CN105551807A - 一种软包装的方形固态铝电解电容器及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种软包装的方形固态铝电解电容器，包括铝塑外壳和呈扁平椭圆状的电容器芯包，电容器芯包密封在铝塑外壳内；电容器芯包包括阳极箔、阴极箔、位于阳极箔和阴极箔之间的电解纸、正极引线和负极引线，正极引线和负极引线伸出铝塑外壳；电解纸含浸有单体和氧化剂，并且单体和氧化剂在电解纸上生成了导电聚合物，单体为EDOT及其衍生物、吡咯、苯胺中的一种或多种，氧化剂为对甲苯黄酸铁、过硫酸铵、过硫酸钠、硫酸铵、氯化铁中的一种或多种。本发明的软包装的方形固态铝电解电容器由于其外壳是软包装，所以在安装和使用的过程中能够承受一定程度的弯折，同时，软包装的设计省去了传统铝电解电容器橡胶塞的设计从而节约了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种电容器，尤其涉及一种软包装的方形固态铝电解电容器及其制作方法。
背景技术
铝电解电容器是电子工程中极为重要的基础电子元件之一。不仅广泛应用在LED、电源等电子电路中作为滤波、耦合和旁路作用，还在特殊电路如校正电路、泵电源电路和交流电动机启动电路等中起到特殊的作用。《2013～2017年中国铝电解电容器行业发展前景与投资预测分析报告》数据显示2010年全球产值为52亿美元，过去7年的平均增长率为4%～5%，铝电解电容器市场潜力巨大。
目前，市场上能够普遍使用的铝电解电容器是圆柱形结构设计，此种电容器芯包是通过钉卷机卷绕制得，为圆柱形芯包，将圆柱芯包含浸电解液后置入圆柱形铝壳中经过束腰组立，制得圆柱形电容器。然而，有些应用场合，为减小集成电路的体积，只能留一扁平的空间来焊接电容器，圆柱形结构铝电解电容器四周的空间不能得到有效利用，在扁平空间的体积利用率较低。另一方面，在高纹波电流的工况下，电容器内部容易积聚热量，如果热量不能有效散逸出去，会影响产品性能。由于电容器本身的结构特点，圆柱型电容器的径向热阻大，散热速率较慢，如果做成扁平式方形结构，厚度较小，散热速率快，有利用电容器性能的发挥。因此，开发出一种新型结构设计的铝电解电容器，提高电容器空间利用率显得尤为迫切。
为满足扁平空间焊接电容器的需求，增加空间利用率，设计了一种方形结构的电容器，此种方形结构电容器厚度（宽度）小，长度大，高度可以与圆柱形结构电容器相同，保证电容器体积容量密度要求的同时，满足扁平空间焊接电容器的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种生产工艺简单、能够承受轻微弯折的软包装的方形固态铝电解电容器及其制作方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种软包装的方形固态铝电解电容器，其特征在于：包括铝塑外壳和呈扁平椭圆状的电容器芯包，所述电容器芯包密封在铝塑外壳内；所述电容器芯包包括阳极箔、阴极箔、位于阳极箔和阴极箔之间的电解纸、正极引线和负极引线，所述正极引线和负极引线伸出铝塑外壳；所述电解纸含浸有单体和氧化剂，并且单体和氧化剂在电解纸上生成了导电聚合物，所述单体为EDOT及其衍生物、吡咯、苯胺中的一种或多种，所述氧化剂为对甲苯黄酸铁、过硫酸铵、过硫酸钠、硫酸铵、氯化铁中的一种或多种；所述正极引线和负极引线均通过铆接的方式分别连接在阳极箔和阴极箔上。
上述的软包装的方形固态铝电解电容器，优选的，所述正极引线、负极引线和铝塑膜表面均涂覆有PP胶水（α-氰基丙烯酸乙酯为主），在180～200℃温度条件下正极引线和负极引线表面PP胶水与铝塑膜表面PP胶水会融合在一起，达到密封的目的。
上述软包装的方形固态铝电解电容器的制作方法，包括以下步骤：1）将正极引线和负极引线通过铆接的方式分别连接在阳极箔和阴极箔上；
2）在铆接有正极引线的阳极箔和铆接有负极引线的阴极箔之间垫一层电解纸；并在卷绕机上卷绕成扁平椭圆状的芯包；
3）对芯包进行以下处理，含浸单体，含浸时所用单体为EDOT及其衍生物、吡咯、苯胺中的一种或多种，含浸液为单体：无水甲醇或无水乙醇或无水丁醇=1：10～1：1
