CN116313538A - 具有阻挡层的超级电容器组件 - Google Patents

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Abstract

公开了超级电容器组件，其包括封装在壳体内的超级电容器。所述壳体可具有外表面并且可在密封位置处被密封。阻挡层可形成在所述外表面的与密封位置或安装超级电容器的表面中的至少一个相邻的部分上。所述阻挡层可为高性能聚合物，例如热塑性聚合物或热固性聚合物。

Description

具有阻挡层的超级电容器组件
本申请是基于申请日为2019年02月14日，申请号为201980022644.1，发明名称为：“具有阻挡层的超级电容器组件”的专利申请的分案申请。
对相关申请的交叉引用
本申请要求提交日为2018年3月30日的美国临时专利申请序列号62/650,628的申请权益，将其全部通过引用引入本文中。
背景技术
电能存储单元电池被广泛用于向电子、机电、电化学和其他有用的设备供电。例如，双层超级电容器可采用一对可极化的电极，所述电极包含浸渍有液体电解质的碳颗粒(例如活性炭)。由于颗粒的有效表面积以及在电极之间的小的间距，因而可实现大的电容值。
可通过将各种部件表面安装到基底而在基底诸如印刷电路板(PCB)上形成电路。超级电容器可被表面安装成以小的形状因子(形状系数)提供大量的能量存储。
然而，热和湿气可积聚在表面安装的超级电容器和PCB之间的受限空间中，这可导致腐蚀或其他损坏。例如，可使用电引线将超级电容器连接至PCB。这样的引线可产生热，并且甚至在超级电容器和PCB之间的受限空间内引起电解反应。结果，氢气、氧气和水蒸气可渗入和/或损坏(例如腐蚀)超级电容器的壳体，这可导致壳体泄露。
发明内容
根据一种实施方式，超级电容器组件可包括封装在壳体内的超级电容器。所述壳体可具有外表面并且可在密封位置处被密封。阻挡层可形成在所述外表面的与安装超级电容器的表面或密封位置中的至少一个相邻的部分上。
根据另一实施方式，公开了用于测量产品流量(产品流)的仪表。所述仪表可包括基底和安装到所述基底的壳体。所述壳体可在壳体的外表面上的密封位置处被密封。阻挡层可形成在所述壳体的外表面的与所述基底或密封位置中的至少一个相邻的部分上。
本公开内容的其他特征和方面在下面被更详细地阐述。
附图说明
针对本领域普通技术人员的本公开内容的完整并且能够实现的公开内容(包括其最佳模式)更特别地阐述于参照附图的说明书的其余部分中，在附图中：
图1示出根据本公开内容的方面的超级电容器组件的一种实施方式的示意图；
图2A和2B分别示出根据本公开内容的方面的包括超级电容器组件的电路的另一实施方式的透视图和侧视图；
图2C示出图2A和2B中所示的超级电容器组件的透视图；
图3A和3B分别示出根据本公开内容的方面的包括超级电容器组件的电路的另一实施方式的透视图和侧视图；
图4A示出根据本公开内容的方面的包括至少一个超级电容器组件的用于测量电力(功率)使用(用电量)的仪表的实施方式的透视图；和
图4B示出根据本公开内容的方面的包括超级电容器组件的用于测量电力使用的仪表的实施方式的示意图。
附图标记在本说明书和附图中的重复使用旨在表示本公开内容的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
本领域普通技术人员将理解，本讨论仅是对示例性实施方式的描述，而不意图限制本公开内容的更宽泛的方面，所述更宽泛的方面体现在示例性构造中。
本公开内容的方面涉及超级电容器组件，其包括封装在壳体内的超级电容器。所述壳体可在密封位置处被密封。阻挡层可形成在所述外表面的与安装超级电容器的表面或密封位置中的至少一个相邻的部分上。如本文中所用的，术语“相邻”可表示“在…附近”或“接近”，或者还可表示“在…上方”或“覆盖”。例如，相邻于密封位置形成的阻挡层可覆盖密封位置的一些或全部或形成在密封位置的一些或全部上。例如，在一些实施方式中，超级电容器可被安装到基底，并且阻挡层可形成在所述壳体的外表面的位于在基底的表面附近的部分上。
壳体可在密封位置处被密封，并且阻挡层可相邻于密封位置形成。例如，壳体可包括盖和主体，并且所述盖可在密封位置处被密封到主体上。在这样的实施方式中，阻挡层可覆盖密封位置的一些或全部。在一些实施方式中，至少一根电引线可在密封位置处从容器的内部至容器的外部延伸穿过容器，并且阻挡层可相邻于该位置形成。阻挡层可位于与在壳体上的容器被密封的任何位置和/或用于防止湿气渗透壳体进入超级电容器组件中的任何其他合适位置相邻。
在一些实施方式中，阻挡层可设置在少于壳体的外表面的全部上。例如，在一些实施方式中，壳体的覆盖有阻挡层的部分可在壳体的总表面积的约2％至约90％的范围内，在一些实施方式中在约5％至约80％的范围内，在一些实施方式中在约10％至约70％的范围内，在一些实施方式中在约20％至约60％的范围内，以及在一些实施方式中在约30％至约50％的范围内。在其他实施方式中，壳体的外表面的90％或更多(例如100％)可用阻挡层覆盖。
通常，阻挡层可为高性能聚合物，例如热塑性聚合物或热固性聚合物。特别地，热塑性聚合物可选择为具有通常高的熔融温度。例如，热塑性聚合物可具有约150℃或更高、例如约200℃或更高、例如约250℃或更高、例如约300℃或更高、例如约350℃或更高至约500℃或更低、例如约450℃或更低、例如约400℃或更低的熔融温度。例如，这些聚合物可包括，但不限于，聚亚芳基硫醚，聚酯(例如聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等)，聚碳酸酯，聚砜(例如聚芳醚砜、聚醚砜等)，聚酮，聚醚酮(例如聚芳醚酮、聚醚醚酮等)，聚酰胺(例如尼龙6、尼龙6,6、尼龙6,10、尼龙11、尼龙12等)，聚酰亚胺等。在替代的实施方式中，阻挡层可包括热固性聚合物。例如，热固性聚合物可包括，但不限于，环氧树脂、聚氨酯、聚酯(例如醇酸树脂等)、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、硅酮等。
阻挡层可具有合适厚度的范围。例如，阻挡层可通过如下形成：浸涂壳体以获得所需的厚度。在一些实施方式中，阻挡层的厚度可在约10微米至约10mm的范围内，在一些实施方式中在约50微米至约5mm的范围内，在一些实施方式中在约100微米至约4mm的范围内，在一些实施方式中在约250微米至约2mm的范围内，在一些实施方式中在约300微米至约1mm的范围内。
