CN100570776C - 一种闪光灯铝电解电容器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝电解电容器及其制备方法，尤其涉及一种用于闪光灯的铝电解电容器及其制备方法。该闪光灯铝电解电容器的工作电解液成分为主溶剂为乙二醇；所述的辅助溶剂为N.N二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、聚乙二醇辛基苯基醚、水中的一种或多种混合；其中所述的主溶质为苯甲酸铵、癸二酸铵、五硼酸铵、壬二酸氢铵、十二双酸铵、甘露醇中的一种或多种混合；其中所述的添加剂为间二硝基苯、磷酸氢二铵、对硝基苯甲酸铵、对硝基苯甲醇中的一种或多种混合。利用本发明的电解液成分以及制备方法制备的铝电解电容器耐压性能好、漏电流小，漏电流回升慢可以制作额定电压保持在330V左右的闪光灯铝电解电容器。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝电解电容器及其制备方法，尤其涉及一种用于闪光灯的铝电解电容器及其制备方法。
背景技术
电容器是使用最广，用量最大，且不可取代的电子元件，其产量约占电子元件的40％，电解电容器是10年来我国发展速度最快的元件之一，目前，国内电解电容器的年生产总量接近250亿只，年平均增长率高达28％，占全球电解电容器产量的1/3，在发展过程中，铝电解电容器又占三大类电容器(电解电容器、陶瓷电容器、有机薄膜电容器)产量的36.8％。铝电解电容器是由经过腐蚀和形成氧化膜的阳极铝箔、经过腐蚀的阴极铝箔、中间隔着电解纸，再浸渍工作电解液，然后密封在铝壳中而制成的；其具有单位体积电容量大、额定容量大、具有自愈作用、工作电场强度高、具有明显价格优势等特点所以需求量越来越大。但是电解液原因自身由于氧化膜容易被破坏，造成有极性和有漏液的可能性，损耗角正切值较大、温度、频率特性相对较差，易老化等缺点所以越来越多的人们在寻找解决铝电解电容器的缺点方法，如中国专利申请(99121506.0)铝电解电容器该铝电解电容器提供其电解液的含水率为20～90重量％，电解液中含有选自甲酸铵、乙酸铵、乳酸铵、乙醇酸铵、草酸铵、琥珀酸铵、丙二酸铵、己二酸铵、苯甲酸铵、戊二酸铵、壬二酸铵中一种以上的化合物作为主电解质，另外含有1重量％以上选自特定结构的有机羧酸或其铵盐中一种以上的化合物。上述电解液的凝固点在-10℃以下，而且上述电容器的封口材料中的氯含量为封口材料重量的300ppm以下，该专利申请虽然可以获得额定压在100V以下的铝电解电容器，但是由于用于闪光灯的铝电解电容器的额定压在330V左右，而且由于用于闪光灯的铝电解电容器体积尺寸较小，所以在设计上要求用较薄的电解纸和比容较高的阳极箔，这种设计上的不足，降低了产品的耐压性，造成闪光灯用电容器易炸、漏电流不易控制，这就需要在电解液上来弥补这种设计上的不足，所以要求工作电解液需要有较高的耐压，较高的氧化效率和能在阳极箔上形成较优质的氧化膜。而上述专利申请由于其本身的电解液或制备工艺的缺陷，显然无法达到耐压程度高、漏电流小，漏电流速度慢的特点，此外使用该专利申请的电解液成分以及制作工艺所得铝电解电容器无法在自动老化机上操作，即使能够人工老化需要的时间长达20～30小时，大大降低了劳动生产率，增加了产品的成本。
发明内容
本发明针对现有技术铝电解电容器的电解液成分的耐压不足、漏电流大，漏电流回升快无法制作额定电压保持在330V左右的闪光灯铝电解电容器缺点，提供一种闪光灯铝电解电容器。
本发明还针对现有技术生产铝电解电容器的制作工艺无法在自动老化机上操作，即使能够人工老化需要的时间长达20～30小时，大大降低了劳动生产率，增加了产品的成本的缺点提供了能够实现在自动老化机上操作，所需老化时间只有6小时左右的闪光灯铝电解电容器的制备方法。
