать в себя уплотняющий элемент 412 верхней поверхности.

Уплотняющий элемент 412 верхней поверхности представляет собой элемент, расположенный на верхней поверхности основного элемента 42. Соответственно, уплотняющее усилие для верхней поверхности основного элемента 42 может вырабатываться вследствие уплотняющего элемента 412 верхней поверхности. Верхняя поверхность основного элемента 42 является поверхностью, позиционированной на стороне, противоположной нижней поверхности основного элемента 42, сформированной в направлении к внутреннему участку корпуса 3. Верхняя поверхность основного элемента 42 может быть позиционирована снаружи корпуса 3. Уплотняющий элемент 412 верхней поверхности и верхняя поверхность основного элемента 42 могут иметь по существу ту же самую площадь. Уплотняющий элемент 412 верхней поверхности может также иметь достаточную площадь, чтобы покрывать всю верхнюю поверхность основного элемента 42. Уплотняющий элемент 412 верхней поверхности и элемент 411 уплотнения вывода могут быть отформованы так, чтобы соединяться друг с другом. Уплотняющий элемент 412 верхней поверхности и элемент 411 уплотнения вывода могут также быть отформованы как целая часть.

Когда обеспечивается уплотняющий элемент 412 верхней поверхности, элемент 411 уплотнения вывода может иметь толщину 411T, которая больше, чем толщина уплотняющего элемента 412 верхней поверхности. То есть, толщина 411T элемента 411 уплотнения вывода может быть больше, чем толщина 412T уплотняющего элемента 412 верхней поверхности. Соответственно, в устройстве 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием, толщина 411T элемента 411 уплотнения вывода, позиционированного на участке, в котором вероятность генерации утечки высока, может быть больше. Соответственно, в устройстве 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием, поскольку толщина 412T уплотняющего элемента 412 верхней поверхности является относительно тонкой, увеличение в затратах на материал может сдерживаться, и в то же самое время, поскольку толщина 411T элемента 411 уплотнения вывода является относительно толстой, характеристика предотвращения утечки может быть улучшена.

Уплотнение 41 может включать в себя уплотняющий элемент 413 нижней поверхности.

Уплотняющий элемент 413 нижней поверхности представляет собой элемент, расположенный на нижней поверхности основного элемента 42. Соответственно, уплотняющее усилие для нижней поверхности основного элемента 42 может вырабатываться вследствие уплотняющего элемента 413 нижней поверхности. Уплотняющий элемент 413 нижней поверхности и нижняя поверхность основного элемента 42 могут иметь по существу ту же самую площадь. Уплотняющий элемент 413 нижней поверхности может также иметь достаточную площадь, чтобы покрывать всю нижнюю поверхность основного элемента 42. Уплотняющий элемент 413 нижней поверхности и элемент 411 уплотнения вывода могут быть отформованы, чтобы соединяться друг с другом. Уплотняющий элемент 413 нижней поверхности и элемент 411 уплотнения вывода могут быть отформованы как целая часть.

Когда обеспечивается уплотняющий элемент 413 нижней поверхности, элемент 411 уплотнения вывода может иметь толщину 411T, которая больше, чем толщина уплотняющего элемента 413 нижней поверхности. То есть, толщина 411T элемента 411 уплотнения вывода может быть больше, чем толщина 413T уплотняющего элемента 413 нижней поверхности. Соответственно, в устройстве 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием, поскольку толщина 413T уплотняющего элемента 413 нижней поверхности является относительно тонкой, увеличение в затратах на материал может сдерживаться, и в то же самое время, поскольку толщина 411T элемента 411 уплотнения вывода относительно велика, характеристика предотвращения утечки может быть улучшена.

Уплотнение 41 может включать в себя уплотняющий элемент 414 боковой поверхности.