取决于所需的阻挡层的厚度，可将壳体浸入浸渍溶液中一次或多次。形成阻挡层的层数可为约1至约10层，和在一些实施方式中约3至约7层。除了浸渍之外，还应理解，取决于方法对于选择用于阻挡层的特定材料的适用性，也可使用其他常规施加方法例如溅射、丝网印刷、电泳涂布、电子束沉积、真空沉积、喷射等来形成阻挡层。
另外，在一些实施方式中，可在超级电容器被封装于其中的壳体周围形成外罩(套，casing)。外罩可包括灌封层(potting layer)。灌封层可用于通过阻止质子和/或反应物的交换来进一步帮助减少或防止超级电容器的腐蚀。如以上关于阻挡层所指出的，灌封层还可帮助防止湿气(例如水蒸气)、氢气和/或氧气到达和/或渗透壳体。在一些实施方式中，这样的灌封层可为热固性聚合物。例如，热固性聚合物可包括，但不限于，环氧树脂、聚氨酯、聚酯(例如醇酸树脂等)、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、硅酮等。在替代的实施方式中，灌封层包括热塑性聚合物。例如，热塑性聚合物可具有约150℃或更高、例如约200℃或更高、例如约250℃或更高、例如约300℃或更高、例如约350℃或更高至约500℃或更低、例如约450℃或更低、例如约400℃或更低的熔融温度。例如，这些聚合物可包括，但不限于，聚亚芳基硫醚，聚酯(例如聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等)，聚碳酸酯，聚砜(例如聚芳醚砜、聚醚砜等)，聚酮，聚醚酮(例如聚芳醚酮、聚醚醚酮等)，聚酰胺(例如尼龙6、尼龙6,6、尼龙6,10、尼龙11、尼龙12等)，聚酰亚胺等。
灌封层可具有合适厚度的范围，并且可使用多种合适的技术形成。例如，灌封层可通过如下形成：使材料(例如热固性或热塑性)流入包围超级电容器的壳体的模具中。在一些实施方式中，灌封层的厚度可在约10微米至约20mm的范围内，在一些实施方式中在约100微米至约10mm的范围内，在一些实施方式中在约1mm至约7mm的范围内，在一些实施方式中在约2mm至约6mm的范围内，在一些实施方式中在约3mm至约5mm的范围内。
不管采用的具体配置，本发明人发现，通过对阻挡层的材料和位置的选择性控制，可实现稳固的(牢固的)超级电容器组件，其在相对高的湿度和温度(例如60℃或更高和90％相对湿度或更高)下呈现优异的性能和耐久性。
例如，超级电容器可呈现出在23℃的温度、120Hz的频率且没有施加电压的条件下测量的约6法拉/立方厘米(“F/cm3”)或更大、在一些实施方式中约8F/cm3或更大、在一些实施方式中约9至约100F/cm3、和在一些实施方式中约10至约80F/cm3的电容。在一些实施方式，超级电容器可具有在23℃的温度、120Hz的频率且没有施加电压的条件下测量的范围约1F至1,500F、在一些实施方式中约100F至约1,000F的电容。在一些实施方式中，超级电容器可具有范围约2V至约4V、在一些实施方式中约2.5V至约3.5V、例如约2.7V的工作电压。
超级电容器还可具有在23℃的温度、100Hz的频率且没有施加电压的条件下测量的低的等效串联电阻(ESR)，例如约150mohm(毫欧姆)或更低、在一些实施方式中小于约125mohm、在一些实施方式中约0.01至约100mohm、和在一些实施方式中约0.05至约70mohm。
值得注意地，即使当暴露于高温时，超级电容器也可呈现出优异的电性质。例如，超级电容器可置于与具有约60℃或更高、在一些实施方式中约100℃至约150℃、和在一些实施方式中约105℃至约130℃(例如85℃或105℃)的温度的氛围接触。电容和ESR值可在这样的温度下保持稳定相当长的时间段，例如约100小时或更长、在一些实施方式中约300小时至约5000小时、和在一些实施方式中约600小时至约4500小时(例如168、336、504、672、840、1008、1512、2040、3024或4032小时)。
在一种实施方式中，例如，超级电容器在暴露于热氛围(例如60℃、85℃或105℃)1008小时后的电容值对所述超级电容器在初始暴露于所述热氛围时的电容值的比例可为约0.75或更高、在一些实施方式中约0.8至1.0、和在一些实施方式中约0.85至1.0。这样高的电容值在多种极端条件下也可保持，例如在施加有电压时和/或在潮湿氛围中。例如，超级电容器在暴露于热氛围(例如60℃、85℃或105℃)和施加的电压后的电容值对所述超级电容器在暴露于所述热氛围时但在施加有电压之前的初始电容值的比例可为约0.60或更高、在一些实施方式中约0.65至1.0、和在一些实施方式中约0.7至1.0。所述电压可例如为约1伏或更高、在一些实施方式中约1.5伏或更高、和在一些实施方式中约2至约10伏(例如2.1伏)。在一些实施方式中，例如，上述比例可保持1008小时或更长。当暴露于高湿度水平时、例如当置于与具有约40％或更高、在一些实施方式中约45％或更高、在一些实施方式中约50％或更高、和在一些实施方式中约70％或更高(例如约85％至100％)的相对湿度的氛围接触时，超级电容器也可保持上述电容值。相对湿度可例如根据ASTM E337-02，Method A(2007)测定。例如，超级电容器在暴露于热氛围(例如85℃或105℃)和高湿度(例如85％)之后的电容值对所述超级电容器在暴露于所述热氛围时但在暴露于所述高湿度之前的初始电容值的比例可为约0.7或更高、在一些实施方式中约0.75至1.0、和在一些实施方式中约0.80至1.0。在一种实施方式中，例如，该比例可维持1008小时或更长。
如上所述，ESR也可在这样的温度下保持稳定相当长的时间段。在一种实施方式中，例如，超级电容器在暴露于热氛围(例如85℃或105℃)1008小时后的ESR对所述超级电容器在初始暴露于所述热氛围时的ESR的比例可为约1.5或更低、在一些实施方式中约1.2或更低、和在一些实施方式中约0.2至约1。值得注意地，这样低的ESR值在多种极端条件下也可保持，例如在施加有高电压时和/或在潮湿氛围中，如上所述。例如，超级电容器在暴露于热氛围(例如85℃或105℃)和施加的电压后的ESR对所述超级电容器在暴露于所述热氛围时但在施加有电压之前的初始ESR的比例可为约1.8或更低、在一些实施方式中约1.7或更低、和在一些实施方式中约0.2至约1.6。在一种实施方式中，例如，上述比例可保持1008小时或更长。当暴露于高湿度水平时，超级电容器也可保持上述ESR值。例如，超级电容器在暴露于热氛围(例如85℃或105℃)和高湿度(例如85％)后的ESR对所述超级电容器在暴露于所述热氛围时但在暴露于所述高湿度之前的初始电容值之比可为约1.5或更低、在一些实施方式中约1.4或更低、和在一些实施方式中约0.2至约1.2。在一种实施方式中，例如，该比例可维持1008小时或更长。
