CN102623192A

CN102623192A - 固态铝质电解电容器的负极铝碳箔结构及成型法

Info

Publication number: CN102623192A
Application number: CN2011100345925A
Authority: CN
Inventors: 蔡鸿玟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2012-08-01

Abstract

本发明有关于一种固态铝质电解电容器的负极铝碳箔结构及成型法，主要使铝箔表面以等离子体冲击出凹凸粗糙面，再使碳原子嵌入铝箔表面，并使碳原子于铝箔表面堆积形成碳膜，藉此，利用铝箔的凹凸表面，即可使碳原子牢固地嵌设于铝箔表面，且由碳原子键结形成的碳膜，具有极佳的密合度及导电性，故实施上能达到大幅提高铝箔的机械强度，及增进电容器导电性能、电容比、功率密度与使用寿命等实质效益。

Description

固态铝质电解电容器的负极铝碳箔结构及成型法

技术领域

本发明涉及一种固态铝质电解电容器的负极铝碳箔结构及成型法，尤指一种可成型具有良好机械强度与高导电性能、电容比、功率密度及使用寿命的固态铝质电解电容器的负极铝碳箔结构及成型法。

背景技术

电容器主要用途包括电荷储存、交流滤波或阻止直流电压、提供调谐及振荡之用，各种不同电容器具有不同电容器的特性，因而其功能及应用范围也不同，其中铝质电解电容器的静电容量较高而且制造成本较低，使用范围最为广泛，包括电源供应器、主机板等通讯电子及电机产品皆会使用到铝质电解电容器。

铝质电解电容器具备阳极与阴极二个电极，阳极材料多使用可于表面生成绝缘氧化被覆膜的铝、钽等金属，阴极材料则多使用电解液，当阴极材料为电解液时，则使用表面积扩大的铝箔为其阴极端子，以使电容器的静电电容增加，且随着电气产品的小型化，电容器设计相对须更小，因此，铝箔厚度须变得更薄，以致造成电容器内的铝箔机械强度大幅降低，而减损电容器的使用寿命。

于是，乃有从业者想到于铝箔表面结合碳层，藉此，以提高铝箔的强度，请参阅中国台湾公告第I333221号的“电容器阴极用箔及其制造方法”，其主要是在含有碳氢化合物物质的空间中配置铝箔，并将铝箔加热，再使含碳物质利用黏结剂、溶剂或水，以将含碳物质调制为浆状、液体状或固体状，再以涂布或热压等方式使其附着于铝箔表面，而于铝箔表面形成碳层。

上述中国台湾公告第I333221号的“电容器阴极用箔及其制造方法”虽可达到将含碳物质附着于铝箔表面的效果，但其附着的方式将含碳物质利用黏结剂、溶剂制成浆状或固体状后，再涂布、热压于铝箔表面，以形成碳层，故仅以黏着剂或溶剂黏结的方式，不仅使构成碳层的含碳物质本身容易脱落，在与异质铝箔的结合间更不稳固，极容易发生碳层由铝箔表面剥落下来的情形，并且含碳物质间由黏结剂或溶剂黏结，此方式更会降低含碳物质间的传导性，大幅减低导电效果，而损及电容器的导电性能与电容比、功率密度与使用寿命等。

另如中国台湾公开第200423459号的“涂覆有碳的铝材及其制造方法”、中国台湾公开第200912038号的“涂覆有碳的铝材及其制造方法”及中国台湾公开第201033405号的“涂覆有碳的铝材及其制造方法”等相关于铝材上涂覆碳层的专利前案，亦皆有碳层与铝材间结合密合性不佳容易脱落，以致导电效果、电容器导电性能与电容比、功率密度等缺陷及实施步骤过于繁琐，制作成本过高不符合经济效益等弊失。

缘是，本发明人有鉴于现有上述铝箔上结合碳层的构造及成型方式仍有碳层与铝材结合性不佳，以致导电效果、电容器导电性能、电容比、功率密度减低和成本过高不符合经济效益等诸多缺陷。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种固态铝质电解电容器的负极铝碳箔结构及成型法，可成型具有良好机械强度与高导电性能的铝碳箔。

