CN107408463A - 电容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种电容器,该电容器使用了将分隔件介于阳极箔与阴极箔之间并卷绕而成的电容器元件,可以为,分隔件具有阳极箔与阴极箔之间的绝缘功能低的低绝缘部,在电容器元件的高度方向的中央部的90%的范围且从电容器元件的中心起沿直径方向的5~90%的范围内,具有低绝缘部。由此在电容器陷入异常状态时,能够避免壳体或封口板的破损,避免电容器元件从壳体飞出等异常情况。
Description
技术领域
本公开的技术例如涉及电解电容器、双电层电容器等电容器及其制造方法。
背景技术
电解电容器、双电层电容器等电容器不仅可以单独使用,还可以按照并联连接或串联连接等方式使用多个电容器。在该电容器中,如果使电容器元件的阳极箔和阴极箔的面积扩大,则能够使电容器高容量化。并且,如果选择了多个电容器的连接方式,则与单独的电容器相比能够实现高容量化或高耐压化。
在电容器的阳极箔和阴极箔中,公知有使阳极箔的宽度比阴极箔宽并使分隔件介于它们之间而进行卷绕的技术(例如,专利文献1)。在这样的电容器中,即使从阳极箔沿其宽度方向突出的毛刺扎破分隔件而到达阴极箔侧,也能够避免与宽度比阳极箔窄的阴极箔的接触,能够防止因毛刺导致的阳极箔与阴极箔的短路。
关于电容器元件的卷绕方式,公知有在电容器元件的卷芯部处设置空卷部并将阳极箔从该空卷部去除的电容器(例如,专利文献2)。在这样的电容器中,由于电容器元件被封入在壳体中,所以充满壳体的气体的压力会作用于电容器元件。因此,在电容器元件的卷芯部附近由于气压产生朝向电容器元件的卷芯部的空间的压曲力。在电容器元件的卷芯部处设置空卷部,通过吸收压曲力来防止阳极箔的折入,防止阳极箔和阴极箔之间的短路。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本实开昭52-037247号公报
专利文献2:日本特开平4-361517号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,有时会产生对电容器施加了超过额定值的过电压Vs等异常压力。例如,当施加接近电容器的额定电压的倍数的过大电压时,阳极箔和阴极箔可能因漏电流而产生短路。当产生短路时,在该短路部位流过大电流,因该大电流产生电火花(火花)。该电火花会使电极箔溶解,使电解质等气化。虽然在具有压力阀的电容器中通过压力阀将产生的气体排出,但急剧的内压上升成为引起电容器的破裂等的原因。并且,当产生这样的异常状态时,动能变高的电容器元件会撞击封口板,破坏封口板对壳体的密封状态,可能会产生电容器元件飞出到壳体外的情况。
即使在电容器的连接中不存在异常,有时也无法避免在含有电容器的电路中产生异常的情况或对电容器施加过电压Vs等不良情况。因此,对电容器要求更高的安全性。例如,对于将阳极箔的宽度设定为比阴极箔的宽度更宽并使分隔件介于阳极箔和阴极箔之间并卷绕而成的电容器元件,在产生异常压力而在壳体的底部侧产生了因阳极箔与阴极箔之间的短路而导致的电火花的情况下,电容器元件有时因较大的动能而撞击到封口板上。在该情况下,存在壳体的密封状态被破坏而无法防止电容器元件从壳体向外部飞出的课题。
关于该要求或课题,在专利文献1和2中没有其公开或启示,没有与解决该问题的结构等有关的公开或启示。
因此,本发明是鉴于上述课题而完成的,其目的在于,避免在电容器陷入异常状态时壳体的破损,避免电容器元件从壳体飞出等异常情况。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的,本公开的电容器的一个方面是电容器,该电容器使用了将分隔件介于阳极箔与阴极箔之间并卷绕而成的电容器元件,其中,所述分隔件具有所述阳极箔与所述阴极箔之间的绝缘功能低的低绝缘部,在所述电容器元件的高度方向的中央部的90%的范围内且从所述电容器元件的中心起沿直径方向的5%~90%的范围内具有所述低绝缘部。