Уплотняющий элемент 414 боковой поверхности представляет собой элемент, расположенный на боковой поверхности основного элемента 42. Соответственно, уплотняющее усилие для боковой поверхности основного элемента 42 может вырабатываться вследствие уплотняющего элемента 414 боковой поверхности. Уплотняющий элемент 414 боковой поверхности и боковая поверхность основного элемента 42 могут иметь по существу ту же самую площадь. Уплотняющий элемент 414 боковой поверхности может также иметь достаточную площадь, чтобы покрывать всю боковую поверхность основного элемента 42. Уплотняющий элемент 414 боковой поверхности может быть отформован, чтобы соединяться с уплотняющим элементом 412 верхней поверхности и уплотняющим элементом 413 нижней поверхности. Уплотняющий элемент 414 боковой поверхности, уплотняющий элемент 412 верхней поверхности и уплотняющий элемент 413 нижней поверхности могут также быть отформованы как целая часть.

Уплотнение 41 может включать в себя уплотняющий выступ 415.

Уплотняющий выступ 415 представляет собой выступ, поддерживающий загнутый элемент 31 (см. фиг. 4) корпуса 3. Уплотняющий выступ 415 может быть вставлен в загнутый элемент и может поддерживать загнутый элемент 31 посредством захвата. Соответственно, устройство 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием может улучшать стойкость по отношению к внутреннему давлению за счет увеличения силы связывания между кожухом 4 и корпусом 3 с использованием уплотняющего выступа 415 и загнутого элемента 31. Кроме того, поскольку устройство 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием может поддерживать состояние, в котором уплотнение 41 и корпус 3 прижаты друг к другу с использованием уплотняющего выступа 415 и загнутого элемента 31, уплотняющее усилие для зазора между кожухом 4 и корпусом 3 может увеличиваться.

Уплотняющий выступ 415 может выступать вверх от уплотняющего элемента 412 верхней поверхности. Уплотняющий выступ 415 может быть расположен на краю уплотняющего элемента 412 верхней поверхности. В этом случае, уплотняющий выступ 415 может также быть сформирован в положении, в котором уплотняющий элемент 412 верхней поверхности и уплотняющий элемент 414 боковой поверхности соединены друг с другом. Уплотняющий выступ 415 и уплотняющий элемент 412 верхней поверхности могут также быть отформованы как целая часть. Загнутый элемент 31 может быть отформован так, чтобы окружать уплотняющий выступ 415. Соответственно, загнутый элемент 31 может быть в зацеплении и поддерживаться уплотняющим выступом 415, находясь на нем. Загнутый элемент 31 может быть отформован так, чтобы продолжаться от верхнего конца корпуса 3, и расположен, чтобы окружать уплотняющий выступ 415 посредством процесса изгибания в направлении электродного вывода 5, вставленного в кожух 4. Загнутый элемент 31 может быть отформован так, чтобы иметь криволинейную поверхность. В этом случае, уплотняющий выступ 415 может иметь размер, который уменьшается, так как уплотняющий выступ 415 выступает вверх, и его конец может быть отформован так, чтобы иметь криволинейную поверхность.

В этом случае, корпус 3 может включать в себя изогнутый элемент 32 (см. фиг. 4). Изогнутый элемент 32 может выступать, чтобы поддерживать нижнюю поверхность кожуха 4. В этом случае, загнутый элемент 31 может поддерживаться уплотняющим выступом 415, расположенным на верхней поверхности кожуха 4. Соответственно, корпус 3 может поддерживать верхнюю поверхность и нижнюю поверхность кожуха 4 с использованием загнутого элемента 31 и изогнутого элемента 32. Соответственно, устройство 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием может быть реализовано, чтобы надежно поддерживать состояние, в котором кожух 4 соединен с корпусом 3. Изогнутый элемент 32 может поддерживать уплотняющий элемент 413 нижней поверхности. Изогнутый элемент 32 может также быть реализован посредством процесса изгибания части корпуса 3 так, что эта часть выступает внутрь.