本发明的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的：一种闪光灯铝电解电容器是由经过腐蚀和形成氧化膜的阳极铝箔、经过腐蚀的阴极铝箔、中间隔着电解纸，再浸渍工作电解液，然后密封在铝壳中而制成；其特征在于所述的工作电解液由下述百分重量配比的成分组成：
主溶剂：75％～95％ 辅助溶剂0.5％～15％
主溶质：0.5％～15％ 添加剂0.1％～1％
其中所述的主溶剂为乙二醇；所述的辅助溶剂为N.N二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、聚乙二醇辛基苯基醚、水中的一种或多种混合；其中所述的主溶质为苯甲酸铵、癸二酸铵、五硼酸铵、壬二酸氢铵、十二双酸铵、甘露醇中的一种或多种混合；其中所述的添加剂为间二硝基苯、磷酸氢二铵、对硝基苯甲酸铵、对硝基苯甲醇中的一种或多种混合。本发明使用此电解液电解液的成分可以提高闪光灯电容器的耐压程度，同时提高了氧化效率，在老练过程中，使漏电流下降速度更快，并且形成了优质的氧化膜，使漏电流回升速度下降。由于使用本发明的电解液体系，使闪光灯用铝电解电容器在老练过程中升压速度更快，大大减少了老练时间，并且使铝电解电容器质量得到了保证，由于自动老练机从铝电解电容器自动上架到自动下架老练时间最长只有6小时左右，这种快速老化极易导致闪光灯用铝电解电容器炸裂、漏电流大且回升快，所以自动老练机一直以来无法一次老练闪光灯用电解电容器，经过从电解液成分的改进，使闪光灯用电解电容器在自动老练机中一次老练完成，使自动老练机老练闪光灯用铝电解电容器成为了可能，而且使用本发明的的电解液成分所制的的闪光灯用电解电容器的额定电压一般在350V左右；这些材料有比较高的耐压性，适用于做中高压产品；经过优化配比成电解液，通过老练后，能够在阳极箔上形成比较优质的氧化膜。
在上述的闪光灯铝电解电容器中：所述的工作电解液成分的优选重量百分配比为：
主溶剂：80％～90％ 辅助溶剂1％～10％
主溶质：1％～10％ 添加剂0.1％～0.5％
其中所述的主溶剂为乙二醇；所述的辅助溶剂为N.N二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、聚乙二醇辛基苯基醚、水中的一种或多种混合；其中所述的主溶质为苯甲酸铵、癸二酸铵、五硼酸铵、壬二酸氢铵、十二双酸铵、甘露醇中的一种或多种混合；其中所述的添加剂为间二硝基苯、磷酸氢二铵、对硝基苯甲酸铵、对硝基苯甲醇中的一种或多种混合。
作为优选，所述主溶剂的温度为100℃～150℃；使溶质能够在溶剂中溶解，因有部分溶质在100度以下无法溶解；增加电解液的耐压。
在上述的闪光灯铝电解电容器中；所述的辅助溶剂中含有水，其重量百分比占整个工作电解液为2％～8％。
一种闪光灯铝电解电容器的制备方法，其特征在于由以下步骤组成
(1)切割：将制备闪光灯铝电解电容器的阳极箔、阴极箔和电解纸切割成盘料，切割的速度为10～30分钟/万只；
(2)卷绕：将阳极箔、阴极箔分别与引线铆接后中间夹以电解纸卷绕成芯包；卷绕的速度为6-10小时/万只；
(3)浸渍：将上述卷绕后的芯包浸渍在工作电解液中2～9小时；
(4)装配、封口：将浸渍后的芯包用封口材料将其密封在铝壳中；
(5)老练：将封口后的铝电解电容器在自动老练机上进行老练，老练的时间为4.5-6小时；
(6)塑套：将上述老练后的铝电解电容器套上热缩套管，使其绝缘后即得产品。
本发明在卷绕工艺中应保持阳极箔和阴极箔重叠对好，芯子的中心点与两根引线应成直线，芯包的两根引线间距与封口材料孔距要相匹配，在浸渍过程中将芯包浸入预先加热到温度为100-150℃的工作电解液中，浸渍3～6个小时，工作电解液完全浸透电解纸以及渗透入阳极箔细微的腐蚀坑洞中，芯包电解液吸着量要适中，在浸渍前芯包要保持干燥，在上述的切割、卷绕、装配过程中原来氧化膜受到不同程度的损坏，所以必须利用老练过程对其氧化膜进行修复使其形成优质的氧化膜。
