CN102226978B - 抗雷击导针型安规铝电解电容器及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及抗雷击导针型安规铝电解电容器及其生产方法，该电容器包括开口的壳体和用于密封所述开口的盖体，壳体内设置有层叠的阴极箔和阳极箔，阴极箔和阳极箔的相同侧分别设置有作为衬底的电解纸，贯穿盖体设置有与阳极箔钉接的正极导针和与阴极箔钉接的负极导针，该电解纸包括内层电解纸和外层电解纸，内层电解纸位于对应的阴极箔或阳极箔内侧，内层电解纸采用低紧度吸液性好的材质保证了阴极箔和阳极箔表面电解液充足，外层电解纸采用高紧度材质提升了电解纸层的耐高电压冲击能力，进而增加了铝电解电容器的耐高压冲击能力；该电容器的生产通过合理选用电解液溶剂、溶质以及添加剂，有效提高了电解液的闪火电压及产品的整体耐电压能力。
Description
技术领域
本发明涉及电解电容器技术领域，尤其是涉及一种抗雷击导针型安规铝电解电容器。
背景技术
目前，电子类产品已经成为现代生活不可或缺的重要部分，各种类型的电子产品和电子设备大量应用于人们生产和生活的方方面面，其中也包括户外或高楼等雷电多发的场所，故电子设备的抗雷击安全是电子类产品必须要考虑的因素。铝电解电容器作为电子线路整流后紧跟的第一个滤波元件，是各类电子类产品电源中不可缺少的元器件之一，如果电子设备遭受雷击，其输入电压的突变会使整流电压瞬间成增大到一个远超出电容器额定电压的值，目前的导针型铝电解电容因设计上的缺陷，是无法承受上述瞬间高压冲击的，该瞬间高压冲击很容易造成铝电解电容过压从而导致铝电解电容器发生击穿现象，进而让电源部分失效，使电子产品或设备不能工作，给人们的生产、生活带来不便，更严重时甚至还会引起局部电路燃烧，给大家的财产和生命造成威胁。
当前国际上对铝电解电容器的检验并不涉及安规，所以各铝电解电容器生产企业针对安规的设计也几乎为零，对高压而言，一种间接处理的方法是对电容器进行过压防爆设计，即当电容器受到高于工作电压冲击时，可以从防爆阀处表现出来，但显然，现有方法无疑是消极地接受了高压造成的损害，而不是直接采取措施对电容器进行隔离和预防。
发明内容
本发明的第一方面之目的，就是克服现有技术的不足，提供一种抗雷击导针型安规铝电解电容器及其生产方法，该铝电解电解电容器符合安规，大大提高了铝电解电容器的的抗高压冲击冲击能力。
本发明的另一个目的，就是提供一种生产上述抗雷击导针型安规铝电解电容器的方法。
为了达到上述第一个方面之目的，采用如下技术方案：
一种抗雷击导针型安规铝电解电容器，包括设置有开口的壳体和用于密封所述开口的盖体，所述壳体内设置有层叠的阴极箔和阳极箔，阴极箔和阳极箔的相同侧分别设置有作为衬底的电解纸，贯穿盖体设置有与阳极箔钉接的正极导针和与阴极箔钉接的负极导针，所述电解纸包括内层电解纸和外层电解纸，所述内层电解纸位于对应的阴极箔或阳极箔内侧，所述内层电解纸的紧度低于外层电解纸的紧度，所述内层电解纸的紧度不大于0.3g/cm，外层电解纸的紧度不小于0.6g/cm，所述内层电解纸材质为马尼拉麻，所述外层电解纸材质为牛皮纸，其中内层电解纸保证了阴极箔和阳极箔表面电解液充足，外层电解纸提升了电解纸层的耐高电压冲击能力。
一种如权利要求1所述抗雷击导针型安规铝电解电容器的生产方法，包括以下步骤得到：
1)裁切，裁切阴极箔、阳极箔和电解纸；
2)钉绕，透过盖体将正极导针与阳极箔钉接，将负极导针与阴极箔钉接，将电解纸、阴极箔、阳极箔层叠成电解纸-阴极箔-电解纸-阳极箔的层状结构，再将该层状结构卷绕成芯包，其中电解纸包括内层电解纸和外层电解纸，内层电解纸位于对应的阴极箔或阳极箔内侧，内层电解纸的紧度低于外层电解纸的紧度；
3)循环式抽真空、加压含浸，将芯包浸入专用电解液，周期性对其加载负压，使电解液充分浸渍到电解纸上；
4)组装，将浸渍好的芯包与铝壳和盖体组成裸品电容器；
5)套管，将裸品电容器套上绝缘套管；
6)老化；
7)特性测试；
所述循环式抽真空、加压含浸中，专用电解液按如下重量百分比构成：
1)溶剂：包括主溶剂，65%-78%的N,N-二甲基酰胺，