Со ссылкой на фиг. 2-6, основной элемент 42 является частью, с которой связано уплотнение 41. Сквозные отверстия 420 могут быть сформированы в основного элемента 42. Сквозные отверстия 420 могут быть сформированы так, чтобы проходить через основной элемент 42. Множество сквозных отверстий 420 могут быть сформированы в основном элементе 42. В этом случае, множество электродных выводов 5 могут быть вставлены в кожух 4. Сквозные отверстия 420 могут быть расположены в положениях, разнесенных друг от друга.

Основной элемент 42 может иметь более высокую прочность, чем уплотнение 41. Соответственно, кожух 4 может быть реализован, чтобы иметь уплотняющее усилие через уплотнение 41 в дополнение к наличию предопределенного усилия через основной элемент 42. Основной элемент 42 может быть выполнен, чтобы иметь более высокую блокирующую силу, чем уплотнение 41, по отношению к газу. Соответственно, кожух 4 может блокировать электролит от утечки в жидкой форме с использованием уплотнения 41 в дополнение к блокированию электролита от утечки в газообразной форме с использованием основного элемента 42. Например, основной элемент 42 может быть отформован из пластика.

Основной элемент 42 может быть отформован из материала, имеющего более высокую прочность, чем бакелит, и меньшую абсорбирующую способность, чем бакелит. Соответственно, как иллюстрируется на фиг. 6, устройство 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием может быть реализовано, чтобы иметь улучшенную долговечность и влагостойкость по сравнению с сопоставительным примером. Это будет конкретно описано ниже.

Во-первых, сопоставительный пример, проиллюстрированный на фиг. 6, может быть реализован как структура, в которой слой 4а этилен-пропилендиенового мономера (EPDM) и слой 4b бакелита укладываются последовательно. Уплотняющее усилие может вырабатываться вследствие слоя 4а EPDM. Слой 4а EPDM может быть расположен только на верхней поверхности слоя 4b бакелита. Слой 4b бакелита представляет собой пластину фенопласта и служит в качестве опоры для обеспечения уплотнения и жесткости. В таком сопоставительном примере, поскольку слой 4b бакелита отформован из материала, имеющего свойства, сходные с бумагой, существует недостаток, заключающийся в восприимчивости к влаге, поскольку слой 4b бакелита может абсорбировать электролит. Кроме того, в сопоставительном примере, поскольку слой 4а EPDM расположен только на верхней поверхности слоя 4b бакелита, имеется высокая вероятность того, что утечка электролита может происходить через зазор между слоем 4а EPDM и электродным выводом 5.

Однако, в варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 4 и 5, поскольку основной элемент 42 отформован из материала, имеющего более высокую прочность, чем бакелит, и в то же самое время меньшую абсорбционную способность по отношению к электролиту, чем бакелит, кожух 4 может быть выполнен, чтобы иметь более высокую прочность и более высокую влагостойкость, чем сопоставительный пример. Кроме того, в варианте осуществления, уплотнение 41 расположено не только на верхней поверхности, нижней поверхности и боковой поверхности основного элемента 42, но и также в сквозном отверстии 420, и, следовательно, величина утечки электролита через зазор между электродным выводом 5 и основным элементом 42 может быть уменьшена.

Со ссылкой на фиг. 2-8, основной элемент 42 может включать в себя выступы 421 верхней поверхности.