I.超级电容器配置
通常可在本发明的模块中采用各种不同的单独的超级电容器的任一种。然而，一般而言，超级电容器包含电极组件和电解质，所述电解质被包含并且任选地被气密密封在壳体内。电极组件可例如包含第一电极和第二电极，所述第一电极包含电耦连(连接)到第一集流体的第一碳质涂层(例如活性炭颗粒)，所述第二电极包含电耦连到第二集流体的第二碳质涂层(例如活性炭颗粒)。应理解，如果需要，特别地如果超级电容器包括多个能量存储单元，也可采用另外的集流体。集流体可由相同或不同的材料形成。无论如何，各集流体典型地可由包括导电金属例如铝、不锈钢、镍、银、钯等、及其合金的基底形成。铝和铝合金特别地适用于本发明。基底可为箔、片、板、网等的形式。基底也可具有相对小的厚度，例如约200微米或更小，在一些实施方式中约1至约100微米，在一些实施方式中约5至约80微米，和在一些实施方式中约10至约50微米。尽管决不是必需的，但可任选地使基底的表面粗糙化，例如通过洗涤、蚀刻、喷砂等。与数值结合的术语“约”的使用是指在所陈述的量的20％以内。
第一和第二碳质涂层也可分别电耦连到第一和第二集流体。尽管它们可由相同或不同类型的材料形成并且可包含一个层或多个层，但是所述碳质涂层各自通常可包含至少一个包括活性颗粒的层。在一些实施方式中，例如，活性炭层可直接安置于集流体上方，并且可任选地是碳质涂层的唯一层。合适的活性炭颗粒的实例可包括例如基于椰子壳的活性炭，基于石油焦的活性炭，基于沥青的活性炭，基于聚偏氯乙烯的活性炭，基于酚醛树脂的活性炭，基于聚丙烯腈的活性炭，和来自天然来源例如煤、木炭或其他天然有机来源的活性炭。
在一些实施方式中，可期望选择性地控制活性炭颗粒的一些方面，例如它们的粒度分布、表面积和孔尺寸分布，以帮助改善一些类型的电解质在经受一个或多个充电-放电循环之后的离子迁移率。例如，至少50体积％的颗粒(D50尺寸)可具有在约0.01至约30微米、在一些实施方式中约0.1至约20微米、和在一些实施方式中约0.5至约10微米的范围内的尺寸。至少90体积％的颗粒(D90尺寸)可也具有在约2至约40微米、在一些实施方式中约5至约30微米、和在一些实施方式中约6至约15微米的范围内的尺寸。BET表面还可在约900m2/g至约3,000m2/g、在一些实施方式中约1,000m2/g至约2,500m2/g、和在一些实施方式中约1,100m2/g至约1,800m2/g的范围内。
除了具有一定的尺寸和表面积之外，活性炭颗粒还可包含具有一定的尺寸分布的孔。例如，尺寸小于约2纳米的孔(即“微孔”)的量可提供总的孔体积的约50体积％或更低、在一些实施方式中约30体积％或更低、和在一些实施方式中0.1体积％至15体积％的孔体积。尺寸在约2纳米和约50纳米之间的孔(即“介孔(中孔)”)的量也可为约20体积％至约80体积％，在一些实施方式中约25体积％至约75体积％，和在一些实施方式中约35体积％至约65体积％。最后，尺寸大于约50纳米的孔(即“大孔”)的量可为约1体积％至约50体积％，在一些实施方式中约5体积％至约40体积％，和在一些实施方式中约10体积％至约35体积％。碳颗粒的总的孔体积可在约0.2cm3/g至约1.5cm3/g、和在一些实施方式中约0.4cm3/g至约1.0cm3/g的范围内，并且中值孔宽度可为约8纳米或更小，在一些实施方式中约1至约5纳米，和在一些实施方式中约2至约4纳米。孔尺寸和总的孔体积可使用氮吸附来测量，并通过本领域公知的巴雷特-乔伊纳-哈伦达(Barrett-Joyner-Halenda，“BJH”)技术进行分析。
如果需要，粘合剂可以在第一和/或第二碳质涂层中的每100份碳的约60份或更少、在一些实施方式中40份或更少、和在一些实施方式中约1至约25份的量存在。粘合剂可例如构成碳质涂层的总重量的约15重量％或更少，在一些实施方式中约10重量％或更少，和在一些实施方式中约0.5重量％至约5重量％。在电极中可使用多种合适的粘合剂的任一种。例如，在一些实施方式中可使用水不溶性有机粘合剂，例如苯乙烯-丁二烯共聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、乙酸乙烯酯乙烯共聚物、乙酸乙烯酯丙烯酸类共聚物、乙烯-氯乙烯共聚物、乙烯-氯乙烯-乙酸乙烯酯三元共聚物、丙烯酸类聚氯乙烯聚合物、丙烯酸类聚合物、腈聚合物、含氟聚合物如聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯、聚烯烃等、及其混合物。也可使用水溶性有机粘合剂，例如多糖及其衍生物。在一种具体实施方式中，多糖可为非离子纤维素醚，例如烷基纤维素醚(例如甲基纤维素和乙基纤维素)；羟烷基纤维素醚(例如羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基羟丁基纤维素、羟乙基羟丙基纤维素、羟乙基羟丁基纤维素、羟乙基羟丙基羟丁基纤维素等)；烷基羟烷基纤维素醚(例如甲基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、乙基羟丙基纤维素、甲基乙基羟乙基纤维素和甲基乙基羟丙基纤维素)；羧烷基纤维素醚(例如羧甲基纤维素)；等等，以及任何前述物质的质子化盐例如羧甲基纤维素钠。
在第一和/或第二碳质涂层的活性炭层内和/或在第一和/或第二碳质涂层的其他层内还可采用其他材料。例如，在一些实施方式中，可采用导电促进剂来进一步增加电导率。示例性的导电促进剂可包括例如炭黑、石墨(天然或人造)、石墨、碳纳米管、纳米线或纳米管、金属纤维、石墨烯等、及其混合物。炭黑是特别合适的。当使用时，导电促进剂典型地构成碳质涂层中的每100份活性炭颗粒的约60份或更少，在一些实施方式中40份或更少，和在一些实施方式中约1至约25份。导电促进剂可例如构成碳质涂层的总重量的约15重量％或更少，在一些实施方式中约10重量％或更少，和在一些实施方式中约0.5重量％至约5重量％。活性炭颗粒同样典型地构成碳质涂层的85重量％或更多，在一些实施方式中约90重量％或更多，和在一些实施方式中约95重量％至约99.5重量％。
