CN103366960A

CN103366960A - 一种固体电解电容器

Info

Publication number: CN103366960A
Application number: CN2013103112945A
Authority: CN
Inventors: 土屋昌义; 石塚英俊
Original assignee: Fpcap Electronics Suzhou Co Ltd
Current assignee: Fpcap Electronics Suzhou Co Ltd
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2013-10-23

Abstract

本发明实施例公开了一种固体电解电容器，包括：长方体元件，所述长方体元件包括阳极箔、阴极箔以及位于所述阳极箔和阴极箔之间的固体电解质；与所述长方体元件电连接的电极引出端子，所述电极引出端子包括与所述阳极箔电连接的阳极引出端子以及与所述阴极箔电连接的阴极引出端子，其中，所述阴极引出端子为铜箔；与所述电极引出端子另一端电连接的引脚框。由于铜箔的厚度远小于现有技术中阴极引出端子的厚度，因此，本发明实施例所提供的固体电解电容器，相对于现有技术中的电解电容器，在所述固定电解电容器的整体体积不变的情况下，可以延长所述阴极箔和阳极箔的长度或宽度，从而增加所述固体电解电容器的电容量。

Description

一种固体电解电容器

技术领域

本发明涉及电解电容技术领域，尤其涉及一种固体电解电容器。

背景技术

目前，新型电解电容的发展非常快，某些产品的性能已达到无机电容器的水准，电解电容正在替换某些无机和有机介质的电容器。电解电容的使用范围相当广泛，基本上，有电源的设备都会使用到电解电容，例如通讯产品、数码产品、汽车上的音响、发动机等。而且，由于技术的进步，如今在小型化要求较高的军用电子对抗设备中也开始广泛使用电解电容。

如图1和图2所示，现有技术中的固体电解电容器包括：长方体元件01，如图3所示，所述长方体元件由外向内依次包括阴极箔011、第一电解纸012、阳极箔013和第二电解纸014，并利用卷止胶带015将所述阴极箔011、第一电解纸012、阳极箔013和第二电解纸014卷绕并扁平化而成；与所述长方体元件01电连接的电极引出端子02，所述电极引出端子02包括与所述阴极箔011电连接的阴极引出端子021和与所述阳极箔013电连接的阳极引出端子022；与所述电极引出端子02电连接的引脚框03；包装所述长方体元件01、电极引出端子02和引脚框03的包装体04。

但是，现有技术中的固体电解电容器的电容量较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种固体电解电容器，以提高所述固体电解电容器的电容量。

为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种固体电解电容器，包括：

长方体元件，所述长方体元件包括阳极箔、阴极箔以及位于所述阳极箔和阴极箔之间的固体电解质；

与所述长方体元件电连接的电极引出端子，所述电极引出端子包括与所述阳极箔电连接的阳极引出端子以及与所述阴极箔电连接的阴极引出端子，其中，所述阴极引出端子为铜箔；

与所述电极引出端子另一端电连接的引脚框。

优选的，在垂直于所述引脚框所在平面的方向上，所述阴极引出端子设置在所述长方体元件朝向所述引脚框的一侧。

优选的，所述铜箔的厚度范围为10μm-50μm，包括端点值。

优选的，所述铜箔与所述阴极箔的电连接方式为超声波熔接。

优选的，所述阴极引出端子还包括位于所述铜箔表面的镍层。

优选的，所述引脚框与所述阳极引出端子电连接的位置设置有至少一个凸起。

优选的，所述引脚框与所述阳极引出端子的电连接方式为阻抗熔接；所述引脚框与所述阴极引出端子的电连接方式为导电胶粘接。

优选的，还包括：封装所述长方体元件、电极引出端子和引脚框的封装体。

优选的，所述封装体为环氧树脂外壳或液晶聚合物外壳。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明实施例所提供的技术方案中，与所述长方体元件中阴极箔电连接的阴极引出端子为铜箔，由于铜箔的厚度远小于现有技术中阴极引出端子的厚度，因此，本发明实施例所提供的固体电解电容器，相对于现有技术中的电解电容器，在所述固定电解电容器的整体体积不变的情况下，可以延长所述阴极箔和阳极箔的长度或宽度，即延长所述长方体元件的厚度和所述长方体元件沿所述阳极引出端子至阴极引出端子方向上的长度，从而增加所述固体电解电容器的电容量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-图2为现有技术里固体电解电容器的两种结构示意图；