在上述电容器中,可以为,所述分隔件沿着箔长方向具有:第1分隔件,其使所述阳极箔与所述阴极箔之间绝缘;以及第2分隔件,其具有所述低绝缘部,所述第1分隔件和所述第2分隔件沿着箔长方向连续地配置。
在上述电容器中,也可以借助于密度或基重低的所述分隔件使得所述低绝缘部的所述绝缘功能低。
在上述电容器中,所述分隔件也可以具有形成有压花加工部、开槽加工部或切除加工部的所述低绝缘部。
为了达成上述目的,本公开的电容器的制造方法的一个方面包含如下工序:形成阳极箔的工序;形成阴极箔的工序;在分隔件上形成所述阳极箔与所述阴极箔之间的绝缘功能低的低绝缘部的工序;以及以所述分隔件介于所述阳极箔与所述阴极箔之间的方式将所述阳极箔与所述阴极箔重叠,并通过卷绕来形成电容器元件的工序,在所述电容器元件的高度方向的中央部的90%的范围且从所述电容器元件的中心起沿直径方向的5%~90%的范围内具有所述低绝缘部。
在上述电容器的制造方法中,
也可以形成第1分隔件和第2分隔件,并且沿着箔长方向连续地配置所述第1分隔件和所述第2分隔件,其中,所述第1分隔件使所述阳极箔与所述阴极箔之间绝缘,所述第2分隔件具有所述阳极箔与所述阴极箔之间的绝缘功能低的低绝缘部。
发明效果
根据本发明,能够获得以下的任意效果。
(1)在对阳极箔与阴极箔之间施加过电压Vs并使过电流流过阳极箔和阴极箔的情况下,通过使电流优先流过低绝缘部而在夹着低绝缘部对置的阳极箔、阴极箔之间产生短路。由于以这样的方式在电容器元件内的希望的部位产生短路,所以将因短路导致的冲击封闭在电容器元件内。能够减轻或避免壳体或封口板的破损。
(2)能够减轻或避免电容器元件从壳体飞出等异常情况。
并且,本发明的其他目的、特征和优点能够参照附图和各实施方式来进一步明确。
附图说明
图1是示出在一个实施方式的电容器中使用的电容器元件的一例的图。
图2是示出压花加工部的配置位置的图。
图3是示出压花加工部的截面形状和密度的一例的图。
图4是示出实施例1和实施例2的电容器的压花加工部的配置位置的图。
图5是示出实施例3和实施例4的电容器的压花加工部的配置位置的图。
图6是示出电容器元件的制造处理例的图。
图7是示出分隔件的结构例的图。
图8是示出比较例2的电容器的压花加工部的配置位置的图。
图9是示出比较例3的电容器的压花加工部的配置位置的图。
具体实施方式
【第1实施方式】
图1示出了在一个实施方式的电容器中使用的电容器元件的一例。图1示出了将电容器元件的一部分打开后的状态例(展开状态)。该电容器元件2例如也可以是双电层电容器或电解电容器中的任意的元件。作为一例,在该电容器元件2中具有阳极箔4、阴极箔6以及分隔件8-1、8-2。
阳极箔4和阴极箔6例如使用铝箔,在对阳极箔4进行蚀刻处理之后,通过化学转化处理形成电介质氧化覆膜。
分隔件8-1、8-2例如是牛皮类纤维无纺布或麻类纤维无纺布等电解纸,具有使阳极箔4与阴极箔6之间绝缘的功能。分隔件8-1具有压花加工部10-1,分隔件8-2具有压花加工部10-2。该压花加工部10-1、10-2是本公开的低绝缘部的一例,通过对分隔件8-1、8-2进行压花加工,与压花加工前相比分隔件8-1、8-2的绝缘功能变低。通过该低绝缘部形成对过电压Vs的耐电压较低的脆弱部。另外,在该脆弱部处当然也具有满足电容器所要求的耐电压性能的耐电压特性。该压花加工例如将带有凹凸的辊压靠于分隔件8-1、8-2的一个表面而利用压缩差在分隔件8-1、8-2上形成凹凸。
电容器元件2例如是层叠起来的阳极箔4、阴极箔6和分隔件8-1、8-2的卷绕元件即可。在卷绕元件中,阳极箔4和阴极箔6隔着分隔件8-1和分隔件8-2重叠。
阳极引线端子12与阳极箔4连接,阴极引线端子14与阴极箔6连接。电容器元件2通过该阳极引线端子12和阴极引线端子14与电源电路等外部电路连接。
<压花加工的形成范围>
图2示出了压花加工部的形成范围的一例。图2示出了展开状态的分隔件8-1、8-2的一例,左端配置在电容器元件2的中心侧,右端配置在电容器元件2的终端侧也就是外缘侧。