干燥，
含浸氧化剂，含浸氧化剂的时间约5～10min；
聚合，聚合工艺分为两个阶段第一阶段温度60～65℃，聚合25～30min，第二阶段温度165～170℃，聚合30～35min；
4）将步骤3）中处理后的电容器芯包装入到铝塑外壳中；
5）密封：在正极引线、负极引线和铝塑膜表面均涂覆PP胶水，在180～200℃温度条件下铝塑外壳表面的PP胶水融合在一起，将铝塑外壳密封。
6）化成，化成工艺包括低压产品化成工艺和高压产品化成工艺，所述低压产品化成工艺的化成液为磷酸，化成液电导率为2.2～2.6mS/cm，化成液PH值为2.9～3.3，化成时间为30～33min，化成温度为60～70℃，化成电压为9.5～10.3V，化成初始电流为4.5～5mA/pcs；所述高压产品化成工艺的化成液是己二酸铵溶液，化成液电导率9～11mS/cm，化成液PH为6.5～7.5，化成时间50～60min，化成温度45～55℃。
上述软包装的方形固态铝电解电容器的制作方法，优选的，所述高压产品化成工艺的化成电压为20V—40V—60V—73V逐步上升，20V、40V、60V电压段化成时间10min，73V电压段化成时间20min，化成初始电流为5～5.5mA/pcs。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的软包装的方形固态铝电解电容器在同等电容下厚度比一般圆柱形电容器直径小的多，本发明的方形固态铝电解电容器在厚度方向上占用的空间少，提高保证了电容器的体积容量密度，提高了对空间的利用率。本发明的芯包呈扁平椭圆状，在卷绕后，由于阳极箔和阴极箔弯曲处的角度较传统方形固态铝电解电容器的角度大，故阳极箔和阴极箔弯曲处的压力小、不易折断。本发明的软包装的方形固态铝电解电容器由于其外壳是软包装，所以在安装和使用的过程中能够承受一定程度的弯折，同时，软包装的设计省去了传统铝电解电容器橡胶塞的设计从而节约了成本。
本发明为满足扁平空间放置固态电容器的需求，增加空间利用率和优化电容器散热，设计了一种方形结构的固态电容器，此种方形结构固态电容器厚度（宽度）小，长度大，高度可以与圆柱形结构固态电容器相同，保证固态电容器体积容量密度要求的同时，满足扁平空间放置固态电容器的需求。
使用本发明制作出来的软包装的方形固态铝电解电容器导电聚合物电导率高，电容器等效串联内阻和阻抗较小，损耗小；耐纹波能力强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明软包装的方形固态铝电解电容器的结构示意图
图2为图1中沿A-A的剖视结构示意图。
图例说明
1、铝塑外壳；2、芯包；3、阳极箔；4、阴极箔；5、电解纸；6、正极引线；7、负极引线。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
实施例
如图1和图2所示的一种软包装的方形固态铝电解电容器，包括铝塑外壳1和呈扁平椭圆状的电容器芯包2，电容器芯包2密封在铝塑外壳1内；电容器芯包2包括阳极箔3、阴极箔4、位于阳极箔3和阴极箔4之间的电解纸5、正极引线6和负极引线7，正极引线6和负极引线7伸出铝塑外壳1；电解纸5含浸有单体和氧化剂，并且单体和氧化剂在电解纸5上生成了导电聚合物，单体为EDOT及其衍生物、吡咯、苯胺中的一种或多种，氧化剂为对甲苯黄酸铁、过硫酸铵、过硫酸钠、硫酸铵、氯化铁中的一种或多种；正极引线和负极引线均通过铆接的方式分别连接在阳极箔和阴极箔上。正极引线6与铝塑外壳1之间以及负极引线7与铝塑外壳1之间通过PP胶水密封连接。正极引线、负极引线和铝塑膜表面均涂覆有PP胶水，在180～200℃温度条件下正极引线和负极引线表面PP胶水与铝塑膜表面PP胶水会融合在一起，达到密封的目的。
本实施例的软包装的方形固态铝电解电容器的制作方法，包括以下步骤：1）将正极引线和负极引线通过铆接的方式分别连接在阳极箔和阴极箔上；
2）在铆接有正极引线的阳极箔和铆接有负极引线的阴极箔之间垫一层电解纸；并在卷绕机上卷绕成扁平椭圆状的芯包；