图3为现有技术里的固体电解电容器中，长方体元件的结构示意图；

图4-图6为现有技术里的固体电解电容器中，长方体元件与引脚框的一种电连接示意图；

图7-图9为现有技术里的固体电解电容器中，长方体元件与引脚框的另一种电连接示意图；

图10为本发明一个实施例中所提供的固体电解电容器的结构示意图；

图11为本发明实施例中所提供的固体电解电容器中，长方体元件的结构示意图；

图12为本发明实施例所提供的固体电解电容器中，长方体元件与引脚框的电连接示意图；

图13为图10中所示固体电解电容器中，所述长方体元件与电极引出端子的相对位置的结构示意图；

图14为图10中所示固体电解电容器中，所述长方体元件与电极引出端子的相对位置沿引脚框至长方体元件方向上的仰视图；

图15为本发明的另一个实施例中所提供的固体电解电容器的结构示意图；

图16为现有技术中比较例1、比较例2、本发明实施例1、以及实施例2中所提供的固体电解电容器的各项性能参数对比表。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有技术中的固体电解电容器的电容量较低。

发明人研究发现，这是由于受电极引出端子02本身及其与引脚框03之间电连接方式的限制，导致所述长方体元件01内阳极箔013和阴极箔011的长度和宽度均受到限制，从而使得现有技术中的固体电解电容器的电容量较低。

具体的，现有技术中在实现所述长方体元件01与所述引脚框03之间的电连接时主要有两种方式，一种是：如图4-图6所示，从所述长方体元件01的两端分别引出阴极引出端子021和阳极引出端子022，然后，采用阻抗熔接的方式，直接将所述阴极引出端子021和阳极引出端子022焊接在所述引脚框03上，从而实现所述长方体元件01与所述引脚框03的电连接，其中，所述阳极引出端子022和阴极引出端子021均为铝线，记为比较例1；另一种是，如图7-图9所示，从所述长方体元件01的一端引出阳极引出端子022，并通过阻抗熔接的方式，直接焊接在所述引脚框03上，然后，在所述长方体元件01的底面（即在竖直方向上，所述长方体元件01朝向所述引脚框03的一面）设置阴极引出端子021，并采用导电胶将所述阴极引出端子021粘贴在所述引脚框03上，从而实现所述长方体元件01与所述引脚框03的电连接，其中，所述阳极引出端子022为铝线，阴极引出端子021为铜线，记为比较例2。

发明人进一步研究发现，对于现有技术中所述长方体元件01与所述引脚框03的第一种电连接方式，由于其固体电解电容器的阴极引出端子021多为铝材，并通过阻抗连接的方式，直接焊接在引脚框03上，而铝材较厚，受阴极引出端子021本身材料及其与所述引脚框03之间电连接方式的限制，即将铝材的阴极引出端子021从所述长方体元件01的一端引出，直接焊接在引脚框03上，导致所述长方体元件01内阳极箔013和阴极箔011的长度和宽度均受到限制，从而使得现有技术中的固体电解电容器的电容量较低。

对于现有技术中所述长方体元件01与所述引脚框03的第二种电连接方式，由于其固体电解电容器的阴极引出端子021为铜材，而铜材较厚，因此，虽然所述阴极引出端子021设置在所述长方体元件01的底面，并通过导电胶粘贴的方式与所述引脚框03电连接，可以在一定程度上延长所述长方体元件01中阳极箔013和阴极箔011的宽度，增加所述固体电解电容器的电容量，但是，由于所述铜材较厚，导致在所述长方体体积一定的条件下，所述长方体元件中01阳极箔013和阴极箔011的长度或缩短，即减少所述长方体元件01中的卷绕层，降低所述固体电解电容器的电容量，所以，从整体而言，利用现有技术中的第二种电连接方式，提高所述固体电解电容器的效果并不理想。

