CN107240502A - 一种车载充电器用固态电容器的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载充电器用固态电容器制备方法，包括下列步骤：步骤1：卷绕成芯包；步骤2：将芯包浸入化成液中进行化成修复处理；步骤3：将芯包进行加热干燥处理；步骤4：将加热干燥处理后的芯包浸渍于含浸液中进行含浸处理；步骤5：在含浸处理结束后0~1小时内，将芯包进行加热干燥处理；步骤6：将芯包用电解液进行含浸处理；步骤7：将芯包进行干燥处理10~60分钟；步骤8：将芯包装入铝壳，用橡胶塞封口，并进行老化处理，制成成品。本发明通过独特的工艺操作、工作参数等的协同组合与选择，所制得的固态电容器在多次施加额定工作电压冲击后，容量衰减率在20%以内，损耗角和阻抗变化率在标准值的2倍以内，可应用于车载充电器输入端。
Description
技术领域
本发明涉及电容器技术领域，特别是涉及了一种车载充电器用固态电容器的制备方法。
背景技术
电容器是最常见的电子元件之一，广泛应用于各类电子产品之中，作为传统的主流电容器，电解电容器都是使用铝等具有阀金属作用的阳极箔和阴极箔，在中间插入隔离层，使用电解液作为导电阴极，卷绕封装在铝壳中。与其他类型的电容器相比，成本低廉，生产工艺简单，适合大规模生产，所以占据了相当大的市场份额。
固态电解电容器是由液态电解电容器发展而来的一种新型电容器，相对于液态电解电容器来说，它具有高频低阻抗、温度特性优良、耐纹波能力强等优点，因此，它具有更高的使用价值。
目前固态电容器主要应用于车载充电器的输出端，应用于输入端需要承受多次的30V以上电压冲击，而现有技术的固态电容器在多次电压冲击后存在容量衰减大、损耗角和阻抗增大现象，无法满足应用需求。故需要开发一种适用于车载充电器输入端用的固态电容器。
发明内容
为了弥补已有技术的缺陷，本发明提供一种车载充电器用固态电容器的制备方法。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种车载充电器用固态电容器制备方法，包括下列步骤：
步骤1：在由阀金属制成，且表面有氧化膜的阳极箔和阴极箔之间介入电解纸并卷绕成芯包；
步骤2：将芯包浸入化成液中进行化成修复处理；
步骤3：将芯包进行加热干燥处理；
步骤4：将加热干燥处理后的芯包浸渍于含浸液中进行含浸处理；
步骤5：在含浸处理结束后0~1小时内，将芯包进行加热干燥处理；
步骤6：在加热干燥处理结束后将芯包用电解液进行含浸处理；
步骤7：将芯包进行干燥处理10~60分钟；
步骤8：将芯包装入铝壳，用橡胶塞封口，并进行老化处理，制成成品。
进一步地，所述化成修复处理仅进行一次。
进一步地，所述化成液为己二酸铵系化成液，化成修复处理时间为10～60分钟。
进一步地，步骤3中的加热干燥处理温度为125～200℃，时间为10~60分钟。
进一步地，步骤4中的含浸处理为在-20kpa ~ -100kpa负压下含浸5~60分钟。
进一步地，所述含浸液为聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐的水性复配物。
进一步地，所述聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐的水性复配物由聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐溶液、乙二醇和纯水按体积比4:5:91复合而成，其中，所述聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐溶液为聚3,4-乙烯基二氧噻吩与聚苯乙烯磺酸盐按5:5质量比混合而成。
进一步地，在步骤5中，所述加热干燥处理具体为第一步为干燥温度85℃，干燥时间18~35分钟；第二步为干燥温度 150℃，干燥时间15~90分钟。
进一步地，所述步骤4至步骤5至少循环1次。
进一步地，步骤6中，所述含浸处理采用真空含浸，真空度为-30kpa~-95kpa，含浸时间5~60分钟。
进一步地，在步骤6中所述电解液包括如下重量百分比的成分：乙二醇85%~91%、己二酸铵7%~10%、γ-丁内酯0.5%~1.5%、磷酸氢二铵1%~3%、对硝基苯甲醇0.45%~0.65%。
本发明具有如下有益效果：
本发明通过独特的工艺操作、工作参数等的协同组合与选择，所制得的固态电容器在多次施加额定工作电压冲击后，容量衰减率在20%以内，损耗角和阻抗变化率在标准值的2倍以内，可应用于车载充电器输入端。
需要说明的是本发明的技术效果是各个步骤技术特征协同作用的总和，各步骤之间具有一定的内在相关性，并非单个技术特征效果的简单叠加。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
实施例1
一种车载充电器输入端用固态电容器制备方法，其步骤如下：
步骤1：在由阀金属（铝）制成，且表面有氧化膜的阳极箔和阴极箔之间介入电解纸并卷绕成芯包；