3）对芯包进行以下处理，含浸单体，含浸时所用单体为EDOT及其衍生物、吡咯、苯胺中的一种或多种，含浸液为单体：无水甲醇或无水乙醇或无水丁醇=1：10～1：1
干燥，
含浸氧化剂，含浸氧化剂的时间约5～10min；
聚合，聚合工艺分为两个阶段第一阶段温度60～65℃，聚合25～30min，第二阶段温度165～170℃，聚合30～35min；
4）将步骤3）中处理后的电容器芯包装入到铝塑外壳中；
5）密封：在正极引线、负极引线和铝塑膜表面均涂覆PP胶水，在180～200℃温度条件下铝塑外壳表面的PP胶水融合在一起，将铝塑外壳密封。
6）化成，化成工艺包括低压产品化成工艺和高压产品化成工艺，低压产品化成工艺的化成液为磷酸，化成液电导率为2.2～2.6mS/cm，化成液PH值为2.9～3.3，化成时间为30～33min，化成温度为60～70℃，化成电压为9.5～10.3V，化成初始电流为4.5～5mA/pcs；高压产品化成工艺的化成液是己二酸铵溶液，化成液电导率9～11mS/cm，化成液PH为6.5～7.5，化成时间50～60min，化成温度45～55℃，化成电压为20V—40V—60V—73V逐步上升，20V、40V、60V电压段化成时间10min，73V电压段化成时间20min，化成初始电流为5～5.5mA/pcs。
Claims (4)
1.一种软包装的方形固态铝电解电容器，其特征在于：包括铝塑外壳和呈扁平椭圆状的电容器芯包，所述电容器芯包密封在铝塑外壳内；所述电容器芯包包括阳极箔、阴极箔、位于阳极箔和阴极箔之间的电解纸、正极引线和负极引线，所述正极引线和负极引线伸出铝塑外壳；所述电解纸含浸有单体和氧化剂，并且单体和氧化剂在电解纸上生成了导电聚合物，所述单体为EDOT及其衍生物、吡咯、苯胺中的一种或多种，所述氧化剂为对甲苯黄酸铁、过硫酸铵、过硫酸钠、硫酸铵、氯化铁中的一种或多种；所述正极引线和负极引线均通过铆接的方式分别连接在阳极箔和阴极箔上。
2.根据权利要求1所述的软包装的方形固态铝电解电容器，其特征在于：所述正极引线、负极引线和铝塑膜表面均涂覆有PP胶水，在180～200℃温度条件下正极引线和负极引线表面PP胶水与铝塑膜表面PP胶水会融合在一起，达到密封的目的。
3.一种如权利要求1或2所述软包装的方形固态铝电解电容器的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：1）将正极引线和负极引线通过铆接的方式分别连接在阳极箔和阴极箔上；
2）在铆接有正极引线的阳极箔和铆接有负极引线的阴极箔之间垫一层电解纸；并在卷绕机上卷绕成扁平椭圆状的芯包；
3）对芯包进行以下处理，含浸单体，含浸时所用单体为EDOT及其衍生物、吡咯、苯胺中的一种或多种，含浸液为单体：无水甲醇或无水乙醇或无水丁醇=1：10～1：1
干燥，
含浸氧化剂，含浸氧化剂的时间约5～10min；
聚合，聚合工艺分为两个阶段第一阶段温度60～65℃，聚合25～30min，第二阶段温度165～170℃，聚合30～35min；
4）将步骤3）中处理后的电容器芯包装入到铝塑外壳中；
5）密封：在正极引线、负极引线和铝塑膜表面均涂覆PP胶水，在180～200℃温度条件下铝塑外壳表面的PP胶水融合在一起，将铝塑外壳密封；
6）化成，化成工艺包括低压产品化成工艺和高压产品化成工艺，所述低压产品化成工艺的化成液为磷酸，化成液电导率为2.2～2.6mS/cm，化成液PH值为2.9～3.3，化成时间为30～33min，化成温度为60～70℃，化成电压为9.5～10.3V，化成初始电流为4.5～5mA/pcs；所述高压产品化成工艺的化成液是己二酸铵溶液，化成液电导率9～11mS/cm，化成液PH为6.5～7.5，化成时间50～60min，化成温度45～55℃。
4.根据权利要求3所述的软包装的方形固态铝电解电容器的制作方法，其特征在于：所述高压产品化成工艺的化成电压为20V—40V—60V—73V逐步上升，20V、40V、60V电压段化成时间10min，73V电压段化成时间20min，化成初始电流为5～5.5mA/pcs。
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