如本领域技术人员所公知的，将碳质涂层施加到集流体的具体方式可改变，例如印刷(例如轮转凹版印刷)、喷射、狭缝模头涂布、滴涂、浸涂等。无论施加它的方式如何，可将得到的电极干燥以从涂层中除去水分，例如在约100℃或更高、在一些实施方式中约200℃或更高、和在一些实施方式中约300℃至约500℃的温度下。电极也可被压缩(例如压延)以优化超级电容器的体积效率。在任何任选的压缩之后，各碳质涂层的厚度通常可基于期望的超级电容器的工作范围和电性能而变化。然而，典型地，涂层的厚度可为约20至约200微米、30至约150微米，和在一些实施方式中约40至约100微米。涂层可存在于集流体的一侧或两侧上。无论如何，总体电极(包括在任选的压缩后的集流体和碳质涂层)的厚度可在约20至约350微米、在一些实施方式中约30至约300微米、和在一些实施方式中约50至约250微米的范围内。
电极组件还可包含位于第一和第二电极之间的隔板。如果需要，在电极组件中也可采用其他隔板。例如，一个或多个隔板可位于第一电极、第二电极或两者上方。隔板使得一个电极能够与另一电极电隔离(绝缘)以帮助防止电短路，但仍允许离子在两个电极之间传输。在一些实施方式中，例如，可采用包括以下的隔板：纤维素纤维(状)材料(例如干法(气流成网的)纸幅、湿法纸幅等)，非织造纤维材料(例如聚烯烃非织造幅材)，织造织物，膜(例如聚烯烃膜)等。纤维素纤维材料特别适合用于所述超级电容器，例如包含天然纤维、合成纤维等的那些。用于隔板中的合适的纤维素纤维的具体实例可包括例如硬木浆纤维、软木浆纤维、人造丝纤维、再生纤维素纤维等。不管采用的具体材料如何，隔板典型地具有约5至约150微米、在一些实施方式中约10至约100微米、和在一些实施方式中约20至约80微米的厚度。
将电极组件的部件组合在一起的方式可如本领域中已知的那样改变。例如，可电极和隔板初始折叠、卷绕或以其他方式接触在一起以形成电极组件。在一种具体实施方式中，电极、隔板和任选的电解质可卷绕成具有“果冻卷(jelly-roll)”配置的电极组件。
为了形成超级电容器，在将电极和隔板组合在一起以形成电极组件之前、期间和/或之后，可使电解质与第一电极和第二电极进行离子接触。电解质通常在性质上可为非水的，并因此包含至少一种非水溶剂。为了帮助扩展超级电容器的工作温度范围，典型地期望非水溶剂具有相对高的沸点，例如约150℃或更高，在一些实施方式中约200℃或更高，和在一些实施方式中约220℃至约300℃。特别合适的高沸点溶剂可包括例如环状碳酸酯溶剂，例如碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸亚乙烯酯等。当然，也可单独或与环状碳酸酯溶剂组合使用其他非水溶剂。这样的溶剂的实例可包括例如开链碳酸酯(例如碳酸二甲酯、碳酸乙甲酯、碳酸二乙酯等)，脂族单羧酸酯(例如乙酸甲酯、丙酸甲酯等)，内酯溶剂(例如丁内酯戊内酯等)，腈(例如乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3-甲氧基丙腈等)，酰胺(例如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮)，烷烃(例如硝基甲烷、硝基乙烷等)，硫化合物(例如环丁砜、二甲亚砜等)；等等。
电解质还可包含至少一种离子液体，所述离子液体可溶解在非水溶剂中。尽管离子液体的浓度可变化，但典型地期望离子液体以相对高的浓度存在。例如，离子液体可以约0.8摩尔/升(M)电解质或更多、在一些实施方式中约1.0M或更多、在一些实施方式中约1.2M或更多、和在一些实施方式中约1.3至约1.8M的量存在。
离子液体通常可为具有相对低的熔融温度、例如约400℃或更低、在一些实施方式中约350℃或更低、在一些实施方式中约1℃至约100℃、和在一些实施方式中约5℃至约50℃的盐。所述盐可包含阳离子物种和抗衡离子。阳离子物种可包含具有至少一个杂原子(例如氮或磷)作为“阳离子中心”的化合物。这样的杂原子化合物的实例包括，例如，未取代或取代的有机季铵化合物例如铵(例如三甲基铵、四乙基铵等)，吡啶鎓，哒嗪鎓，嘧啶鎓(pyramidinium)，吡嗪鎓，咪唑鎓，吡唑鎓，
Figure BDA0004163076760000101
唑鎓，***鎓，噻唑鎓，喹啉鎓，哌啶鎓，吡咯烷鎓，其中两个或多个环通过螺原子(例如碳、杂原子等)连接在一起的季铵螺化合物，季铵稠环结构(例如喹啉鎓、异喹啉鎓等)，等。在一种具体实施方式中，例如，阳离子物种可为N-螺双环化合物，例如具有环状环的对称或不对称的N-螺双环化合物。这样的化合物的一个实例具有以下结构：
Figure BDA0004163076760000111
其中m和n独立地为3至7、和在一些实施方式中4至5的数(例如，吡咯烷鎓或哌啶鎓)。
合适的用于阳离子物种的抗衡离子可同样包括卤素(例如氯根、溴根、碘根等)；硫酸根或磺酸根(例如甲基硫酸根、乙基硫酸根、丁基硫酸根、己基硫酸根、辛基硫酸根、硫酸氢根、甲磺酸根、十二烷基苯磺酸根、十二烷基硫酸根、三氟甲磺酸根、十七氟辛烷磺酸根、十二烷基乙氧基硫酸钠等)；磺基琥珀酸根；酰胺(例如双氰胺)；酰亚胺(例如双(五氟乙基磺酰)亚胺、双(三氟甲磺酰)亚胺、双(三氟甲基)酰亚胺等)；硼酸根(例如四氟硼酸根、四氰基硼酸根、双[草酸]硼酸根、双[水杨酸]硼酸根等)；磷酸根或次膦酸根(例如六氟磷酸根、二乙基磷酸根、双(五氟乙基)次膦酸根、三(五氟乙基)-三氟磷酸根、三(九氟丁基)三氟磷酸根等)；锑酸根(例如六氟锑酸根)；铝酸根(例如四氯铝酸根)；脂肪酸羧酸根(例如油酸根、异硬脂酸根、十五氟辛酸根等)；氰酸根；乙酸根；等等、以及前述的任何组合。
合适的离子液体的若干实例可包括，例如，四氟硼酸螺-(1,1')-双吡咯烷鎓、四氟硼酸三乙基甲基铵、四氟硼酸四乙基铵、碘化螺-(1,1')-双吡咯烷鎓、碘化三乙基甲基铵、碘化四乙基铵、四氟硼酸甲基三乙基铵、四氟硼酸四丁基铵、六氟磷酸四乙基铵等。