辅助溶剂，1-1.5%的纯水；
2)溶质：包括0.8-2.3%的癸二酸铵和2.0-4.5%的乙醇胺；
3)添加剂：包括2.32.7%的磷酸二氢铵和1.2-2.5%的次亚磷酸；
4)闪火电压提升剂：包括2%的的柠檬酸和2%的二甘醇；
或按如下重量百分比构成：
1)溶剂：包括主溶剂，50-61%的γ-丁内酯，
辅助溶剂，8-13%的乙二醇甲醚和1-2%的纯水；
2)溶质：包括1-2%的癸二酸铵和1-2.5%的癸烷二羧酸；
3)添加剂：包括2.0-2.5%的甘露醇；
4)闪火电压提升剂：包括0.8%的柠檬酸、1%的二甘醇和1%的重铬酸铵。
进一步地，所述循环式抽真空、加压含浸中，专用电解液的烧煮工艺，可分为以下步骤：
1)先将主溶剂及辅助溶剂加热至70-90℃；
2)在上述溶剂中加入溶质；
3)将溶液继续加热到110-135℃；
4)在上述溶液中加入添加剂、消氢剂以及防水合剂并使之完全溶解；
5)自然冷却。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明所述抗雷击安规铝电解电容器，其电解纸采用双层结构，其中内层电解纸采用低紧度吸液性好的材质保证了阴极箔和阳极箔表面电解液充足，外层电解纸采用高紧度电解纸的材质提升了电解纸层的耐高电压冲击能力，进而增加了铝电解电容器的耐高压冲击能力；本电容器的生产过程中，通过合理选用电解液溶剂、溶质以及添加剂，有效提高了电解液的闪火电压及产品的整体耐电压能力，填补了国内长期无安规铝电解电容器的空白。
附图说明
图1是现有技术中常规铝电解电容器的结构示意图。
图2是本发明所述抗雷击导针型安规铝电解电容器的结构示意图。
图3是现有技术中单层电解纸结构剖面示意图。
图4是本发明所述抗雷击导针型安规铝电解电容器的双层电解纸结构剖面示意图。
图中：1-胶管；2-铝壳；31-负极导针；32-正极导针；4-盖体；5-电解纸；51-内层电解纸；52-外层电解纸；6-阳极箔；7-阴极箔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明：
参见图1和图2，铝电解电容器的结构通常包括置有开口的铝壳2和用于密封所述开口的盖体4,，所述铝壳2内设置有层叠的阴极箔7和阳极箔6，阴极箔7和阳极箔6的同侧分别设置有作为衬底的电解纸5，贯穿盖体4设置有与阳极箔6钉接的正极导针32和与与阴极箔7钉接的负极导针31，而常规电容器其电解纸5仅为单层结构，而本发明所述抗雷击导针型安规铝电解电容器的电解纸5包括内层电解纸51和内层电解纸52，其中内层电解纸51由厚度为40μm，紧度为0.3g/cm的马尼拉麻制作，其作用是保证阴极箔7和阳极箔6表面电解液充足；外层电解纸52选用厚度为60μm，紧度为0.6g/cm的牛皮纸，其作用是提升了产品的耐高电压冲击能力。
一种制造上述抗雷击导针型安规铝电解电容器的方法，可由以下步骤完成：
1)裁切，裁切阴极箔7、阳极箔6和电解纸，其中上述电解纸包括内层电解纸和外层电解纸，内层电解纸位于对应的阴极箔或阳极箔内侧，内层电解纸的紧度低于外层电解纸的紧度；
2)钉绕，透过盖体4将正极导针32和负极导针31分别与阳极箔6和阴极箔7钉接，将电解纸、阴极箔7、阳极箔6层叠成电解纸-阴极箔7-电解纸-阳极箔7的层状结构，再将该层状结构卷绕成芯包，其中上述电解纸包括内层电解纸51和外层电解纸52，内层电解纸51位于对应的阴极箔7或阳极箔6一侧，内层电解纸51由厚度为40μm，紧度为0.3g/cm的马尼拉麻制作；外层电解纸52选用厚度为60μm，紧度为0.6g/cm的牛皮纸。
3)循环式抽真空、加压含浸，将芯包浸入经过烧煮的电解液，周期性对其加载负压和正压，使电解液充分浸渍到电解纸51和52上，为了能有效提高电解液的闪火电压及产品耐电压能力，应该合理地选用用于浸渍以上电解纸的电解液溶剂、溶质以及添加部分的添加剂，作为该电解液的一个优选方案，上述电解液的一种配方按重量百分比公布如下：
3-11)溶剂：包括主溶剂，65%-78%的N,N-二甲基酰胺，
辅助溶剂，1-1.5%的纯水；
3-12)溶质：包括0.8-2.3%的癸二酸铵和2.0-4.5%的乙醇胺；
