CN102592848B - 改进的固体电解质铝电解电容器制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及改进的固体电解质铝电解电容器制造方法，包括以下步骤，1)在阳极化成铝箔和阴极箔之间介入电解纸卷绕成芯包，且阴极箔朝外且包住电解纸，再用高温胶带环绕粘紧固定，将密封用的胶盖安装于芯包上；2)芯包浸入化成液中进行化成修复处理，将化成修复处理后的芯包碳化处理，将该步骤重复2-10次；3)芯包再次浸入化成液中进行化成修复处理；4)将化成碳化后的芯包浸入氧化膜保护液，并在50-150℃进行干燥；5)芯包分别放入单体、氧化剂中进行含浸，加热聚合，装入铝壳，封口，老化处理制成产品。
Description
技术领域
本发明涉及电解电容器的制造方法，具体的说，涉及改进的固体电解质铝电解电容器制造方法。
背景技术
固体电解电容器相比较普通的液体电解电容器，其电性能很突出，具有低等效串联电阻(ESR)，高耐纹波电流，使用寿命长，性能稳定等优点。随着电子产品的不断升级换代，其功能及性能的不断提高，对电容器的高频特性要求也越来越高，人们通过各种不同途径降低固体电解电容器的ESR，以满足电容器的高频特性。
固体电解质铝电解电容器在制造中，因聚合物生成要经过一系列的反应，这种反应不同程度上对已修复好的氧化膜进行破坏，这种破坏超过一定的限度，制作成成品的电容器，没有办法通过老化试验将其修复，因而会产生较大的漏电流。特别地，在相对较高电压的产品中表现更为突出，因此业界，对较高电压产品做起来非常困难，且合格率极低。
发明内容
本发明克服了现有技术中的缺点，经过反复的试验与研究，提供了一种改进的固体电解质铝电解电容器制造方法，可以提高固态铝电解电容器的耐压，同时可以做出相对较高电压的产品，且可获得较好的产品一致性、较低漏电流的产品以及较高的产品合格率。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
改进的固体电解质铝电解电容器制造方法，包括以下步骤，
1)在阳极化成铝箔和阴极箔之间介入电解纸卷绕成芯包，且阴极箔朝外且包住电解纸，再用高温胶带环绕粘紧固定，将密封用的胶盖安装于芯包上；
2)芯包浸入化成液中进行化成修复处理，将化成修复处理后的芯包碳化处理，将本步骤重复2-10次；
3)芯包再次浸入化成液中进行化成修复处理；
4)将化成碳化后的芯包浸入氧化膜保护液，并在50-150℃进行干燥；
5)芯包分别放入单体、氧化剂中进行含浸，加热聚合，装入铝壳，封口，老化处理制成产品。
进一步，所述步骤2的芯包浸入化成液中进行化成修复处理包括：将电源的正极接入一架台，架台与一铁条相连，芯包的正极与铁条相连，电源负极与化成液相连，加电后阳极化成铝箔在化成液中进行修复。
进一步，所述芯包的正极与铁条相连采用的方式为：将装有胶盖的芯包阳极导针焊接于铁条上，胶盖为丁基胶耐高温胶盖。
进一步，所述碳化处理为：放入烘箱中或置于加热面板上进行热处理。
进一步，所述化成液为磷酸系化成液、硼酸系化成液或己二酸铵系化成液。
进一步，所述氧化膜保护液为甘露醇、聚乙二醇、丙三醇、二甘醇一种或多种混合于水溶中，并加以硅烷耦联剂、柠檬酸、次亚磷酸加入水中配制成2-5％的水溶液。
进一步，所述2-5％的水溶液中，醇类1.5-3.0％，硅烷耦联剂0.2-1.0％，柠檬酸0.15-0.5％，次亚磷酸0.15-0.5％，其中醇类是聚乙二醇和丙三醇的组合。
进一步，所述水溶中的溶剂水为去离子水，且水的电阻率应大于2MΩ·m。
进一步，所述化成碳化后的芯包浸入氧化膜保护液后的干燥温度为100℃-150℃。
进一步，所述单体为噻吩类物质，所述氧化剂为对甲苯磺酸及其盐。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过本发明的工艺生产固态电容，芯包卷取后阴极朝外，减少电解纸的用量，从而减少了电解纸碳化后物质散出后芯包变松，高温胶带耐温性很好，温度的膨胀系数也小，确保了芯包处理后松脱和过松的现象，确保产品的一致性。
另外将芯包焊接于铁条上，化成时可以精准控制化成液液面的高度和它们一致性，从而确保修复效果的一致性，同时也确保单体与氧化剂含浸时的液面能够准确的控制，提高芯包含浸的一致性。再次，将碳化、化成处理好的芯包浸于氧化膜包护液中，经加热干燥后，使正极箔表面覆盖一层保护膜，这种保护膜减轻了在聚合物形成过程中对氧化膜的伤害，同时这种膜很薄，不会影响聚合物的导电性及电容器的电性能。用本工艺生产的聚合物固态电容具有较高的耐压性，漏电流较小，同时也有比较高的合格率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1是本发明的芯包焊接于铁条上的示意图。
其中，1——芯包；
2——铁条。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
参阅图1，本发明所述改进的聚合物固体电解质铝电解电容器，规格为25V47μF，生产数量为4500只，其制作的步骤如下：
