CN102237201A - 一种采用高含水电解液的铝电解电容器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用高含水电解液的铝电解电容器及其制造方法，电容器本体由与正导针连接的正极箔、与负导针连接的负极箔、以及设置于正极箔与负极箔之间的电解纸构成，在负导针中舌部位置的上侧表面覆盖有一薄片，薄片为与负极箔材质相同并经过电压处理的加压负极箔薄片，在其表面设有氧化膜。其制造方法为裁切、钉接、卷绕、烘烤、含浸、组立、套管、充电与测试九个步骤，在卷绕前，还需要在负导针的舌部位置的上侧表面覆盖与负极箔材质相同并经过电压处理的加压负极箔薄片，将完成卷绕步骤后的电容器本体含浸在含水率在5％-25％的电解液。本发明提高了产品高温稳定性与频率特性，适合在100℃以上的高温使用。

Description

一种采用高含水电解液的铝电解电容器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种铝电解电容器，尤其是一种采用高含水电解液的铝电解电容器及其制造方法。

背景技术

近年来电子设备越来越小型化，电容器作为滤波元件被装配在狭小密封的空间里，使用温度非常高，又由于高频电子设备的广泛应用，对电容器的频率特性要求越来越高，而改善电容器的频率特性，往往在驱动电解液中添加大量溶质或添加大量的水。由于添加大量溶质在高温下，因此容易与溶剂反应产生大量的水，溶质经化学反应后会失去离子活性，使内阻增大，而生成的大量水又会与铝箔发生水合反应造成电容早期失效，另外，添加大量水也会造成同样水合反应失效。现有高压铝电解电容器用电解液含水量不超过4％，是因为无法解决高温下水合反应及在高温高压电场下正负导针因毛刺引起的短路。

在公开号为CN 1595564A的中国专利中，公开了一种铝电解电容器及其制造方法，它包括由刺铆有正极导针的正箔、刺铆有负极导针的负箔，之间隔有电解纸卷绕、含浸后置于一带底管状铝壳中，用橡胶粒密封铝壳开口，其方法包括分切-刺铆-包卷-含浸-装配-老化-测试步骤，在包卷前，在负极导针的舌部覆盖铝质薄片。其缺点是，由于在负极导针的舌部覆盖的是普通铝质薄片，该普通铝质薄片在高含水的电解液中无法克服高温水合问题。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种产品耐热性好、频率特性好，能够克服高温水合问题，适合在100℃以上的高温使用的一种采用高含水电解液的铝电解电容器及其制造方法。

为实现上述目的，一种采用高含水电解液的铝电解电容器，电容器本体由与正导针连接的正极箔、与负导针连接的负极箔、以及设置于所述正极箔与所述负极箔之间的电解纸构成，所述负极箔均经电压处理后在其表面形成氧化膜，在所述负导针中舌部位置的上侧表面覆盖有一薄片，所述薄片为与所述负极箔材质相同并经过电压处理的加压负极箔薄片。

所述薄片为电解纸。

所述薄片为无纺布。

所述薄片的宽度大于或等于所述舌部位置的宽度，所述薄片的长度大于或等于所述舌部位置的长度。

所述薄片的下端边缘与所述舌部位置的下端边缘以及负极箔的下端边缘在同一水平线上。

所述在加压负极箔薄片的表面设有氧化膜。

本发明同时还提供一种采用高含水电解液的铝电解电容器的制造方法，由裁切、钉接、卷绕、烘烤、含浸、组立、套管、充电与测试九个步骤制成，在实施卷绕步骤前，还需要在所述负导针的舌部位置的上侧表面覆盖有一薄片，所述薄片为与所述负极箔材质相同并经过电压处理的加压负极箔薄片；将完成卷绕步骤后的电容器本体含浸在含水率在5％-25％的电解液。

将含浸后的所述电容器本体通过铝壳及橡胶迫紧，并通过束腰封口将芯包密闭。

所述电容器本体中电解液的含水率为5％-25％。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供一种采用高含水电解液的铝电解电容器及其制造方法，电容器本体由与正导针连接的正极箔、与负导针连接的负极箔、以及设置于正极箔与负极箔之间的电解纸构成，电容器本体卷绕成芯包，在负导针中舌部位置的上侧表面覆盖有一薄片，薄片为与负极箔材质相同并经过电压处理的加压负极箔薄片，在其表面设有氧化膜。其制造方法为裁切、钉接、卷绕、烘烤、含浸、组立、套管、充电与测试九个步骤，在卷绕前，还需要在负导针的舌部位置的上侧表面覆盖与负极箔材质相同并经过电压处理的加压负极箔薄片，将完成卷绕步骤后的电容器本体含浸在含水率在5％-25％的电解液。本发明克服了高温水合问题，又解决了在高温、高电场下容易发生毛刺短路的问题，提高了产品高温稳定性与频率特性，在高温条件下改善抗水合性及抗酸碱性，提高驱动电解液的稳定性；另外，由于采用高纯度加压负极箔薄片，因纯度高和有氧化膜保护，使抗水合性增强，确保驱动电解液的稳定性，延长使用寿命；本发明适合在100℃以上的高温使用，尤其适用于120℃以上环境使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中加压负极箔薄片覆盖在舌部位置的示意图；