如上所述，超级电容器组件还可包含壳体，电极组件和电解质被保持并且任选地被气密密封在所述壳体内。壳体的性质可根据需要而变化。在一种实施方式中，例如，壳体可包括金属容器(“罐”)，例如由钽、铌、铝、镍、铪、钛、铜、银、钢(例如不锈钢)、其合金、其复合物(例如涂覆有导电氧化物的金属)等形成的那些。铝特别适用于本发明。在其他实施方式中，壳体可包括任何合适的塑料材料(例如聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)等)。所述容器可具有多种不同的形状的任一种，例如圆柱形、D形等。圆柱形的容器是特别合适的。
可使用多种不同的技术将电极组件密封在圆柱形壳体容器内。参考图1，示出超级电容器组件100的一种实施方式，其包含电极组件108，电极组件108可包含以果冻卷配置卷绕在一起的层106。在该具体实施方式中，超级电容器包含第一集电盘114，其包含盘形部分134、螺柱部分136和紧固件138(例如螺钉)。集电盘114可与中空芯160的第一端对齐，中空芯160可形成在电极组件的中心中，并且螺柱部分136然后可***到芯的开口中，使得盘形部分134在第一接触边缘110处抵靠电极组件108的第一端。容器可包括盖118，盖118焊接(例如激光焊接)到第一接线柱(接线头端子)116，并且插座(插口)(其可为例如螺纹的)可连接至紧固件138。超级电容器还包含第二集电盘120，第二集电盘120包含盘形部分142、螺柱部分140和第二接线柱144。第二集电盘120可与中空芯160的第二端对齐，和螺柱部分140然后可***芯的开口中，使得集电盘部分142抵靠电极组件108的第二端。
之后，壳体122(例如圆柱形容器罐)可在电极组件108上滑动，使得第二集电盘120首先进入壳体122，通过第一绝缘垫圈124，通过壳体122的端部处的轴向孔，然后通过第二绝缘垫圈126。第二集电盘120还通过平垫圈128和弹簧垫圈130。防松螺母132可在弹簧垫圈130上拧紧，其将弹簧垫圈130对着平垫圈128压缩，平垫圈128继而对着第二绝缘垫圈126压缩。第二绝缘垫圈126可对着壳体122中的轴向孔的外周压缩，并且当第二集电盘120通过该压缩力向轴向孔拉伸时，第一绝缘垫圈124可在第二集电盘120和壳体122中的轴向孔的内周之间被压缩。第一绝缘垫圈124上的凸缘(法兰)阻止第二集电盘120与轴向孔的边缘之间的电接触。同时，盖118可被拉入壳体122的开口中，使得盖118的边缘恰好位于壳体122的开口的唇缘内。然后，盖118的边缘可焊接至壳体122的开口的唇缘。
一旦将防松螺母132对着弹簧垫圈130拧紧，可在轴向孔、第一绝缘垫圈124、第二绝缘垫圈126和第二集电盘120之间形成气密密封。类似地，将盖118焊接至容器122的唇缘和将盖118焊接至第一接线柱116可形成另外的气密密封。盖118中的孔146可保持开放以用作上述电解质的填充口。一旦电解质在罐中(即，在真空下被吸入罐中，如上所述)，衬套148可***孔146中，并且在孔146的内缘处安置靠着凸缘150。衬套148例如可在形状上为中空圆柱，构造成接收塞子152。塞子152(其在可形状上为圆柱)可被压入衬套148的中心中，从而将衬套148对着孔146的内部压缩并在孔146、衬套148和塞子152之间形成气密密封。可选择塞子152和衬套148以在超级电容器内达到规定的压力水平时逐出，从而形成超压安全机构。因此，壳体122可在各密封位置处被密封。
上述实施方式通常涉及在电容器中的单个电化学单元的使用。但是，当然应理解，本发明的电容器也可包含两个或更多个电化学单元。在一种这样的实施方式中，例如，电容器可包括两个或更多个电化学单元的堆叠体，所述电化学单元可相同或不同。
超级电容器可具有任何合适的尺寸和形状。例如，在一些实施方式中，超级电容器可具有范围约10mm至约250mm、在一些实施方式中约20mm至约120mm的长度。在一些实施方式中，超级电容器可具有大体上圆柱形状，和范围约3mm至约70mm、和在一些实施方式中约8mm至约40mm的直径。
II.外罩
在一些实施方式中，外罩(例如密封剂层)可在超级电容器组件的壳体上方形成，例如由热固性树脂形成。外罩可包括灌封层。这样的树脂的实例包括，例如，环氧树脂、聚酰亚胺树脂、三聚氰胺树脂、脲醛树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、聚酯树脂等。环氧树脂也特别适合用于密封剂层中。合适的环氧树脂的实例包括例如缩水甘油醚型环氧树脂例如双酚A型环氧树脂，双酚F型环氧树脂，苯酚酚醛清漆型环氧树脂，邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂，溴化环氧树脂和联苯型环氧树脂，脂环族环氧树脂，缩水甘油酯型环氧树脂，缩水甘油基胺型环氧树脂，甲酚酚醛清漆型环氧树脂，萘型环氧树脂，苯酚芳烷基型环氧树脂，环戊二烯型环氧树脂，杂环环氧树脂等。
如果需要，还可在密封剂层中使用固化剂以帮助促进固化。当使用时，固化剂通常构成密封剂层的约0.1至约20重量％。示例性的固化剂包括例如胺、过氧化物、酐、酚化合物、硅烷、酸酐化合物及其组合。合适的固化剂的具体实例是双氰胺、1-(2氰基乙基)2-乙基-4-甲基咪唑、1-苄基2-甲基咪唑、乙基氰基丙基咪唑、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、2,4-二氰基-6,2-甲基咪唑基-(1)-乙基-s-三嗪和2,4-二氰基-6,2-十一烷基咪唑基-(1)-乙基-s-三嗪、咪唑鎓盐(例如偏苯三酸1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑鎓、异氰脲酸2-甲基咪唑鎓、四苯基硼酸2-乙基-4-甲基咪唑鎓和四苯基硼酸2-乙基-1,4-二甲基咪唑鎓等。其他有用的固化剂包括膦化合物，例如三丁基膦、三苯基膦、三(二甲氧基苯基)膦、三(羟丙基)膦和三(氰乙基)膦；鏻盐，例如四苯基硼酸四苯基鏻、四苯基硼酸甲基三丁基鏻和四苯基硼酸甲基三氰基乙基鏻)；胺，例如2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、苄基甲基胺、四甲基丁基胍、N-甲基哌嗪和2-二甲基氨基-1-吡咯啉；铵盐，例如四苯基硼酸三乙基铵；二氮杂双环化合物，例如1,5-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一碳烯、1,5-二氮杂双环[4,3,0]-5-壬烯和1,4-二氮杂双环[2,2,2]-辛烷；二氮杂双环化合物的盐，例如四苯基硼酸盐、苯酚盐、苯酚酚醛清漆盐和2-乙基己酸盐；等等。