为了解决上述技术问题，本发明人乃研拟如下固态铝质电解电容器暨高容量电容器的负极铝碳箔结构及成型法，本发明的技术解决方案是：

一种固态铝质电解电容器的负极铝碳箔结构，其中，该铝碳箔结构设有一铝箔，使该铝箔表面成形为粗糙面，再于该铝箔表面嵌入碳原子，并使所述碳原子连续堆积键结形成碳膜。

一种固态铝质电解电容器的负极铝碳箔成型法，其中，该铝碳箔成型法的实施步骤包含：

A.备置铝箔：将铝箔置入腔室；

B.铝箔粗糙化：于该腔室内通入气体，并启动电场，以使该腔室内气体离子化，而所述等离子气体中带正电的等离子体高速冲向设为阴极的该铝箔，以使该铝箔表面在等离子体的轰击下，形成凹凸不平的粗糙面；

C.碳原子沉积：于所述腔室内通入混有碳原子的混合气体，再启动电场，以使混合气体中的碳原子带正电，并使带正电的碳原子高速冲向设为阴极的该铝箔，以使碳原子嵌入该铝箔的粗糙表面内，形成稳固的附着，再使碳原子于该铝箔表面连续堆积键结形成碳膜。

由以上说明得知，本发明确实具有如下的优点：

本发明的铝碳箔结构使铝箔表面成形凹凸粗糙面，以使碳原子与铝箔表面结合时，碳原子可以嵌入铝箔表面之内，而与铝箔间形成牢固的结合，据此，即不易发生碳由铝箔表面剥落的情形，而能确保铝箔机械强度的提升。

本发明利用铝箔的凹凸表面，即可使碳原子牢固地嵌设于铝箔表面，且由碳原子键结形成的碳膜，更具有极佳的密合度及导电性，故实施上能达到大幅提高铝箔的机械强度及增进电容器导电性能、电容比、功率密度与使用寿命等实质效益。

再者，本发明为进一步提升其产业竞争力，使铝碳箔于成型时，使铝箔二侧面同步施以粗糙面的成形及碳原子沉积等加工，以使铝碳箔成型效率加倍提高，达到具体提升铝碳箔的产量及产业竞争力的效果。

附图说明

图1为本发明的第一实施例流程图；

图2为本发明的第一实施例的实施过程示意图；

图3为本发明的第二实施例流程图；

图4为本发明的第二实施例的实施过程示意图。

主要元件标号说明：

1：铝箔 11：表面 2：碳原子

3：铝碳箔

具体实施方式

为令本发明的技术手段及其所能达成的效果，能够有更完整且清楚的揭露，兹详细说明如下，请一并参阅揭露的附图及图号：

首先，请参阅图1、图2所示，为本发明的固态铝质电解电容器的负极铝碳箔结构及成型法，包含如下实施步骤：

A.备置铝箔：将铝箔1置入真空腔室；

B.铝箔粗糙化：于真空腔室内通入气体，并启动电场，以使真空腔室内气体离子化，而等离子气体中带正电的等离子体在磁场束的导引下，高速冲向设为阴极的铝箔1，以使铝箔1朝上的一侧表面11在等离子体的轰击下，形成凹凸不平的粗糙面；

C.碳原子沉积：于真空腔室内通入混有碳原子2的混合气体，再启动电场，以使混合气体中的碳原子2带正电，并在磁场束的导引下，使带正电的碳原子2高速冲向设为阴极的铝箔1，以使碳原子2大力的嵌入铝箔1的粗糙表面11内，形成稳固的附着，且利用磁场束的引导，使碳原子2可均匀附着于铝箔1一侧表面11，并连续堆积以于铝箔1一侧表面11键结形成二维层状结构乃至三维立体状结构的碳团簇薄膜；

D.翻面成型：将铝箔1未施工的另侧表面11朝上，再重复上述B、C的施工步骤，以使铝箔1另侧表面11形成粗糙面，随之使碳原子2均匀的附着于铝箔1另侧表面，并连续堆积以形成碳团簇薄膜，依此，以成型一表面具有高纯碳且具低电阻性的铝碳箔3。

据此铝碳箔3的成型方式，可以使碳膜与铝箔1间的牢固的结合，且由于碳膜由碳原子2键结而成，故碳膜本身具有极佳的密合性不易相互脱落，且纯由碳原子构成的碳膜更具有良好的传导率与导电性，故本发明的铝碳箔3不仅可大幅提高铝箔1的机械强度，于实施上其良好的导电性，更有助于所组装的电容器等电气、电子产品导电性能、电容比、功率密度与使用寿命等的提升。