步骤2：将芯包浸入化成液中进行化成修复处理，所述化成液为己二酸铵系化成液，化成修复处理时间为35分钟，其中所述化成修复处理仅进行一次；
步骤3：将芯包在160℃下进行加热干燥处理35分钟；
步骤4：将上述加热干燥处理后的芯包在-60kpa负压下浸渍于含浸液中进行含浸处理35分钟，其中所述含浸液为聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐的水性复配物，所述聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐的水性复配物由聚 (3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐溶液、乙二醇和纯水按体积比4:5:91复合而成，所述聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐溶液为聚3,4-乙烯基二氧噻吩与聚苯乙烯磺酸盐按5:5质量比混合而成；
步骤5：在含浸处理结束后0.5小时内，将芯包进行加热干燥处理，所述加热干燥处理具体为第一步为干燥温度85℃，干燥时间25分钟；第二步为干燥温度 150℃，干燥时间60分钟；
其中，所述步骤4至步骤5循环2次；
步骤6：在上述加热干燥处理结束后将芯包用电解液进行含浸处理；所述含浸处理采用真空含浸，真空度为-65pa，含浸时间35分钟；所述电解液包括如下重量百分比的成分：乙二醇85%~91%、己二酸铵7%~10%、γ-丁内酯0.5%~1.5%、磷酸氢二铵1%~3%、对硝基苯甲醇0.45%~0.65%。
步骤7：将芯包在115℃进行干燥处理80分钟；
步骤8：将芯包装入铝壳，用橡胶塞封口，并进行老化处理，制成成品。
实施例2
一种车载充电器输入端用固态电容器制备方法，其步骤如下：
步骤1：在由阀金属（钽）制成，且表面有氧化膜的阳极箔和阴极箔之间介入电解纸并卷绕成芯包；
步骤2：将芯包浸入化成液中进行化成修复处理，所述化成液为己二酸铵系化成液，化成修复处理时间为10分钟，化成修复处理仅进行一次；
步骤3：将芯包在125℃下进行加热干燥处理60分钟；
步骤4：将上述加热干燥处理后的芯包在-20kpa负压下浸渍于含浸液中进行含浸处理60分钟，其中所述含浸液为聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐的水性复配物，所述聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐的水性复配物由聚 (3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐溶液、乙二醇和纯水按体积比4:5:91复合而成，所述聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐溶液为聚3,4-乙烯基二氧噻吩与聚苯乙烯磺酸盐按5:5质量比混合而成；
步骤5：在含浸处理结束后立即将芯包进行加热干燥处理，所述加热干燥处理具体为第一步为干燥温度85℃，干燥时间18分钟；第二步为干燥温度 150℃，干燥时间15分钟；
其中，所述步骤4至步骤5循环1次；
步骤6：在上述加热干燥处理结束后将芯包用电解液进行含浸处理；所述含浸处理采用真空含浸，真空度为-30kpa，含浸时间5分钟；所述电解液包括如下重量百分比的成分：乙二醇85%~91%、己二酸铵7%~10%、γ-丁内酯0.5%~1.5%、磷酸氢二铵1%~3%、对硝基苯甲醇0.45%~0.65%。
步骤7：将芯包在115℃下进行干燥处理60分钟；
步骤8：将芯包装入铝壳，用橡胶塞封口，并进行老化处理，制成成品。
实施例3
一种车载充电器输入端用固态电容器制备方法，其步骤如下：
步骤1：在由阀金属（铌）制成，且表面有氧化膜的阳极箔和阴极箔之间介入电解纸并卷绕成芯包；
步骤2：将芯包浸入化成液中进行化成修复处理，所述化成液为己二酸铵系化成液，化成修复处理时间为60分钟，化成修复处理仅进行一次；
步骤3：将芯包在200℃下进行加热干燥处理10分钟；
步骤4：将上述加热干燥处理后的芯包在-100kpa负压下浸渍于含浸液中进行含浸处理5分钟，其中所述含浸液为聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐的水性复配物，所述聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐的水性复配物由聚 (3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐溶液、乙二醇和纯水按体积比4:5:91复合而成，所述聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐溶液为聚3,4-乙烯基二氧噻吩与聚苯乙烯磺酸盐按5:5质量比混合而成；