基于上述研究的基础上，本发明实施例提供了一种固体电解电容器，包括：

与所述电极引出端子另一端电连接的引脚框。

本发明实施例所提供的固体电解电容器中，与所述长方体元件中阴极箔电连接的阴极引出端子为铜箔，由于铜箔的厚度远小于现有技术中阴极引出端子的厚度，因此，本发明实施例所提供的固体电解电容器，相对于现有技术中的电解电容器，在所述固定电解电容器的整体体积不变的情况下，可以延长所述阴极箔和阳极箔的长度或宽度，即延长所述长方体元件的厚度和所述长方体元件沿所述阳极引出端子至阴极引出端子方向上的长度，从而增加所述固体电解电容器的电容量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

如图10所示，本发明实施例所提供的固体电解电容器包括：长方体元件10，如图11所示，所述长方体元件10包括阳极箔101、阴极箔102以及位于所述阳极箔101和阴极箔102之间的固体电解质103；与所述长方体元件10电连接的电极引出端子20，所述电极引出端子20包括与所述阳极箔101电连接的阳极引出端子201以及与所述阴极箔102电连接的阴极引出端子202，其中，所述阴极引出端子202为铜箔；与所述电极引出端子20另一端电连接的引脚框30。

在本发明的一个实施例中，所述长方体元件10还包括：设置在所述阳极箔101背离所述固体电解质103的一侧的固体电解质104以及设置在所述固体电解质103朝向所述阴极箔102一侧的卷止胶带105。所述长方体元件10利用卷止胶带105将所述阴极箔102、第一固体电解质103、阳极箔101和第二固体电解质104卷绕并扁平化而成。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，所述卷止胶带105还可以替换为粘合剂，即所述长方体元件10由所述阴极箔102、第一固体电解质103、阳极箔101和第二固体电解质104卷绕成圆筒芯包，并利用粘合剂对其卷绕形状进行固定，最后再对其扁平化，使其呈长方体形状，本发明对此并不做限定。

优选的，本发明实施例中，所述阳极箔101与阴极箔102为条带状，所述固体电解质103为形成在电解纸中的导电性高分子聚合物，如3,4-乙烯二氧噻吩等，但在本发明的其他实施例中，所述阳极箔101与阴极箔102还可以为其他形状，所述固体电解质103也可以为其他固体的导电介质，本发明对此并不做限定。

优选的，所述阳极箔101包括第一阀金属层和形成在所述第一阀金属层表面的电介质氧化皮膜（图中未示出），其中，所述第一阀金属层所使用的阀金属可以为铝、钽、铌、钛等金属，更优选的，所述第一阀金属为铝；所述电介质氧化皮膜是经过化成处理形成在经刻蚀处理的第一阀金属层的表面，更优选的，所述电介质氧化皮膜为三氧化二铝。

优选的，所述阴极箔102包括第二阀金属层以及粘附在所述第二阀金属层表面的碳化物粒子层（图中未示出），其中，所述第二阀金属层所使用的阀金属可以为铝、钽、铌、钛等金属，更优选的，所述第二阀金属为铝。

在本发明的一个实施例中，如图10所示，所述长方体元件10与所述引脚框30的电连接方式为：从所述长方体元件10的一端引出阳极引出端子201，并采用阻抗熔接的方式，直接将所述阳极引出端子201焊接在所述引脚框30上，如图12所示，实现所述阳极引出端子201与所述引脚框30的电连接；然后在所述长方体元件10的底面设置阴极引出端子202，如图13和图14所示，即所述阴极引出端子202设置在垂直于所述引脚框30所在平面的方向上，所述长方体元件10朝向所述引脚框30的一侧，且在垂直于所述引脚框30的方向上，所述长方体元件10的投影完全覆盖所述阴极引出端子202的投影，并采用导电胶将所述阴极引出端子202粘接在所述引脚框30上，实现所述阴极引出端子202与所述引脚框30的电连接，且所述阴极引出端子202为铜箔，记为实施例1。优选的，所述铜箔的厚度范围为10μm-50μm，包括端点值。