图3为图2的另一实施例示意图；

图4为图2的又一实施例示意图；

图5为图2的再一实施例示意图；

图6为本发明中加压负极箔薄片覆盖在舌部位置的另一实施示意图；

图7图6的另一实施例示意图；

图8本发明中加压负极箔薄片覆盖在舌部位置的又一实施示意图。

主要元件符号说明如下：

1正导针    2正极箔    3负导针

4负极箔    5电解纸    6加压负极箔薄片

7舌部位置  8电容器本体

具体实施方式

实施例一

如图1与图7所示，本发明提供一种采用高含水电解液的铝电解电容器，电容器本体8由与正导针1钉接的正极箔2、与负导针3钉接的负极箔4、以及设置于正极箔2与负极箔4之间的电解纸5构成，负极箔4经电压处理后，在其表面形成氧化膜，电解纸5用于隔离正极箔2与负极箔4，电解纸5可分别设置于正极箔2与负极箔4的后侧表面。在负导针3中舌部位置7的上侧表面覆盖有一薄片，该薄片为与负极箔4材质相同并经过电压处理的加压负极箔薄片6，在其表面也设有氧化膜。其中，加压负极箔薄片6的宽度K可大于或等于舌部位置7的宽度a，加压负极箔薄片6的长度c可大于或等于舌部位置7的长度b。

由于舌部位置7的下端边缘与负极箔4的下端边缘在同一水平线上，因此，加压负极箔薄片6的下端边缘也与舌部位置7的下端边缘以及负极箔4的下端边缘在同一水平线上。

如果加压负极箔薄片6的宽度K大于舌部位置7的宽度a，加压负极箔薄片6的长度c等于舌部位置7的长度b，那么加压负极箔薄片6只能向舌部位置7的上端延伸，其延伸部分覆盖至负极箔的上侧表面，但是，加压负极箔薄片6的宽度K可小于或等于负极箔的宽度k；如果加压负极箔薄片6的长度K大于舌部位置7的长度b，加压负极箔薄片6的宽度K等于舌部位置7的宽度a，那么加压负极箔薄片6的左端、右端中的任意一项均可进行延伸，或者加压负极箔薄片6的左、右两端双方向进行延伸，其延伸部分覆盖至负极箔的上侧表面，但是，加压负极箔薄片6的长度必须小于负极箔的长度；如果加压负极箔薄片6的长度K大于舌部位置7的长度b，加压负极箔薄片6的宽度K也大于舌部位置7的宽度a，那么加压负极箔薄片6的上端可向舌部位置7的上端延伸，其宽度K可小于或等于负极箔的宽度k，而加压负极箔薄片6的左端、右端中的任意一项也可进行延伸，或者加压负极箔薄片6的左、右两端双方向进行延伸，其延伸部分覆盖至负极箔的上侧表面，但是，加压负极箔薄片6的长度必须小于负极箔的长度。

电容器本体在卷绕成芯包后，还需要含浸在高含水驱动电解液中，然后再使用铝壳及橡胶迫紧，并通过束腰封口将芯包进行密闭处理。

本发明同时还提供一种采用高含水电解液的铝电解电容器的制造方法，由裁切、钉接、卷绕、烘烤、含浸、组立、套管、充电与测试九个步骤制成，其中，在实施卷绕步骤前，还需要在负导针的舌部位置的上侧表面覆盖有一薄片，该薄片为与负极箔材质相同并经过电压处理的加压负极箔薄片，其中，加压负极箔薄片的宽度K大于舌部位置的宽度a，加压负极箔薄片的长度c大于舌部位置的长度b。加压负极箔薄片大于舌部位置的部分延伸并覆盖至负极箔的上侧表面，但是，加压负极箔薄片的宽度K必须小于或等于负极箔的宽度k，压负极箔薄片的长度必须小于负极箔的长度。将完成卷绕步骤后的电容器本体含浸在含水率为5％-25％的电解液进行浸泡，将含浸后的电容器本体通过铝壳及橡胶迫紧，并通过束腰封口将芯包密闭，然后投入125℃恒温箱加国标额定纹波电流的150％叠加试验，试验开始后每500小时解剖一次产品，检查铝箔有无发生水合反应(结果见表1)。