1、通过芯包卷绕机将VF值为62V阳极化成铝箔、阴极箔、电解纸卷绕成芯包1，电解纸介于阳极化成铝箔及阴极箔之间，卷绕后阴极箔包住芯包1，再用高温胶带环绕粘紧固定，高温胶带为聚苯硫醚或聚酰亚氨胶带；
2、将胶盖装到芯包1上，且将芯包1的阳极导针点焊于铁条2上，要确保焊接高度的一致性，将电源的正极接入一架台，架台与铁条2相连，电源负极与芯包1负极相连，架台的材质为导电的材料，可以是不锈钢，铁质，或铜质等；
3、将卷绕好的芯包1放入化成液中浸渍10分钟，化成电压为25V，化成液为己二酸铵化成液，芯包1化成是对铝箔表面的氧化膜层进行修复；
4、将芯包1置于温度为280℃的高温烘箱中进行碳化处理，碳化处理的时间为10分钟，碳化处理是将芯包1中的电解纸进行碳化；
5、重复步聚3与步骤4，重复5次后对芯包1进行化成处理；
6、芯包1浸于聚乙二醇0.5％，丙三醇1.5％，硅烷耦联剂0.7％，柠檬酸0.3％，次亚磷酸0.2％，的水溶液中10分钟；
7、将浸好保护液的芯包1置于125℃的干燥箱中，恒温干燥45分钟，取出冷却至常温；
8、将芯包1分别放入氧化剂和单体中进行含浸，含浸后进行聚合反应，在电容器芯包1内生成导电聚合物，单体为3、4二撑基双氧噻吩，氧化剂为对甲苯磺酸铁；
9、将聚合反应后的芯包1装入铝壳中，卷边后封口，与外界环境隔绝，防止产品吸湿或受污染后性能变坏；
10、对封装好的产品用25V进行老化处理，老化完回复2小后测试。
表1为上述实施例在120Hz频率下的电容量、损耗、在100KHz频率下的ESR的测定值，施加25V电压测量漏电流。
测试结果如下：
| 序号 | 容量(uf) | 损耗(100％) | ESR(mΩ) | 漏电流(uA/1分钟) |
| 规格 | -15％--18％ | 12.0 | 12.0 | 235.0 |
| 1 | 50.2 | 1.25 | 9.5 | 11.0 |
| 2 | 50.8 | 1.23 | 9.6 | 9.0 |
| 3 | 51.2 | 1.38 | 9.3 | 10.0 |
| 4 | 49.9 | 1.31 | 9.4 | 8.5 |
| 5 | 50.2 | 1.33 | 9.3 | 11.0 |
| 6 | 50.1 | 1.34 | 9.5 | 12.0 |
| 7 | 51.1 | 1.36 | 9.5 | 11.8 |
| 8 | 50.9 | 1.35 | 9.6 | 12.3 |
| 9 | 50.8 | 1.32 | 9.7 | 15.2 |
| 10 | 51.2 | 1.32 | 9.6 | 13.1 |
| 最大值 | 51.2 | 1.38 | 9.7 | 15.2 |
| 最小值 | 49.9 | 1.23 | 9.3 | 8.5 |
| 平均值 | 50.64 | 1.319 | 9.5 | 11.39 |
表1 25V47μF聚合物固体电解质铝电解电容器的任选10只的测定值
其中生产成品数为4502分选后的良品率为98.25％。
实施例2：
一种聚合物固体电解质铝电解电容器，规格为35V33μF，生产数量为5000只，其制作的步骤如下：
1、通过芯包卷绕机将VF值为82V阳极化成铝箔、阴极箔、电解纸卷绕成芯包1，电解纸介于阳极化成铝箔及阴极铝箔之间，卷绕后阴极箔包住芯包1；
2、将胶盖装到芯包1上，且将芯包1的阳极导针点焊于铁条2上，要确保焊接高度的一致性，将电源的正极接入一架台，架台与铁条2相连，电源负极与芯包1负极相连，架台的材质为导电的材料，可以是不锈钢，铁质，或铜质等；
3、将卷绕好的芯包1放入化成液中浸渍10分钟，化成电压为35V，化成液为己二酸铵化成液，芯包1化成是对铝箔表面的氧化膜层进行修复；
4、将芯包1置于温度为280℃的高温烘箱中进行碳化处理，碳化处理的时间为10分钟，碳化处理是将芯包1中的电解纸进行碳化；
5、重复步聚3与步骤4，重复5次后对芯包1进行化成处理；
6、芯包1浸于聚乙二醇0.5％，丙三醇1.5％，硅烷耦联剂0.7％，柠檬酸0.3％，次亚磷酸0.2％，的水溶液中10分钟；
7、将浸好保护液的芯包1置于125℃的干燥箱中，恒温干燥45分钟，取出冷却至常温；
8、将芯包1分别放入氧化剂与单体中进行含浸，含浸后进行聚合反应，在电容器芯包1内生成导电聚合物，单体为3、4二撑基双氧噻吩，氧化剂为对甲苯磺酸铁；
9、将聚合反应后的芯包1装入铝壳中，卷边后封口，与外界环境隔绝，防止产品吸湿或受污染后性能变坏；
10、对封装好的产品用25V进行老化处理，老化完回复2小后测试。
表2为上述实施例在120Hz频率下的电容量、损耗、在100KHz频率下的ESR的测定值以及漏电流测定值。
测试结果如下：
表2 35V33μF聚合物固体电解质铝电解电容器的任选10只的测定值。
其中生产成品数为5005分选后的良品率为97.49％。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.改进的固体电解质铝电解电容器制造方法，其特征在于：包括以下步骤，