在这样的展开状态的分隔件8-1、8-2中,如果将分隔件的平面部分划分成内侧部16和外侧部18,则在内侧部16中具有压花加工部10-1、10-2。压花加工部10-1、10-2可以配置在该内侧部16的整个范围内,也可以配置在内侧部16的一部分。
如果将上侧的外侧部18的高度设为H1、内侧部16的高度设为H2、下侧的外侧部18的高度设为H3,则高度H1、H2、H3的比例例如被设定为5:90:5。并且如果将中心侧的外侧部18的长度设为L1、将内侧部16的长度设为L2、将终端侧的外侧部18的长度设为L3,则L1、L2、L3的比例在电容器元件2的状态也就是卷绕的状态下从电容器元件2的中心起沿直径方向例如被设定为5:85:10。也就是说,压花加工部10-1、10-2例如配置在电容器元件2的高度方向的中央部的90%的范围(将上端设为0〔%〕且下端设为100〔%〕的5~95〔%〕的范围)和从电容器元件2的中心起沿直径方向的5~90%的范围(将中心设为0〔%〕且终端设为100〔%〕的5~90〔%〕的范围)内。该压花加工部10-1、10-2的配置范围也可以根据电容器的样式来确定,例如在冲击的规模变大的大型的电容器中使外侧部18扩大并使内侧部16缩小即可,如果是小型的电容器,则也可以使外侧部18缩小并使内侧部16扩大。
图3的A示出了压花加工部的截面形状的一例,图3的B示出了该压花加工部的密度。
分隔件8-1、8-2的凹部20是在压花加工中受辊强力压缩而成的区域,通过压缩使分隔件8-1、8-2变薄,并且将周围的电解纸引入,如图3的(B)所示分隔件8-1、8-2的密度增加。
与此相对,在分隔件8-1、8-2的凸部22中,电解纸的一部分向凹部20移动,如图3的(B)所示密度降低。由于凸部22的密度比压花加工前低,所以分隔件8-1、8-2的绝缘功能降低。通过该凹部20和凸部22在分隔件8-1、8-2上形成疏密。
分隔件8-1、8-2的基重与密度同样,因电解纸的引入而在凹部20处上升,相反地在凸部22处降低。也就是说,由于凸部22的基重比压花加工前低,所以分隔件8-1、8-2的绝缘功能降低。
在阳极箔4与阴极箔6之间通过分隔件8-1形成绝缘电阻。当将压花加工部10-1的凸部22的绝缘电阻设为R1、凹部20的绝缘电阻设为R2、分隔件8-1的外侧部18的绝缘电阻设为R3时,密度和基重较低的凸部22的绝缘电阻R1最小。绝缘电阻的顺序为R1<R3<R2。因此,当对电容器施加超过了额定电压的过电压Vs时,在绝缘电阻最小的凸部22处产生短路。分隔件8-2也同样,在绝缘电阻最小的凸部22处产生短路。也就是说,通过形成压花加工部10-1、10-2而使分隔件8-1、8-2具有低绝缘部,从而能够将阳极箔4与阴极箔6之间的短路引导至电容器元件2的具有压花加工部10-1、10-2的内侧部16。由于压花加工部10-1、10-2被外侧部18包围,所以通过外侧部18来缓和因短路导致的冲击。也就是说,从电容器元件2朝向壳体的冲击被电容器元件的外侧部18吸收。进而,由于凸部22的绝缘电阻R1比外侧部18的绝缘电阻R3小,所以与没有进行压花加工的电容器元件相比在更早的阶段产生短路。因此能够抑制电容器元件2的动能的变高。
这样的电容器元件2被收纳在电容器的壳体中,利用封口板等封口体将壳体封口。在这样的电容器中,因短路施加给壳体或封口板的冲击变小,将因短路产生的损害封闭在电容器内,避免壳体和封口板的破坏。
<电容器的制造工序等>
该制造工序是本发明的电容器的制造方法的一例。
在电容器的制造工序中包含阳极箔4的形成工序、阴极箔6的形成工序、进行压花加工的分隔件8-1、8-2的形成工序、电容器元件2的形成工序、电容器元件2的端子连接工序以及电容器元件2的封入工序。
在阳极箔4的形成工序中,例如,使用铝箔来形成已述的阳极箔4即可。如已述的那样,对铝箔实施蚀刻处理,在其表面上例如通过化学转化处理形成电介质氧化覆膜即可。并且,将阳极引线端子12与阳极箔4连接即可。