3-13)添加剂：包括2.32.7%的磷酸二氢铵和1.2-2.5%的次亚磷酸；
3-14)闪火电压提升剂：包括2%的的柠檬酸和2%的二甘醇。
作为电解液配方的另一个优选方案，上述电解液也可以采用如下配方（重重量百分比）：
3-21)溶剂：包括主溶剂，50-61%的γ-丁内酯，
辅助溶剂，8-13%的乙二醇甲醚和1-2%的纯水；
3-22)溶质：包括1-2%的癸二酸铵和1-2.5%的癸烷二羧酸；
3-23)添加剂：包括2.0-2.5%的甘露醇；
3-24)闪火电压提升剂：包括0.8%的柠檬酸、1%的二甘醇和1%的重铬酸铵。
3-25)组装，将浸渍好的芯包与铝壳2和盖体4组成裸品电容器；
准备好以上原料后，先将主溶剂及辅助溶剂加热至70-90℃后加入溶质，待溶质与溶剂充分混合后，将溶液继续加热到110-135℃，最后加入添加剂、消氢剂以及防水合剂并使之完全溶解，待上述溶液自然冷却后即可对电解纸51和52进行浸渍。
4)组装，将浸渍好的芯包与铝壳2和盖体4组成裸品电容器；
6)套管，将上一步骤的裸品电容器套上胶管1；
6)老化；
7)特性测试；
以上步骤完成对抗雷击安规铝电解电容器的制作，当然，应该理解，本发明并不局限于上述具体实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (3)
1.一种抗雷击导针型安规铝电解电容器，包括设置有开口的壳体和用于密封所述开口的盖体，所述壳体内设置有层叠的阴极箔和阳极箔，阴极箔和阳极箔的相同侧分别设置有作为衬底的电解纸，贯穿盖体设置有与阳极箔钉接的正极导针和与阴极箔钉接的负极导针，其特征在于，所述电解纸包括内层电解纸和外层电解纸，所述内层电解纸位于对应的阴极箔或阳极箔内侧，所述内层电解纸的紧度低于外层电解纸的紧度，所述内层电解纸的紧度不大于0.3g/cm，外层电解纸的紧度不小于0.6g/cm，所述内层电解纸材质为马尼拉麻，所述外层电解纸材质为牛皮纸，其中内层电解纸保证了阴极箔和阳极箔表面电解液充足，外层电解纸提升了电解纸层的耐高电压冲击能力。
2.一种如权利要求1所述抗雷击导针型安规铝电解电容器的生产方法，其特征在于，包括以下步骤得到：
1)裁切，裁切阴极箔、阳极箔和电解纸；
2)钉绕，透过盖体将正极导针与阳极箔钉接，将负极导针与阴极箔钉接，将电解纸、阴极箔、阳极箔层叠成电解纸-阴极箔-电解纸-阳极箔的层状结构，再将该层状结构卷绕成芯包，其中电解纸包括内层电解纸和外层电解纸，内层电解纸位于对应的阴极箔或阳极箔内侧，内层电解纸的紧度低于外层电解纸的紧度；
3)循环式抽真空、加压含浸，将芯包浸入专用电解液，周期性对其加载负压，使电解液充分浸渍到电解纸上；
4)组装，将浸渍好的芯包与铝壳和盖体组成裸品电容器；
5)套管，将裸品电容器套上绝缘套管；
6)老化；
7)特性测试；
所述循环式抽真空、加压含浸中，专用电解液按如下重量百分比构成：
1)溶剂：包括主溶剂，65%-78%的N,N-二甲基酰胺，
辅助溶剂，1-1.5%的纯水；
2)溶质：包括0.8-2.3%的癸二酸铵和2.0-4.5%的乙醇胺；
3)添加剂：包括2.32.7%的磷酸二氢铵和1.2-2.5%的次亚磷酸；
4)闪火电压提升剂：包括2%的的柠檬酸和2%的二甘醇；
或按如下重量百分比构成：
1)溶剂：包括主溶剂，50-61%的γ-丁内酯，
辅助溶剂，8-13%的乙二醇甲醚和1-2%的纯水；
2)溶质：包括1-2%的癸二酸铵和1-2.5%的癸烷二羧酸；
3)添加剂：包括2.0-2.5%的甘露醇；
4)闪火电压提升剂：包括0.8%的柠檬酸、1%的二甘醇和1%的重铬酸铵。
3.如权利要求2所述的抗雷击导针型安规铝电解电容器的生产方法，其特征在于，所述循环式抽真空、加压含浸中，专用电解液的烧煮工艺，可分为以下步骤：
1)先将主溶剂及辅助溶剂加热至70-90℃；
2)在上述溶剂中加入溶质；
3)将溶液继续加热到110-135℃；
4)在上述溶液中加入添加剂、消氢剂以及防水合剂并使之完全溶解；
5)自然冷却。
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