还可使用其他添加剂，例如光引发剂、粘度调节剂、悬浮助剂、颜料、应力降低剂、非导电填料、稳定剂等。合适的光引发剂可包括例如安息香、安息香甲基醚、安息香乙基醚、安息香正丙基醚、安息香异丁醚、2,2二羟基-2-苯基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮2,2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、二苯甲酮、4,4-双二烯丙基氨基二苯甲酮、4-二甲基氨基苯甲酸、4-二甲基氨基苯甲酸烷基酯、2-乙基蒽醌、呫吨酮、噻吨酮、2-氯噻吨酮等。同样，非导电填料可包括无机氧化物颗粒，例如二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化铁、氧化铜、沸石、硅酸盐、粘土(例如蒙脱石粘土)等，以及复合物(例如氧化铝包覆的二氧化硅颗粒)及其混合物。在一些实施方式中，包含硅原子的填料，例如二氧化硅和/或硅酸盐，可特别适合于增强阻挡层结合至密封剂层的能力(例如通过硅-氧键)。当使用时，这样的填料可例如构成密封剂层的约20重量％至约95重量％、和在一些实施方式中约50重量％至约85重量％。
III.阻挡层
图2A和2B示出根据本公开内容的方面的电路200。电路200可包括具有大体上平坦的表面203的基底202。例如，在一些实施方式中，基底202可为具有内部和/或表面印刷的电连接件的印刷电路板，如本领域中已知的。
可将包括壳体122的超级电容器组件100安装至基底202或者以其他方式配置以相邻于基底202被支撑。可使用任何合适的安装结构来将超级电容器组件100安装至基底202。为清楚起见，从图中省略这样的安装结构。如上所述，在一些实施方式中，可在超级电容器组件100的壳体122周围形成外罩。为清楚起见，在伴随以下讨论的附图中未示出外罩。
参考图2C，在一些实施方式中，超级电容器组件100的壳体122可包括第一端面204和与第一端面204相反的第二端面206。超级电容器组件100可具有在第一端面204和第二端面206之间沿纵向方向210延伸的长度208。在一些实施方式中，壳体122可具有大体上圆柱形状并且包括外周表面212。
参考图2A和2B，在一些实施方式中，超级电容器组件100可包括一对引线214，并且各引线214可与基底202电连接。例如，引线214可与设置在基底202的表面204内或形成在基底202的表面204上的电连接件电连接。引线214也可与超级电容器内的集流体电连接。在一些实施方式中，一对电引线214各自可从壳体122的第一端面204延伸。然而，在其他实施方式中，电引线214的一个可从第一端面204延伸，而电引线214的另一个可从第二端面206延伸。壳体122可在引线214周围的密封位置215处被密封。如上所述，可形成额外的密封位置以将超级电容器密封在壳体122内。在一些实施方式中，第一端面204或第二端面206的一个或多个可作为盖(例如作为以上参考图1所述的盖118)是与壳体122可分开的(detachable)。例如，第一端面204和/或第二端面206可在第一端面204和/或第二端面206的周边周围被密封至壳体212。在这样的实施方式中，可沿着第一端面204和/或第二端面206的周边限定密封位置。然而，密封位置可限定在密封壳体212的任何地方。
在一些实施方式中，阻挡层216可形成在超级电容器组件100的壳体122的外表面的至少一部分上。在其他实施方式中，可在壳体122周围形成外罩，然后可在外罩上(例如，在灌封层上方)形成阻挡层216。阻挡层216可形成在容器(例如，壳体122或如果存在的围绕壳体122形成外罩)的外表面的与密封位置215(例如，围绕引线214和/或将超级电容器密封在壳体122内的密封位置215)相邻的部分上。
在一些实施方式中，阻挡层216也可位于与其中可易于积聚热和湿气的区域218相邻。例如，超级电容器组件100可被安装成与基底202相距安装距离219，并且区域218可在超级电容器组件100和基底204之间和/或与引线214相邻。在一些实施方式中，超级电容器组件100可被安装至基底202，使得超级电容器组件100的纵向方向210大体上垂直于基底202的平面表面203。对于这样的实施方式，阻挡层216可沿着第一端面204设置，使得阻挡层216与在超级电容器组件100和基底204之间的区域218相邻。阻挡层216可另外沿着超级电容器组件100的外周表面212的与区域218相邻的部分设置。然而，阻挡层216可沿着壳体122的外表面的任何部分设置，使得阻挡层216防止或减少泄漏和/或腐蚀。
参考图3A和3B，在一些实施方式中，超级电容器组件100可安装至基底202，使得超级电容器组件100的纵向方向210大体上平行于基底的平面表面203。一根电引线214可从超级电容器组件100的第一端面204延伸，而另一电引线214可从超级电容器组件100的第二端面206延伸。阻挡层216可与其中引线214延伸穿过壳体122的密封位置215相邻地和/或与其中壳体122被密封(例如，其中由端面204、206的一个或多个表示的盖被密封至壳体122)的位置相邻地布置。另外，在一些实施方式中，阻挡层216可设置在容器的与基底相邻的部分上。例如，阻挡层216可设置在端面204、206和/或与基底的平面表面203和/或引线214相邻的外周表面212的部分上。例如，参考图3B，阻挡层216可沿着超级电容器组件100的壳体122的外表面的大约一半设置。替代地，如上所述，外罩可在壳体122周围形成，并且阻挡层216可在外罩的外表面的对应部分(例如，在延伸穿过外罩的引线214周围密封外罩的地方和/或在密封外罩以封装壳体122的地方，如果适用的话)上形成。
在一些实施方式中，阻挡层216可形成在少于壳体122的全部上，如上面参考图2A-2C、3A和3B所述。例如，可通过将壳体122(或外罩，如果存在的话)的一部分浸入浸渍材料中来形成阻挡层216。这可在将超级电容器组件100组装到壳体122中之前或之后进行。在其他实施方式中，可将壳体122(或外罩，如果存在的话)的整个外表面用阻挡层216涂覆。
IV.应用