实施例二

如图8所示，本发明提供一种采用高含水电解液的铝电解电容器，电容器本体8由与正导针1钉接的正极箔2、与负导针3钉接的负极箔4、以及设置于正极箔2与负极箔3之间的电解纸5构成。负极箔经电压处理后，在其表面形成氧化膜，电解纸用于隔离正极箔与负极箔，电解纸可分别设置于正极箔与负极箔的后侧表面。在负导针中舌部位置的上侧表面覆盖有一薄片，该薄片为与负极箔材质相同并经过电压处理的加压负极箔薄片，在加压负极箔薄片的表面形成氧化膜。其中，加压负极箔薄片的宽度K等于舌部位置的宽度a，加压负极箔薄片的长度c等于舌部位置的长度b，加压负极箔薄片6只需覆盖在舌部位置7的上侧表面既可。由于舌部位置7的下端边缘与负极箔4的下端边缘在同一水平线上，因此，加压负极箔薄片6的下端边缘也与舌部位置7的下端边缘以及负极箔4的下端边缘在同一水平线上。

电容器本体在卷绕成芯包后，还需要含浸在高含水驱动电解液中，然后再使用铝壳及橡胶迫紧，并通过束腰封口将芯包进行密闭处理。

本实施例的制造方法与实施例一中记载的制造方法相同，现概不复述。

本发明为解决产品频率特性采高含水的电解液，该高含水指的是含水量大于5％的电解液。又为解决高温水合反应负极箔选用高纯度且经加电压化成处理后的负极箔，同时在负导针的舌部位置覆盖与负极箔相同材质的、并且经电压处理过的加压负极箔薄片，该加压负极箔薄片既能克服高温水合问题，又解决了高温高电场容易出现下毛刺短路的问题，并且还提高了产品高温稳定性。

由于在加压负箔薄片的表面形成氧化膜，在高温条件下可改善抗水合性及抗酸碱性，提高驱动电解液的稳定性，延长了使用寿命。又因电容工作的电流集中通过此钉接处，此处温度比其它点要高，如用普通负箔，易产生水合，而采用高纯度的加压负箔薄片，因纯度高和有氧化膜保护，抗水合性强，可确保驱动电解液的稳定性，延长使用寿命。另外，由于采用含水量大于5％的电解液，因此适合在100℃以上的高温使用，尤其适用于120℃以上环境使用。

实施例三

本发明提供一种采用高含水电解液的铝电解电容器，电容器本体由与正导针钉接的正极箔、与负导针钉接的负极箔、以及设置于正极箔与负极箔之间的电解纸构成，负极箔经电压处理后，在其表面形成氧化膜，电解纸用于隔离正极箔与负极箔，电解纸可分别设置于正极箔与负极箔的后侧表面。其中，电解纸的宽度K可大于或等于舌部位置的宽度a，电解纸的长度c可大于或等于舌部位置的长度b。

由于舌部位置的下端边缘与负极箔的下端边缘在同一水平线上，因此，电解纸的下端边缘也与舌部位置的下端边缘以及负极箔的下端边缘在同一水平线上。如果电解纸的宽度K大于舌部位置的宽度a，电解纸的长度c等于舌部位置的长度b，那么电解纸只能向舌部位置的上端延伸，其延伸部分覆盖至负极箔的上侧表面，但是，电解纸的宽度K可小于或等于负极箔的宽度k；如果电解纸的长度K大于舌部位置的长度b，电解纸的宽度K等于舌部位置的宽度a，那么电解纸的左端、右端中的任意一项均可进行延伸，或者电解纸的左、右两端双方向进行延伸，其延伸部分覆盖至负极箔的上侧表面，但是，电解纸的长度必须小于负极箔的长度；如果电解纸的长度K大于舌部位置的长度b，电解纸的宽度K也大于舌部位置的宽度a，那么电解纸的上端可向舌部位置的上端延伸，其宽度K可小于或等于负极箔的宽度k，而电解纸的左端、右端中的任意一项也可进行延伸，或者电解纸的左、右两端双方向进行延伸，其延伸部分覆盖至负极箔的上侧表面，但是，电解纸的长度必须小于负极箔的长度。如果电解纸的宽度K等于舌部位置的宽度a，电解纸的长度c等于舌部位置的长度b，电解纸只需覆盖在舌部位置的上侧表面既可。

本实施例的制造方法与实施例一中记载的制造方法相同，现概不复述。

实施例四

本发明提供一种采用高含水电解液的铝电解电容器，电容器本体由与正导针钉接的正极箔、与负导针钉接的负极箔、以及设置于正极箔与负极箔之间的电解纸构成，负极箔经电压处理后，在其表面形成氧化膜，电解纸用于隔离正极箔与负极箔，电解纸可分别设置于正极箔与负极箔的后侧表面。其中，无纺布的宽度K可大于或等于舌部位置的宽度a，无纺布的长度c可大于或等于舌部位置的长度b。