Выступы 421 верхней поверхности представляют собой выступы, выступающие от верхней поверхности основного элемента 42. Множество выступов 421 верхней поверхности могут быть обеспечены на верхней поверхности основного элемента 42. Выступы 421 верхней поверхности могут быть расположены на расстоянии друг от друга. Когда уплотнение 41 связано с основным элементом 42 способом литья под давлением, поскольку выступы 421 верхней поверхности опираются на пресс-форму 10 (см. фиг. 8), верхняя поверхность основного элемента 42 может отстоять от пресс-формы 10. На фиг. 8, одна поверхность основного элемента 42, обращенная вниз, соответствует верхней поверхности, а другая поверхность основного элемента 42, обращенная вверх, соответствует нижней поверхности. Так как формовочная смола для формования уплотнения 41 вводится между пресс-формой 10 и верхней поверхностью основного элемента 42 из-за выступов 421 верхней поверхности, уплотнение 41 может быть отформовано на верхней поверхности основного элемента 42. Соответственно, в устройстве 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием, процесс формования уплотнения 41 на верхней поверхности основного элемента 42 может быть упрощен с использованием выступов 421 верхней поверхности. Кроме того, в устройстве 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием, поскольку область контакта между уплотнением 41 и основным элементом 42 может быть увеличена за счет использования выступов 421 верхней поверхности, сила связывания между уплотнением 41 и основным элементом 42 может быть увеличена. На фиг. 7 иллюстрируется, что шесть выступов 421 верхней поверхности выступают от верхней поверхности основного элемента 42, но настоящее раскрытие не ограничено этим, и пять или менее, или семь или более выступов 421 верхней поверхности могут выступать от верхней поверхности основного элемента 42. Выступы 421 верхней поверхности и основной элемент 42 могут также быть отформованы как целая часть.

Со ссылкой на фиг. 2-8, основной элемент 42 может включать в себя опорный выступ 422.

Опорный выступ 422 представляет собой выступ, выступающий от верхней поверхности основного элемента 42. Опорный выступ 422 может выступать из центрального участка основного элемента 42. Когда основной элемент 42 отформован в форме диска, опорный выступ 422 может выступать из центра круга, образованного верхней поверхностью основного элемента 42. Когда уплотнение 41 связано с основным элементом 42 способом литья под давлением, даже если формовочная смола для формования уплотнения 41 расположена на нижней поверхности основного элемента 42, поскольку опорный выступ 422 опирается на пресс-форму 10, чтобы поддерживать верхнюю поверхность основного элемента 42, может предотвращаться прогиб основного элемента 42. Опорный выступ 422 может быть отформован по существу в форме диска, но не ограничен этим, и может также быть отформован в полигональной форме, например в прямоугольной форме, если опорный выступ препятствует прогибу основного элемента 42.

Со ссылкой на фиг. 2-8, основной элемент 42 может включать в себя коммуникационные отверстия 423.

Коммуникационные отверстия 423 представляют собой отверстия, сформированные так, чтобы проходить через основной элемент 42. Когда уплотнение 41 связано с основным элементом 42 способом литья под давлением, формующая смола для формования уплотнения 41 может заполнять коммуникационные отверстия 423, так что могут быть отформованы соединительные уплотняющие элементы 416. Соединительные уплотняющие элементы 416 могут быть образованы в коммуникационных отверстиях 423, чтобы соединять уплотняющий элемент 412 верхней поверхности, расположенный на верхней поверхности основного элемента 42, и уплотняющий элемент 413 нижней поверхности, расположенный на нижней поверхности основного элемента 42. Соответственно, в устройстве 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием, предотвращается поднятие уплотняющего элемента 412 верхней поверхности и уплотняющего элемента 413 нижней поверхности от основного элемента 42 за счет использования коммуникационных отверстий 423 и соединительных уплотняющих элементов 416. Коммуникационные отверстия 423 могут быть сформированы в положениях, отстоящих от сквозных отверстий 420, чтобы проходить через основной элемент 42. Множество коммуникационных отверстий 423 могут быть сформированы в основном элементе 42. Коммуникационные отверстия 423 могут быть расположены на расстоянии друг от друга. Соответственно, поскольку уплотнение 41 включает в себя соединительные уплотняющие элементы 416, соединяющие уплотняющий элемент 412 верхней поверхности и уплотняющий элемент 413 нижней поверхности в отдельных положениях, каждый из уплотняющего элемента 412 верхней поверхности и уплотняющего элемента 413 нижней поверхности может увеличивать предотвращающее усилие, чтобы предотвращать поднятие от основного элемента 42.

Со ссылкой на фиг. 2-7, основной элемент 42 может включать в себя выемки 424 сжатия.