作为优选，所述的步骤(3)中工作电解液由下述重量配比的成分组成：
主溶剂：75％～95％ 辅助溶剂0.5％～15％
主溶质：0.5％～15％ 添加剂0.1％～1％
其中所述的主溶剂为乙二醇；所述的辅助溶剂为N.N二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、聚乙二醇辛基苯基醚、水中的一种或多种混合；其中所述的主溶质为苯甲酸铵、癸二酸铵、五硼酸铵、壬二酸氢铵、十二双酸铵、甘露醇中的一种或多种混合；其中所述的添加剂为间二硝基苯、磷酸氢二铵、对硝基苯甲酸铵、对硝基苯甲醇中的一种或多种混合。
在上述的闪光灯铝电解电容器的制备方法中，所述的步骤(5)中所述的老练分为升压、脉冲和恒压三个过程；其中升压过程中铝电解电容器的额定电压从0V～330V，自动老化机中所用的电流为10mA～25mA/只，升压过程的时间为30～60分钟；脉冲过程中铝电解电容器的额定电压从330V～350V，自动老化机中所用的电流为5mA～15mA/只，脉冲过程所用的时间为160～200分钟；所述的恒压过程中铝电解电容器的额定电压为330V～350V，自动老化机中所用的电流为0mA～5mA/只(不包括0)，恒压过程所用的时间为80～100分钟。
作为优选，所述的升压过程所用的时间为190～230分钟，所述的恒压过程所用的时间为50～70分钟。本发明人通过长期研究发现，老练的关键在于脉冲过程，因为脉冲电压往往以长脉冲周期、长充电时间方式进行，这对降低漏电流、缩短老练时间和抑制漏电流回升是有裨益的，此外采用脉冲老练，当放电时，阳极疵点处产生的气体较容易从微孔中排出，从而使电解液较容易渗透到疵点处，再次充电后能进一步修补氧化膜，导致漏电流逐渐下降本发明人通过改变自动老练机上的夹具位置，使其恒压过程所用的夹具一部分转入脉冲过程中从而相应的缩短恒压时间，增加脉冲时间大大提高了老练效率，缩短了老练时间。
本发明还提供了一种用上述的制备方法制造的闪光灯铝电解电容器
因此本发明具有以下优点：
1、利用本发明的电解液成分以及制备方法制备的铝电解电容器耐压性能好、漏电流小，漏电流回升慢可以制作额定电压保持在330V左右的闪光灯铝电解电容器。
2、利用本发明的电解液成分以及制备方法制备的铝电解电容器在老练过程中可以在自动老练机老练形成优质氧化膜，从产品自动上架到自动下架老练时间在6小时左右，克服了这种快速老练极易导致产品炸裂、漏电流大且回升快的缺点，从而实现了自动老练机能够一次老练闪光灯用电容器。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明；但本发明并不限于这些实施例
本发明的实施例主要制备照相机内置闪光灯铝电解电容器
实施例1
(1)切割：将制备闪光灯铝电解电容器的阳极箔、阴极箔和电解纸切割成盘料，切割的速度为10分钟/万只；采用的切割机(型号、生产厂家)
(2)卷绕：将阳极箔、阴极箔分别与引线放入铆接机上自动的将引线在阳极箔、阴极箔规定的位置进行铆接，铆接的点数为5个，铆接后将阴极铝箔、阳极铝箔中间夹以电解纸卷绕起来，然后用胶带粘着而成为铝电解电容器芯包；卷绕的速度为8小时/万只/台；
(3)浸渍：将上述卷绕后的芯包浸渍在工作电解液中2小时；其中工作电解液的成分如表1所示
(4)装配、封口：将浸渍后的芯包用封口橡皮塞将其密封在铝壳中；将装配后的闪光灯铝电解电容器进行卷边密封成型；
(5)老练：将封口后的闪光灯铝电解电容器在自动老练机上进行老练，老练的时间为4.5小时；其中升压过程中铝电解电容器的额定电压从0V～330V，自动老化机中所用的电流为25mA/只，升压过程所用的时间为30分钟；脉冲过程中铝电解电容器的额定电压从330V～350V，自动老化机中所用的电流为15mA/只，脉冲过程所用的时间为160分钟；恒压过程中铝电解电容器的额定电压为330V～350V，自动老化机中所用的电流为5mA/只，恒压过程所用的时间为80分钟。