由于舌部位置的下端边缘与负极箔的下端边缘在同一水平线上，因此，无纺布的下端边缘也与舌部位置的下端边缘以及负极箔的下端边缘在同一水平线上。如果无纺布的宽度K大于舌部位置的宽度a，无纺布的长度c等于舌部位置的长度b，那么无纺布只能向舌部位置的上端延伸，其延伸部分覆盖至负极箔的上侧表面，但是，无纺布的宽度K可小于或等于负极箔的宽度k；如果无纺布的长度K大于舌部位置的长度b，无纺布的宽度K等于舌部位置的宽度a，那么无纺布的左端、右端中的任意一项均可进行延伸，或者无纺布的左、右两端双方向进行延伸，其延伸部分覆盖至负极箔的上侧表面，但是，无纺布的长度必须小于负极箔的长度；如果无纺布的长度K大于舌部位置的长度b，无纺布的宽度K也大于舌部位置的宽度a，那么无纺布的上端可向舌部位置的上端延伸，其宽度K可小于或等于负极箔的宽度k，而无纺布的左端、右端中的任意一项也可进行延伸，或者无纺布的左、右两端双方向进行延伸，其延伸部分覆盖至负极箔的上侧表面，但是，无纺布的长度必须小于负极箔的长度。如果无纺布的宽度K等于舌部位置的宽度a，无纺布的长度c等于舌部位置的长度b，无纺布只需覆盖在舌部位置的上侧表面既可。

本实施例的制造方法与实施例一中记载的制造方法相同，现概不复述。

对比例一

电容器本体卷绕前在负导针的舌部位置没有覆盖加压负箔薄片，并且采用传统工艺生产，并投入试验(其结果见表1)。

对比例二

电容器本体卷绕前在负导针的舌部位置覆盖普通的负箔薄片，并且采用传统工艺生产，并投入试验(其结果见表1)。

表1

序号

实施方式

500H

1000H

1500H

2000H

3000H

1

实施例1

无异常

无异常

无异常

无异常

无异常

2

实施例2

无异常

无异常

无异常

无异常

无异常

3

实施例3

无异常

无异常

无异常

无异常

无异常

4

实施例4

无异常

无异常

无异常

无异常

无异常

5

对比例1

无异常

出现短路爆炸

6

对比例2

全部水合反应

惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，举凡熟悉此项技艺的专业人士.在了解本发明的技术手段之后，自然能依据实际的需要，在本发明的教导下加以变化。因此凡依本发明申请专利范围所作的同等变化与修饰，曾应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种采用高含水电解液的铝电解电容器，电容器本体由与正导针连接的正极箔、与负导针连接的负极箔、以及设置于所述正极箔与所述负极箔之间的电解纸构成，所述负极箔均经电压处理后在其表面形成氧化膜，在所述负导针中舌部位置的上侧表面覆盖有一薄片，其特征在于，所述薄片为与所述负极箔材质相同并经过电压处理的加压负极箔薄片。

2.如权利要求1所述的一种采用高含水电解液的铝电解电容器，其特征在于，所述薄片为电解纸。

3.如权利要求1所述的一种采用高含水电解液的铝电解电容器，其特征在于，所述薄片为无纺布。

4.如权利要求1至3任意一项所述的一种采用高含水电解液的铝电解电容器，其特征在于，所述薄片的宽度(K)大于或等于所述舌部位置的宽度(a)，所述薄片的长度(c)大于或等于所述舌部位置的长度(b)。

5.如权利要求1至3任意一项所述的一种采用高含水电解液的铝电解电容器，其特征在于，所述薄片的下端边缘与所述舌部位置的下端边缘以及负极箔的下端边缘在同一水平线上。

6.如权利要求1所述的一种采用高含水电解液的铝电解电容器，其特征在于，所述加压负极箔薄片的表面设有氧化膜。

7.如权利要求1所述的一种采用高含水电解液的铝电解电容器的制造方法，由裁切、钉接、卷绕、烘烤、含浸、组立、套管、充电与测试九个步骤制成，其特征在于，在实施卷绕步骤前，还需要在所述负导针的舌部位置的上侧表面覆盖有一薄片，所述薄片为与所述负极箔材质相同并经过电压处理的加压负极箔薄片；将完成卷绕步骤后的电容器本体含浸在含水率在5％-25％的电解液。

8.如权利要求7所述的一种采用高含水电解液的铝电解电容器的制造方法，其特征在于，将含浸后的所述电容器本体通过铝壳及橡胶迫紧，并通过束腰封口将芯包密闭。

9.如权利要求7所述的一种采用高含水电解液的铝电解电容器的制造方法，其特征在于，所述电容器本体中电解液的含水率为5％-25％。

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