本文中描述的电路的各实施方式可在任何合适类型的电子部件中找到应用。示例应用包括电力仪表(功率计)、不间断电源(UPS)和计算机应用，例如用于随机存取存储器(RAM)的备用电源。本文中描述的电路可在用于测量产品(例如电、水、气体等)的流量的仪表中找到具体应用。
例如，电力仪表可被配置成测量电力使用(用电量)(例如，住宅和/或商业建筑物的电力使用)。一些电力仪表(例如“智能”电力仪表)可能够无线地通信关于所测量的电力消耗的数据以改善对电网的监控和/或管理。例如，智能电力仪表可将电力使用通信到公用工程站和/或个人计算设备。这可允许住户监控其房屋或公寓的电力使用，这可导致更有效的电力使用和管理。
根据本公开内容的方面，电力仪表可采用本文中所述的超级电容器和/或电路。超级电容器可在电力仪表电路中提供若干益处。例如，在停电和/或电力故障的情况下，超级电容器可提供备用电源。这可改善电力仪表的可靠性。例如，尽管存在电力故障或异常(其可阻止电力仪表正常运行)，但这样的电力仪表可能够继续传输关于电力使用的信息。
超级电容器还可延长电力仪表中的电池和/或供电电路的寿命。例如，超级电容器可帮助满足电力仪表的不规则或过度的电力需求，这可帮助保护电池和/或供电电路。
电力仪表
参考图4A和4B，在一些实施方式中，仪表可被配置成电力仪表4000，并且包括至少一个超级电容器组件100，其安装到基底202诸如PCB。在一些实施方式中，电力仪表4000还可包括与一个或多个超级电容器组件100电连接的电池4004。超级电容器组件100可配置成在过度电力需求或电池故障的情况下提供备用电源，如上所讨论的。
电力仪表4000可配置成“智能”电力仪表并且包括无线通信单元4006，其配置成经由任何合适的网络(例如使用任何合适的无线通信协议(例如，WiFi、蓝牙和/或类似)的局域无线网络和/或使用任何合适的通信协议(例如TCP/IP、HTTP、SMTP、FTP)的更广泛的网络例如广域网(WAN))传送和/或接收数据。智能电力仪表4000可配置成将电力使用传送给公用设备提供商和/或用户计算设备以进行监控。
电力仪表4000还可包括显示器4008和/或用户输入设备。例如，显示器4008可配置为触摸屏，使得用户可使用触摸屏输入信息(例如设置、警报等)。
电力仪表4000可包括配置成测量电力使用率的传感器4010。例如，在一些实施方式中，传感器4010可包括A/D转换器，其配置成检测指示流经电力仪表4000的电力(功率)的测量的模拟信号(例如电压或电流)。例如，A/D转换器4010可与电力供应者4012(例如，由电站供应的电网)和电力消费者4014(例如，住宅和/或商业建筑物)各自电连接。A/D转换器4010可将模拟信号转换为指示电力使用率的数字信号。
智能电力仪表4000还可包括微机4016。通常，微机4016可对应于任何合适的基于处理器的设备，例如计算设备或计算设备的任何组合。因此，在若干实施方式中，微机4016可包括一个或多个处理器4018和相关存储设备4020，其配置成执行各种计算机实施的功能。如本文中所用的，术语“处理器”不仅是指本领域中被称为包括在计算机中的集成电路，而且还指可编程的逻辑控制器(PLC)、专用集成电路以及其他可编程电路。另外，存储设备通常可包括存储元件，存储元件包括，但不限于，计算机可读介质(例如随机存取存储器(RAM))、计算机可读非易失性介质(例如闪存)、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、数字通用光盘(DVD)和/或其他合适的存储元件。这样的存储设备通常可配置成存储如下的合适的计算机可读指令：当由处理器实施时，将控制器配置成执行各种计算机实施的功能。
微机4016可与无线通信单元4006、显示器4008和/或A/D转换器4010通信地耦连。微机4016可配置成接收来自传感器4010的指示电力使用率的信号并且基于接收的信号计算电力使用率。微机4016还可配置成经由无线通信单元4006传送电力使用率和/或控制显示器4008的运行，使得电力使用率可出现在显示器4008上。
智能仪表4000还可包括供电电路4022。供电电路4022可与超级电容器212、电池4004和/或电力供应者4012电连接。例如，供电电路4005可配置成调节从超级电容器组件100、电池4004和/或电力供应者4012供应至微机4012、无线通信单元4006、显示器4008和/或A/D转换器4010的电力。例如，如果由电力供应者4012供应的电力变得中断和/或不规则，则供电电路4022可从电池和/或超级电容器组件100汲取电力以满足智能仪表4000中包括的其他部件的需求。
智能电力仪表4000可配置成“物联网”(“IoT”)设备。微机4016可配置成执行其他各种功能。例如，微机4016可配置成检测电力使用率超过预定阈值的蚀刻并传送警报(经由无线通信单元4006)。在一些实施方式中，微机4016也可配置成(经由无线通信单元4006)与单独的电力消耗设备例如智能设备进行无线通信。微机4016可配置成相对于由A/D转换器4010检测的总电力使用率监控由这样的设备使用的电力。例如，微机4016可配置成编制摘要，所述摘要显示在给定的时间段(例如一个月)中使用的总电力及其由单独的电力消耗设备(例如智能设备)使用的部分。微机4016例如可配置成经由无线通信单元4006将所述摘要传送到房屋的住户。
水或气表
在其他实施方式中，仪表可配置为水表或气表。在这样的实施方式中，传感器4010可为流量传感器，并且配置成产生指示从来源到消费者单元(例如住宅或商业建筑物)的水或气体的流速的信号。在这样的实施方式中，电池4004和/或超级电容器组件100可为仪表的唯一电源。因此，供电电路4022可配置成调节从电池4004和超级电容器组件100供应到仪表的其他部件的电力。在电池故障的情况下，超级电容器组件100可提供电力持续额外的时间段，使得仪表可经由无线通信单元4006发送信号，该信号指示电池4004已经发生故障并且需要维修。
尽管已经对于本主题的具体实施方式详细地描述了本主题，但是将理解，本领域技术人员在获得对前述内容的理解时可容易地产生对这样的实施方式的改变、变型和等同物。因此，本公开内容的范围是作为示例而不是作为限制，并且如本领域普通技术人员将容易明晰的，本公开内容不排除包括对本主题的这样的改变、变型和/或添加。
本发明包括以下实施方式：
1.超级电容器组件，包括：