(6)塑套：将上述老练后的铝电解电容器套上PVC热缩套管，使其绝缘后即得产品。
随机抽取上述产品10只进行测试：其中闪光灯铝电解电容器的额定电压值为330V 100uF(∮13.5*35.5)测试结果如表2所示：
表1：闪光灯铝电解电容器电解液的成分
表2：闪光灯铝电解电容器性能测试
实施例2
(1)切割：将制备闪光灯铝电解电容器的阳极箔、阴极箔和电解纸切割成盘料，切割的速度为20分钟/万只；采用的切割机(型号、生产厂家)
(2)卷绕：将阳极箔、阴极箔分别与引线放入铆接机上自动的将引线在阳极箔、阴极箔规定的位置进行铆接，铆接的点数为5个，铆接后将阴极铝箔、阳极铝箔中间夹以电解纸卷绕起来，然后用胶带粘着而成为铝电解电容器芯包；卷绕的速度为6小时/万只/台；
(3)浸渍：将上述卷绕后的芯包浸渍在工作电解液中6小时；其中工作电解液的成分如表3所示
(4)装配、封口：将浸渍后的芯包用封口橡皮塞将其密封在铝壳中；将装配后的闪光灯铝电解电容器进行卷边密封成型；
(5)老练：将封口后的闪光灯铝电解电容器在自动老练机上进行老练，老练的时间为5.5小时；其中升压过程中铝电解电容器的额定电压从0V～330V，自动老化机中所用的电流为20mA/只，升压过程所用的时间为50分钟；脉冲过程中铝电解电容器的额定电压从330V～350V，自动老化机中所用的电流为10mA/只，脉冲过程所用的时间为230分钟；恒压过程中铝电解电容器的额定电压为330V～350V，自动老化机中所用的电流为1mA/只，恒压过程所用的时间为50分钟。
(6)塑套：将上述老练后的铝电解电容器套上PVC热缩套管，使其绝缘后即得产品。
随机抽取上述产品10只进行测试：其中闪光灯铝电解电容器的额定电压值为330V 120uF(∮13*35)测试结果如表4所示：
表3闪光灯铝电解电容器电解液的成分
表4：闪光灯铝电解电容器性能测试
实施例3
(1)切割：将制备闪光灯铝电解电容器的阳极箔、阴极箔和电解纸切割成盘料，切割的速度为30分钟/万只；采用的切割机(型号、生产厂家)
(2)卷绕：将阳极箔、阴极箔分别与引线放入铆接机上自动的将引线在阳极箔、阴极箔规定的位置进行铆接，铆接的点数为5个，铆接后将阴极铝箔、阳极铝箔中间夹以电解纸卷绕起来，然后用胶带粘着而成为铝电解电容器芯包；卷绕的速度为10小时/万只/台；
(3)浸渍：将上述卷绕后的芯包浸渍在工作电解液中9小时；其中工作电解液的成分如表5所示
(4)装配、封口：将浸渍后的芯包用封口橡皮塞将其密封在铝壳中；将装配后的闪光灯铝电解电容器进行卷边密封成型；
(5)老练：将封口后的闪光灯铝电解电容器在自动老练机上进行老练，老练的时间为6小时；其中升压过程中铝电解电容器的额定电压从0V～330V，自动老化机中所用的电流为10mA/只，升压过程所用的时间为60分钟；脉冲过程中铝电解电容器的额定电压从330V～350V，自动老化机中所用的电流为15mA/只，脉冲过程所用的时间为200分钟；恒压过程中铝电解电容器的额定电压为330V～350V，自动老化机中所用的电流为1mA/只，恒压过程所用的时间为100分钟。
(6)塑套：将上述老练后的铝电解电容器套上PVC热缩套管，使其绝缘后即得产品。
随机抽取上述产品10只进行测试：其中闪光灯铝电解电容器的额定电压值为330V 120Uf(∮13.5*35.5)测试结果如表6所示：
表5：闪光灯铝电解电容器电解液的成分
表6：闪光灯铝电解电容器性能测试
本发明中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
Claims (10)
1.一种闪光灯铝电解电容器是由经过腐蚀和形成氧化膜的阳极铝箔、经过腐蚀的阴极铝箔、中间隔着电解纸，再浸渍工作电解液，然后密封在铝壳中而制成；其特征在于所述的工作电解液由下述重量配比的成分组成：
主溶剂：75％～95％ 辅助溶剂0.5％～15％
主溶质：0.5％～15％ 添加剂0.1％～1％