1)通过芯包卷绕机将VF值为62V阳极化成铝箔、阴极箔、电解纸卷绕成芯包，电解纸介于阳极化成铝箔及阴极箔之间，卷绕后阴极箔包住芯包，再用高温胶带环绕粘紧固定，高温胶带为聚苯硫醚或聚酰亚氨胶带；
2)将胶盖装到芯包上，且将芯包的阳极导针点焊于铁条上，要确保焊接高度的一致性，将电源的正极接入一架台，架台与铁条相连，电源负极与芯包负极相连，架台的材质为导电的材料，是不锈钢，铁质，或铜质；
3)将卷绕好的芯包放入化成液中浸渍10分钟，化成电压为25V，化成液为己二酸铵化成液，芯包化成是对铝箔表面的氧化膜层进行修复；
4)将芯包置于温度为280℃的高温烘箱中进行碳化处理，碳化处理的时间为10分钟，碳化处理是将芯包中的电解纸进行碳化；
5)重复步聚3)与步骤4)，重复5次后对芯包进行化成处理；
6)芯包浸于聚乙二醇0.5％，丙三醇1.5％，硅烷耦联剂0.7％，柠檬酸0.3％，次亚磷酸0.2％的水溶液中10分钟；
7)将浸好保护液的芯包置于125℃的干燥箱中，恒温干燥45分钟，取出冷却至常温；
8)将芯包分别放入氧化剂和单体中进行含浸，含浸后进行聚合反应，在电容器芯包内生成导电聚合物，单体为3、4二撑基双氧噻吩，氧化剂为对甲苯磺酸铁；
9)将聚合反应后的芯包装入铝壳中，卷边后封口，与外界环境隔绝，防止产品吸湿或受污染后性能变坏；
10)对封装好的产品用25V进行老化处理，老化完回复2小时后测试。
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| CN201210087109.4A CN102592848B (zh) | 2012-03-28 | 2012-03-28 | 改进的固体电解质铝电解电容器制造方法 |
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Denomination of invention: Improved method for manufacturing solid electrolyte/aluminum electrolytic capacitor Effective date of registration: 20180131 Granted publication date: 20150325 Pledgee: China Co. truction Bank Corp Zhaoqing branch Pledgor: Zhaoqing Beryl Electronic Technology Co.,Ltd. Registration number: 2018990000100 |
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Effective date of registration: 20180608 Address after: 425500 northern part of Yao Du Avenue, Tuojiang Town, Jiang Hua Economic Development Zone, Yongzhou Yao Autonomous County, Hunan Province, Yongzhou Patentee after: JIANGHUA LVBAOSHI NEW ENERGY STORAGE TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 526020 the east side of Duanzhou eight road, Zhaoqing, Guangdong province. Patentee before: Zhaoqing Beryl Electronic Technology Co.,Ltd. |
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| CI03 | Correction of invention patent |
Correction item: Patentee|Address Correct: Zhaoqing Beryl Electronic Technology Co.,Ltd.|526020 the east side of Duanzhou eight road, Zhaoqing, Guangdong province. False: JIANGHUA LVBAOSHI NEW ENERGY STORAGE TECHNOLOGY Co.,Ltd.|425500 northern part of Yao Du Avenue, Tuojiang Town, Jiang Hua Economic Development Zone, Yongzhou Yao Autonomous County, Hunan Province, Yongzhou Number: 26-02 Volume: 34 |
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