步骤5：在含浸处理结束后1小时内，将芯包进行加热干燥处理，所述加热干燥处理具体为第一步为干燥温度85℃，干燥时间35分钟；第二步为干燥温度 150℃，干燥时间90分钟；
其中，所述步骤4至步骤5循环3次；
步骤6：在上述加热干燥处理结束后将芯包用电解液进行含浸处理；所述含浸处理采用真空含浸，真空度为-95kpa，含浸时间60分钟；所述电解液包括如下重量百分比的成分：乙二醇85%~91%、己二酸铵7%~10%、γ-丁内酯0.5%~1.5%、磷酸氢二铵1%~3%、对硝基苯甲醇0.45%~0.65%。
步骤7：将芯包在115℃下进行干燥处理100分钟；
步骤8：将芯包装入铝壳，用橡胶塞封口，并进行老化处理，制成成品。
对比例1
基于实施例1，不同之处仅在于：本对比例省略步骤6至步骤7。
对比例2
基于实施例1，不同之处仅在于：本对比例的步骤2中，所述化成液为硼酸系化成液，化成修复处理时间为300分钟。
对比例3
基于实施例1，不同之处仅在于：本对比例的步骤4中所述聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐的水性复配物由聚 (3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐溶液、乙二醇和纯水按体积比3:4:93复合而成，所述聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚乙烯苯磺酸盐溶液为聚3,4-乙烯基二氧噻吩与聚苯乙烯磺酸盐按6:4质量比混合而成。
试验例
分别制造20个实施例1-3的电容器、分别制造20个对比例1-3的电容器，测定所制得的电容器120Hz频率下的电容、损耗、在100KHz频率下的ESR(ESR为等效串联电阻的英文缩写)和通过额定电压2分钟后的漏电流，并记录电容器的上述初始特性，以及电容器在连续施加额定电压冲击5000~10000次后的特性，具体结果参见表1，表1中示出的各个值是它们的平均值。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种车载充电器用固态电容器制备方法，其特征在于，其包括下列步骤：
步骤1：在由阀金属制成，且表面有氧化膜的阳极箔和阴极箔之间介入电解纸并卷绕成芯包；
步骤2：将芯包浸入化成液中进行化成修复处理；
步骤3：将芯包进行加热干燥处理；
步骤4：将加热干燥处理后的芯包浸渍于含浸液中进行含浸处理；
步骤5：在含浸处理结束后0~1小时内，将芯包进行加热干燥处理；
步骤6：在加热干燥处理结束后将芯包用电解液进行含浸处理；
步骤7：将芯包进行干燥处理60~100分钟；
步骤8：将芯包装入铝壳，用橡胶塞封口，并进行老化处理，制成成品。
2.如权利要求1所述的车载充电器用固态电容器制备方法，其特征在于，所述化成修复处理仅进行一次。
3.如权利要求1所述的车载充电器用固态电容器制备方法，其特征在于，所述化成液为己二酸铵系化成液，化成修复处理时间为10～60分钟。
4.如权利要求1所述的车载充电器用固态电容器制备方法，其特征在于，步骤3中，加热干燥处理温度为125～200℃，时间为10~60分钟。
5.如权利要求1所述的车载充电器用固态电容器制备方法，其特征在于，步骤4中的含浸处理为在-20kpa~-100kpa负压下含浸5~60分钟。
6.如权利要求1所述的车载充电器用固态电容器制备方法，其特征在于，所述含浸液为聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐的水性复配物。
7.如权利要求6所述的车载充电器用固态电容器制备方法，其特征在于，所述聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐的水性复配物由聚 (3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐溶液、乙二醇和纯水按体积比4:5:91复合而成，其中，所述聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐溶液为聚3,4-乙烯基二氧噻吩与聚苯乙烯磺酸盐按5:5质量比混合而成。
8.如权利要求1所述的车载充电器用固态电容器制备方法，其特征在于，在步骤5中，所述加热干燥处理具体为第一步为干燥温度85℃，干燥时间18~35分钟；第二步为干燥温度150℃，干燥时间15~90分钟。
9.如权利要求1所述的车载充电器用固态电容器制备方法，其特征在于，所述步骤4至步骤5至少循环1次。
10.如权利要求1所述的车载充电器用固态电容器制备方法，其特征在于，步骤6中，含浸处理为在-30kpa~-95kpa负压下含浸5~60分钟，所述电解液包括如下重量百分比的成分：乙二醇85%~91%、己二酸铵7%~10%、γ-丁内酯0.5%~1.5%、磷酸氢二铵1%~3%、对硝基苯甲醇0.45%~0.65%。
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