其中所述的主溶剂为乙二醇；所述的辅助溶剂为N.N二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、聚乙二醇辛基苯基醚、水中的一种或多种混合；其中所述的主溶质为苯甲酸铵、癸二酸铵、五硼酸铵、壬二酸氢铵、十二双酸铵，甘露醇中的一种或多种混合；其中所述的添加剂为间二硝基苯、磷酸氢二铵、对硝基苯甲酸铵、对硝基苯甲醇中的一种或多种混合。
2.根据权利要求1所述的一种闪光灯铝电解电容器，其特征在于所述的工作电解液由下述重量配比的成分组成：
主溶剂：80％～90％ 辅助溶剂1％～10％
主溶质：1％～10％ 添加剂0.1％～0.5％
其中所述的主溶剂为乙二醇；所述的辅助溶剂为N.N二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、聚乙二醇辛基苯基醚、水中的一种或多种混合；其中所述的主溶质为苯甲酸铵、癸二酸铵、五硼酸铵、壬二酸氢铵、十二双酸铵、甘露醇中的一种或多种混合；其中所述的添加剂为间二硝基苯、磷酸氢二铵、对硝基苯甲酸铵、对硝基苯甲醇中的一种或多种混合。
3.根据权利要求1或2所述的一种闪光灯铝电解电容器，其特征在于所述主溶剂的温度为100℃～150℃。
4、根据权利要求1或2所述的一种闪光灯铝电解电容器，其特征在于所述的辅助溶剂中含有水，其重量百分比占整个工作电解液为2％～8％。
5、一种闪光灯铝电解电容器的制备方法，其特征在于由以下步骤组成
(1)切割：将制备闪光灯铝电解电容器的阳极箔、阴极箔和电解纸切割成盘料，切割的速度为10～30分钟/万只；
(2)卷绕：将阳极箔、阴极箔分别与引线铆接后中间夹以电解纸卷绕成芯包；卷绕的速度为6～10小时/万只；
(3)浸渍：将上述卷绕后的芯包浸渍在工作电解液中2～9小时；
(4)装配、封口：将浸渍后的芯包用封口材料将其密封在铝壳中；
(5)老练：将封口后的铝电解电容器在自动老练机上进行老练，老练的时间为4.5～6小时；
(6)塑套：将上述老练后的铝电解电容器套上热缩套管，使其绝缘后即得产品，
其中所述步骤(3)中电解液由下述重量配比的成分组成：
主溶剂：75％～95％ 辅助溶剂0.5％～15％
主溶质：0.5％～15％ 添加剂0.1％～1％
其中所述的主溶剂为乙二醇；所述的辅助溶剂为N.N二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、聚乙二醇辛基苯基醚、水中的一种或多种混合；其中所述的主溶质为苯甲酸铵、癸二酸铵、五硼酸铵、壬二酸氢铵、十二双酸铵、甘露醇中的一种或多种混合；其中所述的添加剂为间二硝基苯、磷酸氢二铵、对硝基苯甲酸铵、对硝基苯甲醇中的一种或多种混合。
6、根据权利要求5所述的闪光灯铝电解电容器的制备方法，其特征在于所述的步骤(5)中所述的老练分为升压、脉冲和恒压三个过程。
7、根据权利要求6所述的闪光灯铝电解电容器的制备方法，其特征在于所述的升压过程中铝电解电容器的额定电压为0V～330V，自动老化机中所用的电流为10mA～25mA/只，升压过程所用的时间为30～60分钟。
8、根据权利要求6所述的闪光灯铝电解电容器的制备方法，其特征在于所述的脉冲过程中铝电解电容器的额定电压为330V～350V，自动老化机中所用的电流为5mA～15mA/只，脉冲过程所用的时间为160～200或230分钟。
9、根据权利要求7所述的闪光灯铝电解电容器的制备方法，其特征在于所述的恒压过程中铝电解电容器的额定电压为330V～350V，自动老化机中所用的电流为＜5mA/只且不为0，恒压过程所用的时间为50～70或80～100分钟。
10、根据权利要求8或9所述的闪光灯铝电解电容器的制备方法，其特征在于所述的脉冲过程所用的时间为160～200分钟，所述的恒压过程所用的时间为50～70分钟。
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