Выемки 424 сжатия сформированы так, чтобы соединяться со сквозными отверстиями 420. Каждая из выемок 424 сжатия может быть сформирована как выемка, отформованная, чтобы иметь предопределенную глубину от верхней поверхности основного элемента 42. Когда обеспечиваются выемки 424 сжатия, уплотнение 41 может включать в себя уплотняющий элемент 417 сжатия. Уплотняющий элемент 417 сжатия может быть связан с основным элементом 42, чтобы покрывать выемку 424 сжатия. Соответственно, в уплотнении 41, участок, на котором позиционирован уплотняющий элемент 417 сжатия, может иметь большую толщину, чем другие участки. Соответственно, поскольку электродный вывод 5 может связываться с кожухом 4 при сжатии уплотняющего элемента 417 сжатия, электродный вывод 5 может более надежно связываться с кожухом 4. Это объясняется тем, что электродный вывод 5 может связываться с кожухом 4 при более сильном сжатии уплотняющего элемента 417 сжатия, потому что уплотняющий элемент 417 сжатия может деформироваться за счет смещения соответственно толщине. Уплотняющий элемент 417 сжатия может сжиматься фланцем 51, включенным в электродный вывод 5. Когда множество электродных выводов 5 связаны с кожухом 4, множество выемок 424 сжатия могут быть сформированы в основном элементе 42.

Со ссылкой на фиг. 2-7 и 9, основной элемент 42 может включать в себя опорный выступ 425.

Опорный выступ 425 представляет собой выступ, поддерживающий загнутый элемент 31. Опорный выступ 425 может выступать от верхней поверхности основного элемента 42. Когда обеспечивается опорный выступ 425, уплотнение 41 может включать в себя опорное отверстие 418. Опорное отверстие 418 может быть сформировано так, чтобы проходить через верхний участок уплотнения 41. В этом случае, опорное отверстие 418 может быть сформировано, чтобы проходить через уплотняющий элемент 412 верхней поверхности. Поскольку опорный выступ 425 вставлен в опорное отверстие 418 и открыт наружу от уплотнения 41 через опорное отверстие 418, опорный выступ 425 может поддерживать загнутый элемент 31, расположенный снаружи уплотнения 41. Соответственно, поскольку загнутый элемент 31 поддерживается опорным выступом 425 с большей силой, чем уплотнение 41, загнутый элемент 31 может более надежно поддерживаться кожухом 4. Одна поверхность опорного выступа 425, поддерживающего загнутый элемент 31, может быть сформирована как плоская поверхность.

Со ссылкой на фиг. 2-7 и 10, основной элемент 42 может включать в себя армирующие выступы 426 (см. фиг. 10).

Армирующие выступы 426 могут выступать от нижней поверхности основного элемента 42. Множество армирующих выступов 426 могут выступать от нижней поверхности основного элемента 42. Армирующие выступы 426 могут выступать в различных положениях. Соответственно, в устройстве 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием, поскольку прочность основного элемента 42 может быть увеличена за счет использования армирующих выступов 426, долговечность кожуха 4 может быть дополнительно увеличена. Кроме того, в устройстве 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием, поскольку область контакта между уплотнением 41 и основным элементом 42 может быть увеличена за счет использования армирующих выступов 426, связывающая сила между уплотнением 41 и основным элементом 42 может быть увеличена. Соответственно, в устройстве 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием, предотвращающее усилие для предотвращения подъема уплотнения 41 от основного элемента 42 может быть увеличено. Армирующие выступы 426 и основной элемент 42 могут быть отформованы как целая часть.

На фиг. 10 иллюстрируется, что армирующие выступы 426 сформированы на нижней поверхности основного элемента 42, но настоящее раскрытие не ограничено этим, и армирующие выступы 426 могут также быть сформированы на верхней поверхности основного элемента 42. Армирующие выступы 426 могут также быть сформированы как на нижней поверхности, так и на верхней поверхности основного элемента 42. Между тем, на фиг. 10 иллюстрируется, что армирующие выступы 426 сформированы в угловых формах и соединены друг с другом, но настоящее раскрытие не ограничено этим, и армирующие выступы 426 могут быть сформированы в различных формах, если армирующие выступы увеличивают прочность основного элемента 42.