由于现有技术中阴极引出端子021的厚度为120μm左右，而本发明实施例中作为阴极引出端子202的铜箔厚度范围在10μm-50μm左右，即本发明实施例中所提供的固体电解电容器中，阴极引出端子202的厚度远小于现有技术中原阴极引出端子021的厚度，且设置在所述长方体元件10的底面，因此，本发明实施例所提供的固体电解电容器，相较于比较例1中所提供的固体电解电容器，可以在保证所述固体电解电容器体积不变的前提下，既增加所述阴极箔102和阳极箔101的长度，又增加所述阴极箔102和阳极箔101的宽度，即既增加所述长方体元件10的厚度（即增加所述长方体元件10中的缠绕层），又增加所述长方体元件10沿所述引脚框30所在平面内，所述阳极引出端子201至所述阴极引出端子202的方向的长度，使得所述长方体元件10与所述引脚框30部分重叠，进而增加本发明实施例所提供的固体电解电容器的电容量。

而相较于比较例2中的固体电解电容器而言，由于所述铜箔的厚度远小于现有技术中原阴极引出端子021的厚度（现有技术中的阴极引出端子021厚度为120μm左右），因此，本发明实施例所提供的固体电解电容器，可以在保证相同体积的前提下，不改变所述阴极箔102和阳极箔101的宽度，增加所述阴极箔102和阳极箔101的长度，即不改变所述长方体元件10沿所述阳极引出端子201至阴极引出端子202方向上的长度，增加所述长方体元件10的厚度，即增加所述长方体元件10中的缠绕层，进而增加所述固体电解电容器的电容量。

需要说明的是，在本发明的一个实施例中，所述阴极引出端子202优选为单纯的为铜箔单层结构，以提高所述电解电容器电容量的同时，降低所述长方体元件10与所述阴极引出端子202的接触电阻，但在本发明的另一个实施例中，所述阴极引出端子202还可以为铜箔以及位于所述铜箔表面的镍层的多层结构，本发明对此并不做限定。

还需要说明的是，本发明实施例中，所述阴极箔102背离所述电解纸103的一侧设置有电解纸（图中未示出），所述铜箔与所述长方体元件10的电连接方式优选为超声波熔接。在该实施例中，所述阴极引出端子202的形成具体包括：采用超声波熔接的方式，将所述铜箔固定在所述阴极箔102背离所述电解纸103的一侧；在所述铜箔背离所述阴极箔102的一侧设置电解纸；利用卷止胶带105将所述阴极箔102、第一固体电解质103、阳极箔101、第二固体电解质104、铜箔、以及设置在铜箔背离所述阴极箔102一侧的电解纸卷绕并扁平化，形成长方体元件10；利用激光刻印装置对位于所述铜箔背离所述阴极箔102一侧的电解纸进行剥离，直至露出所述铜箔，形成阴极引出端子202，但本发明的其他实施例中，所述铜箔与所述长方体元件10之间还可以为其他电连接方式，只要保证所述阴极引出端子202固定在所述长方体元件10的底面，且与所述长方体元件10中的阴极箔102电连接即可，本发明对此并不做限定。

在本发明的一个实施例中，如图12所示，所述引脚框30上与所述阳极引出端子201电连接的位置设置有至少一个凸起，从而减小所述阳极引出端子201与所述引脚框30的熔接面积，使得本发明实施例中所提供的固体电解电容器，利用很小的电流即可实现所述阳极引出端子201与所述引脚框30的电连接，不会造成阳极引出端子201材料的飞溅，而且在熔接的过程中，所述引脚框30上的凸起的立体部分可以嵌入到熔解的阳极引出端子201材料中，从而提高所述阳极引出端子201与所述引脚框30的熔接性。