另请参阅图3、图4所示，为本发明的另一实施方式，其实施步骤为：

A.备置铝箔：将铝箔1置入真空腔室；

B.铝箔粗糙化：于真空腔室内通入气体，并启动电场，以使真空腔室内气体离子化，而等离子气体中带正电的等离子体在磁场束的导引下，高速冲向设为阴极的铝箔1的二侧表面11，而铝箔1二侧表面11在等离子体的同步轰击下，于铝箔1二侧表面11同时形成凹凸不平的粗糙面；

C.碳原子沉积：于真空腔室内通入混有碳原子2的混合气体，再启动电场，以使混合气体中的碳原子2带正电，并在磁场束的导引下，使带正电的碳原子2高速冲向设为阴极的铝箔1的二侧表面，并嵌入铝箔1的表面11内稳固的附着，且利用磁场束的引导，使碳原子2可同步均匀附着于铝箔1二侧表面11，并连续于铝箔1二侧表面11堆积键结形成碳团簇薄膜，藉此，于铝箔1二侧同步施工的方式，即可使铝碳箔3的成型效率加倍提高，达到提升本发明铝碳箔3的产量及产业竞争力的实质效益。

由上述结构及实施方式可知，本发明具有如下优点：

1.本发明的铝碳箔结构使铝箔表面成形凹凸粗糙面，以使碳原子与铝箔表面结合时，碳原子可以嵌入铝箔表面之内，而与铝箔间形成牢固的结合，据此，即不易发生碳由铝箔表面剥落的情形，而能确保铝箔机械强度的提升。

2.本发明的铝碳箔结构使碳原子于铝箔表面连续堆积形成碳膜，藉由碳原子间的键结构造，可使碳膜具有极佳的密合度，且纯由碳原子构成的碳膜更具有良好的导电性，故于实施上不仅可大幅提高铝箔的机械强度，更有助于电容器导电性能、电容比、功率密度与使用寿命等的提高。

3.本发明的铝碳箔成型法于铝箔二侧面同步施以粗糙面的成形及碳原子沉积等加工作业，以使铝碳箔于成型效率加倍提高，达到具体提升铝碳箔的产量及产业竞争力的实质效益。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种固态铝质电解电容器的负极铝碳箔结构，其特征在于，该铝碳箔结构设有一铝箔，使该铝箔表面成形为粗糙面，再于该铝箔表面嵌入碳原子，并使所述碳原子连续堆积键结形成碳膜。

2.如权利要求1所述固态铝质电解电容器的负极铝碳箔结构，其特征在于，该碳膜形成二维层状的碳团簇结构。

3.如权利要求1所述固态铝质电解电容器的负极铝碳箔结构，其特征在于，该碳膜形成三维立体状的碳团簇结构。

4.一种固态铝质电解电容器的负极铝碳箔成型法，其特征在于，该铝碳箔结构成型法的实施步骤包含：

A.备置铝箔：将铝箔置入腔室；

5.如权利要求4所述固态铝质电解电容器的负极铝碳箔成型法，其特征在于，该铝碳箔成型法使该铝箔一侧表面先行成形为粗糙面，再使碳原子于该铝箔一侧表面堆积形成碳膜，然后，再翻转该铝箔，以使该铝箔另一侧表面成形为粗糙面，再使碳原子于该铝箔另一侧表面连续堆积，以形成碳膜。

6.如权利要求4所述固态铝质电解电容器的负极铝碳箔成型法，其特征在于，该铝碳箔成型法使该铝箔二侧表面同步成形为粗糙面，再使所述碳原子于该铝箔二侧表面同步堆积形成碳膜。

7.如权利要求4所述固态铝质电解电容器的负极铝碳箔成型法，其特征在于，该铝碳箔成型法以磁场束导引等离子体。

8.如权利要求4所述固态铝质电解电容器的负极铝碳箔成型法，其特征在于，该铝碳箔成型法以磁场束导引碳原子。

9.如权利要求4所述固态铝质电解电容器的负极铝碳箔成型法，其特征在于，该铝碳箔成型法以磁场束导引等离子体及碳原子。

10.如权利要求4所述固态铝质电解电容器的负极铝碳箔成型法，其特征在于，该腔室为真空腔室。