Со ссылкой на фиг. 2-5, электродный вывод 5 представляет вывод, вставленный в кожух 4 и электрически соединенный с электродным элементом 2. Электродный вывод 5 может быть вставлен в кожух 4 через отверстие 411a для вставки и электрически соединен с электродным элементом 2, расположенным в корпусе 3.

Электродный вывод 5 может включать в себя фланец 51. Фланец 51 может поддерживаться верхней поверхностью кожуха 4. В этом случае, фланец 51 может содержать уплотняющий элемент 417 сжатия.

Электродный вывод 5 может включать в себя штырек (контакт) 52 вывода. Контакт 52 вывода может быть вставлен в кожух 4 и позиционирован в корпусе 3. В этом случае, элемент 411 уплотнения вывода 411 может быть прижат к наружной поверхности контакта 52 вывода. Контакт 52 вывода может быть электрически соединен с электродным элементом 2, расположенным в корпусе 3.

Электродный вывод 5 может включать в себя соединительный элемент 53. Соединительный элемент 53 может быть соединен с контактом 52 вывода, выступающим от нижней поверхности кожуха 4. Соответственно, электродный вывод 5 может быть связан с кожухом 4. Соединительный элемент 53 может быть позиционирован в корпусе 3. На части внутренней поверхности соединительного элемента 53 и части наружной поверхности контакта 52 вывода может быть образована резьба.

Электродный вывод 5 может включать в себя первый электродный вывод 5a (см. фиг. 2), соединенный с одной или более первыми проводными линиями (не показаны), и второй электродный вывод 5b (см. фиг. 2), соединенный с одной или более вторыми проводными линиями (не показаны). Первый электродный вывод 5a и второй электродный вывод 5b могут быть связаны с кожухом 4 при вставке в кожух 4 и электрически соединены с электродным элементом 2 через первую проводную линию и вторую проводную линию.

В устройстве 1 накопления энергии в соответствии с настоящим раскрытием, различные типы электродных выводов 5 могут быть связаны с кожухом 4. Как иллюстрируется на фиг. 2, электродный вывод 5, реализованный со структурой, соединенной с шиной, может быть связан с кожухом 4. В этом случае, электродный вывод 5 может быть сформирован по существу в цилиндрической форме. Хотя не проиллюстрировано на чертежах, электродный вывод 5, реализованный со структурой, соединенной с печатной платой (PCB), может также быть связан с кожухом 4. В этом случае, электродный вывод 5 может быть сформирован в форме пластины, изогнутой в L-образной форме.

Вышеописанное настоящее раскрытие не ограничено вышеописанными вариантами осуществления и приложенными чертежами, и специалистам в данной области техники должно быть понятно, что различные подстановки, модификации и изменения возможны без отклонения от технической сущности варианта осуществления.

Изобретение относится к области электротехники, а именно, к устройству накопления энергии, а именно, к ультра-конденсатору, в котором использовано уплотнение между кожухом и электродным выводом. Уменьшение величины утечки электролита является техническим результатом изобретения, который достигается за счет того, что устройство накопления энергии, содержащее корпус для вмещения электролита, электродный элемент, размещенный внутри корпуса, кожух, соединенный с одной стороной корпуса, и электродный вывод, вставленный в кожух таким образом, чтобы электрически соединяться с электродным элементом, при этом кожух содержит основной элемент, имеющий сквозное отверстие, в которое вставлен электродный вывод, при этом устройство содержит уплотнение, связанное с основным элементом, и расположенное в промежутке между основным элементом и электродным выводом в сквозном отверстии, чтобы входить в тесный контакт с электродным выводом, тем самым уплотняя промежуток между основным элементом и электродным выводом. Уплотнение может быть отформовано из упругодеформируемого материала, например, из резины, эпоксидной смолы, полиимидной смолы, бисмалеимид-триазина (BT), эпоксидной формовочной смеси (EMC), а также может быть связано с основным элементом способом литья под давлением, а также может накладываться на основной элемент и отверждаться, чтобы связываться с основным элементом. 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Устройство накопления энергии, содержащее:

корпус, выполненный с возможностью вмещения электролита;

электродный элемент, размещенный в корпусе;

кожух, соединенный с одной стороной корпуса; и

электродный вывод, вставленный в кожух и электрически соединенный с электродным элементом,

причем кожух включает в себя: основной элемент, в котором сформировано сквозное отверстие, причем сквозное отверстие выполнено с возможностью обеспечения вставки в него электродного вывода; и уплотнение, связанное с основным элементом, причем уплотнение выполнено с возможностью уплотнения зазора между основным элементом и электродным выводом, и

уплотнение включает в себя элемент уплотнения вывода, расположенный в сквозном отверстии и прижатый к электродному выводу для уплотнения зазора между основным элементом и электродным выводом.

2. Устройство по п. 1, в котором уплотнение включает в себя:

уплотняющий элемент верхней поверхности, расположенный на верхней поверхности основного элемента;

уплотняющий элемент боковой поверхности, расположенный на боковой поверхности основного элемента; и

уплотняющий элемент нижней поверхности, расположенный на нижней поверхности основного элемента.

3. Устройство по п. 1, в котором:

уплотнение включает в себя уплотняющий элемент верхней поверхности, расположенный на верхней поверхности основного элемента; и

элемент уплотнения вывода сформирован так, что он имеет толщину больше, чем уплотняющий элемент верхней поверхности.

4. Устройство по п. 1, в котором основной элемент отформован из материала, имеющего более высокую прочность, чем бакелит, и абсорбционную способность по отношению к электролиту меньше, чем бакелит.

5. Устройство по п. 1, содержащее:

множество выступов верхней поверхности, выступающих от верхней поверхности основного элемента; и

выступы верхней поверхности расположены на расстоянии друг от друга.

6. Устройство по п. 1, содержащее опорный выступ, выступающий от центрального участка верхней поверхности основного элемента.

7. Устройство по п. 1, содержащее коммуникационное отверстие, сформированное с обеспечением его прохождения через основной элемент,

причем уплотнение включает в себя:

уплотняющий элемент верхней поверхности, расположенный на верхней поверхности основного элемента;

уплотняющий элемент нижней поверхности, расположенный на нижней поверхности основного элемента; и

соединительный уплотняющий элемент, сформированный в коммуникационном отверстии для соединения уплотняющего элемента верхней поверхности и уплотняющего элемента нижней поверхности.

8. Устройство по п. 1, в котором:

корпус включает в себя загнутый элемент, находящийся в зацеплении и поддерживаемый уплотнением; и

уплотнение включает в себя уплотняющий выступ, который вставлен в загнутый элемент и выполнен с возможностью поддержки загнутого элемента посредством захвата.

9. Устройство по п. 8, в котором:

основной элемент включает в себя опорный выступ, выполненный с возможностью поддержки загнутого элемента;

уплотнение включает в себя опорное отверстие, в которое вставлен опорный выступ; и

опорный выступ открыт наружу от уплотнения через опорное отверстие и выполнен с возможностью поддержки загнутого элемента.

10. Устройство по п. 8, в котором:

загнутый элемент является поддерживаемым уплотняющим выступом, расположенным на верхней поверхности кожуха; и

корпус включает в себя изогнутый элемент, выступающий с обеспечением поддержки нижней поверхности кожуха.

11. Устройство по п. 1, причем:

основной элемент включает в себя выемку сжатия, сформированную с обеспечением её соединения со сквозным отверстием;

уплотнение включает в себя уплотняющий элемент сжатия, связанный с основным элементом с обеспечением покрытия выемки сжатия; и

уплотняющий элемент сжатия выполнен с возможностью сжатия электродным выводом, связанным с кожухом.

12. Устройство по п. 1, содержащее множество армирующих выступов, выступающих от по меньшей мере одной из верхней поверхности основного элемента и нижней поверхности основного элемента.