此外，本发明实施例所提供的固体电解电容器还包括封装所述长方体元件10、电极引出端子20以及引脚框30的封装体40，从而保证所述固体电解电容器内部与外部绝缘。优选的，所述封装体40环氧树脂外壳或液晶聚合物外壳，其形成工艺优选为树脂成型，但本发明对此并不做限定。

在本发明的另一个实施例中，如图15所示，所述长方体元件10与所述引脚框30的电连接方式同样为：从所述长方体元件10的一端引出阳极引出端子201，并采用阻抗熔接的方式，直接将所述阳极引出端子201焊接在所述引脚框30上，如图13所示，实现所述阳极引出端子201与所述引脚框30的电连接；然后从所述长方体元件10的底面设置阴极引出端子202，并采用导电胶将所述阴极引出端子202粘接在所述引脚框30上，实现所述阴极引出端子202与所述引脚框30的电连接，且所述阴极引出端子202为铜箔，记为实施例2。优选的，所述铜箔的厚度范围为10μm-50μm，包括端点值。与实施例1中所提供的固体电解电容器所不同的是，在所述实施例2中，所述引脚框30与所述电极引出端子电连接后，从所述固体电解电容器封装体40的侧边引出，并延伸至所述封装体40背离所述铜箔一侧的表面。

分别对体积为7.3㎜*4.3㎜*2㎜的现有技术中的比较例1所提供的固体电解电容器、比较例2所提供的固体电解电容器，本发明实施例1所提供的固体电解电容器和实施例2所提供的固体电解电容器可容纳的最大静电容量、损失角的正切Tanδ、漏电流LC、等效串联电阻ESR以及其阳极箔101的长度和宽度等性能进行测量如表16所示。

对比表16可知：在相同体积的情况下，本发明实施例1所提供的固体电解电容器可容纳的最大电容量，相较于现有技术中比较例1中所提供的固体电解电容器，提高了49.6%，相较于现有技术中比较例2中所提供的固体电解电容器，提高了23.5%。而本发明实施例2所提供的固体电解电容器可容纳的最大电容量，相较于现有技术中比较例1中所提供的固体电解电容器，也提高了25.6%。总之，相较于现有技术中的固体电解电容器，本发明实施例所提供的固体电解电容器可容纳的最大电容量可提高20%以上。

综上所述，本发明实施例所提供的固体电解电容器，其阴极引出端子202为铜箔，并采用导电胶的方式粘贴在所述引脚框上，从而可以在保证所述固体电解电容器体积不变的条件下，增加所述长方体元件10的厚度或长度，进而提高所述固体电解电容器可容纳的最大电容量。

本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种固体电解电容器，其特征在于，包括：

与所述电极引出端子另一端电连接的引脚框。

2.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于，在垂直于所述引脚框所在平面的方向上，所述阴极引出端子设置在所述长方体元件朝向所述引脚框的一侧。

3.根据权利要求2所述固体电解电容器，其特征在于，所述铜箔的厚度范围为10μm-50μm，包括端点值。

4.根据权利要求2所述固体电解电容器，其特征在于，所述铜箔与所述阴极箔的电连接方式为超声波熔接。

5.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于，所述阴极引出端子还包括位于所述铜箔表面的镍层。

6.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于，所述引脚框与所述阳极引出端子电连接的位置设置有至少一个凸起。

7.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于，所述引脚框与所述阳极引出端子的电连接方式为阻抗熔接；所述引脚框与所述阴极引出端子的电连接方式为导电胶粘接。

8.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于，还包括：封装所述长方体元件、电极引出端子和引脚框的封装体。

9.根据权利要求8所述的固体电解电容器，其特征在于，所述封装体为环氧树脂外壳或液晶聚合物外壳。