包括外表面的壳体，所述壳体在密封位置处被密封；
封装在所述壳体内的超级电容器；和
阻挡层，其形成在所述外表面的与所述密封位置或安装超级电容器的表面中的至少一个相邻的部分上。
2.如条目1所述的超级电容器组件，其中所述阻挡层包括热塑性聚合物。
3.如条目1所述的超级电容器组件，其中所述阻挡层包括以下的至少一种：聚亚芳基硫醚、聚酯、聚碳酸酯、聚砜、聚酮、聚醚酮、聚酰胺或聚酰亚胺。
4.如条目1所述的超级电容器组件，其中所述阻挡层具有约150℃或更高的熔融温度。
5.如条目1所述的超级电容器组件，进一步包括形成在所述壳体上方的外罩。
6.如条目3所述的超级电容器组件，其中所述外罩包括灌封层。
7.如条目7所述的超级电容器组件，其中所述灌封层包括至少一种热固性聚合物，并且所述阻挡层包括热塑性聚合物。
8.如条目7所述的超级电容器组件，其中所述灌封层包括环氧树脂或聚氨酯的至少一种。
9.如条目1所述的超级电容器组件，其中所述超级电容器包括：
集流体；
电耦连至所述集流体的电极；和
至少一根电引线，其与所述集流体电连接并从容器的内部到容器的外部延伸穿过容器；
其中所述至少一根电引线在所述密封位置处延伸穿过容器，使得所述阻挡层在所述容器的外表面上与所述至少一根电引线相邻地形成。
10.如条目1所述的超级电容器组件，其中容器包括主体和盖，并且所述盖在所述密封位置处被密封至主体，使得所述阻挡层与在所述主体和所述盖之间的密封处相邻地形成。
11.如条目1所述的超级电容器组件，其中所述超级电容器具有在23℃的温度、120Hz的频率和未施加电压的情况下测量的范围约1F至1,500F的电容。
12.如条目1所述的超级电容器，其中所述超级电容器具有范围约2V至约4V的的工作电压。
13.用于测量产品流量的仪表，所述仪表包括：
基底；
壳体，其在所述壳体的外表面上的密封位置处被密封，所述壳体安装至所述基底；
包封在所述壳体内的超级电容器；和
阻挡层，其形成在所述壳体的外表面的与所述基底或所述密封位置中的至少一个相邻的部分上。
14.如条目13所述的仪表，其中所述仪表配置成测量电、气或水的至少一种的流量。
15.如条目13所述的仪表，其中所述超级电容器包括：
集流体；
电耦连至所述集流体的电极；和
至少一根电引线，其与所述集流体电连接并从容器的内部到容器的外部延伸穿过容器；
其中所述至少一根电引线在所述密封位置处延伸穿过容器，使得所述阻挡层与所述至少一根电引线相邻地形成。
16.如条目13所述的仪表，其中所述壳体包括主体和盖，并且所述盖在所述密封位置处被密封至所述主体。
17.如条目13所述的仪表，其中所述阻挡层包括热塑性聚合物或热固性聚合物的至少一种。
18.如条目13所述的仪表，其中所述阻挡层具有约150℃或更高的熔融温度。
19.如条目13所述的仪表，其中所述阻挡层包括以下的至少一种：聚亚芳基硫醚、聚酯、聚碳酸酯、聚砜、聚酮、聚醚酮、聚酰胺或聚酰亚胺。
20.如条目13所述的仪表，进一步包括形成在所述壳体上方的外罩，所述外罩包括热固性聚合物，并且其中所述阻挡层包括热塑性聚合物。

Claims (20)

1.超级电容器组件，包括：
包括外表面的壳体，所述壳体在密封位置处被密封；
封装在所述壳体内的超级电容器；和
阻挡层，其形成在所述外表面的与所述密封位置或安装超级电容器的表面中的至少一个相邻的部分上。
2.如权利要求1所述的超级电容器组件，其中所述阻挡层包括热塑性聚合物。
3.如权利要求1所述的超级电容器组件，其中所述阻挡层包括以下的至少一种：聚亚芳基硫醚、聚酯、聚碳酸酯、聚砜、聚酮、聚醚酮、聚酰胺或聚酰亚胺。
4.如权利要求1所述的超级电容器组件，其中所述阻挡层具有约150℃或更高的熔融温度。
5.如权利要求1所述的超级电容器组件，进一步包括形成在所述壳体上方的外罩。
6.如权利要求3所述的超级电容器组件，其中所述外罩包括灌封层。
7.如权利要求7所述的超级电容器组件，其中所述灌封层包括至少一种热固性聚合物，并且所述阻挡层包括热塑性聚合物。
8.如权利要求7所述的超级电容器组件，其中所述灌封层包括环氧树脂或聚氨酯的至少一种。
9.如权利要求1所述的超级电容器组件，其中所述超级电容器包括：
集流体；
电耦连至所述集流体的电极；和
至少一根电引线，其与所述集流体电连接并从容器的内部到容器的外部延伸穿过容器；
其中所述至少一根电引线在所述密封位置处延伸穿过容器，使得所述阻挡层在所述容器的外表面上与所述至少一根电引线相邻地形成。
10.如权利要求1所述的超级电容器组件，其中容器包括主体和盖，并且所述盖在所述密封位置处被密封至主体，使得所述阻挡层与在所述主体和所述盖之间的密封处相邻地形成。
11.如权利要求1所述的超级电容器组件，其中所述超级电容器具有在23℃的温度、120Hz的频率和未施加电压的情况下测量的范围约1F至1,500F的电容。
12.如权利要求1所述的超级电容器，其中所述超级电容器具有范围约2V至约4V的的工作电压。
13.用于测量产品流量的仪表，所述仪表包括：
基底；
壳体，其在所述壳体的外表面上的密封位置处被密封，所述壳体安装至所述基底；
包封在所述壳体内的超级电容器；和
阻挡层，其形成在所述壳体的外表面的与所述基底或所述密封位置中的至少一个相邻的部分上。
14.如权利要求13所述的仪表，其中所述仪表配置成测量电、气或水的至少一种的流量。
15.如权利要求13所述的仪表，其中所述超级电容器包括：
集流体；
电耦连至所述集流体的电极；和
至少一根电引线，其与所述集流体电连接并从容器的内部到容器的外部延伸穿过容器；
其中所述至少一根电引线在所述密封位置处延伸穿过容器，使得所述阻挡层与所述至少一根电引线相邻地形成。
16.如权利要求13所述的仪表，其中所述壳体包括主体和盖，并且所述盖在所述密封位置处被密封至所述主体。
17.如权利要求13所述的仪表，其中所述阻挡层包括热塑性聚合物或热固性聚合物的至少一种。
18.如权利要求13所述的仪表，其中所述阻挡层具有约150℃或更高的熔融温度。
19.如权利要求13所述的仪表，其中所述阻挡层包括以下的至少一种：聚亚芳基硫醚、聚酯、聚碳酸酯、聚砜、聚酮、聚醚酮、聚酰胺或聚酰亚胺。
20.如权利要求13所述的仪表，进一步包括形成在所述壳体上方的外罩，所述外罩包括热固性聚合物，并且其中所述阻挡层包括热塑性聚合物。
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