在阴极箔6的形成工序中,例如,使用铝箔来形成已述的阴极箔6即可。并且,将阴极引线端子14与阴极箔6连接即可。
在进行压花加工的分隔件8-1、8-2的形成工序中,只要对分隔件8-1的内侧部16的一部分或整个范围进行已述的压花加工,形成压花加工部10-1即可。关于压花加工,例如,只要在将电解纸从卷绕有电解纸的辊拉出直到将该电解纸重叠到阳极箔4和阴极箔6上的搬送过程中,在规定的定时将带有凹凸的辊压靠于电解纸而形成压花加工部10-1即可。压花加工可以在将电解纸切断成分隔件8-1的大小之前进行,也可以在切断后进行。与分隔件8-1同样地对分隔件8-2进行压花加工,形成压花加工部10-2即可。
在电容器元件2的形成工序中,例如,以在箔间隔着分隔件8-1和分隔件8-2的方式将阳极箔4和阴极箔6重叠,并进行卷绕而形成电容器元件2即可。
在电容器元件2的端子连接工序中,将阳极端子与电容器元件2的阳极引线端子12连接,将阴极端子与电容器元件2的阴极引线端子14连接。阳极端子、阴极端子预先被安装在封口板上。也可以在封口板上安装将电容器内产生的气体排出到外部的压力阀。
并且,在封入工序中将电容器元件2收纳到预先制作的壳体中,利用封口板将壳体封口。在该封口中,通过卷曲处理将壳体的开口端部固定在封口板上。由此,电容器完成。
<一个实施方式的效果>
根据该一个实施方式的电容器,能够获得如下的效果。
(1)由于电容器能够防止当超过了额定电压的过电压Vs作用于端子间时在电容器元件2的外侧部18处的短路,所以能够提高安全性,提高可靠性。
(2)当在阳极端子与阴极端子之间施加超过了额定电压的过电压Vs而使得过电流流过阳极箔4和阴极箔6之间的情况下,将短路位置引导至电容器元件2的内侧部16,优先在电容器元件2的内侧部16产生因短路导致的冲击,从而能够借助外侧部18缓和因短路导致的冲击。其结果是,能够抑制壳体或封口板的破损。
(3)与没有压花加工部10-1、10-2的电容器相比,在电积累较少的阶段产生短路。因此,在阳极箔4和阴极箔6之间流过的过电流的量变小,能够抑制冲击。
(4)由于能够抑制电容器元件2的动能的变高,所以能够防止电容器元件2对封口板的撞击或壳体、封口板的破坏,能够防止电容器元件2向壳体外飞出。
【其他实施方式】
(1)在上述实施方式中,将压花加工部10-1、10-2配置在电容器元件2的高度方向的中央部的90%的范围内且从电容器元件2的中心起沿直径方向的5~90%的范围内,但优选压花加工部10-1、10-2的配置范围被进一步限定在电容器元件2的内部侧。例如,优选为:高度H1、H2、H3的比例被设定为15:70:15,压花加工部10-1、10-2处于电容器元件2的高度方向的中央部的70%的范围内,优选为:L1、L2、L3的比例从电容器元件2的中心起沿直径方向被设定为5:60:35,压花加工部10-1、10-2处于从电容器元件2的中心起沿直径方向的5~65%的范围内。由于压花加工部10-1、10-2的配置范围被进一步限定在电容器元件2的内部侧,所以能够将短路位置进一步向电容器元件2的内部侧引导。
(2)在上述实施方式中分别对两个分隔件8-1、8-2进行了压花加工,但也可以任一个分隔件具有压花加工部。并且,分隔件8-1的压花加工部10-1也可以配置在与分隔件8-2的压花加工部10-2不同的位置。
(3)在上述实施方式中对分隔件8-1、8-2的单侧面进行了压花加工,但也可以对两个面进行压花加工。在对单侧面进行压花加工的情况下,不需要与相反面侧的压花加工同步。在对两个面进行压花加工的情况下,通过使形成于各个面的凹部彼此对置并使凸部彼此对置,能够使分隔件8-1、8-2的疏密差变大。
(4)在上述实施方式中对分隔件8-1、8-2进行压花加工,通过具有压花加工部10-1、10-2而成为形成有密度和基重较低的低密度、低基重部的低绝缘部,但例如也可以具有通过开槽加工(fluting)实施了槽加工的开槽加工部或通过将分隔件8-1、8-2表面切除而作为低绝缘部的切除部。也能够通过开槽加工部或将表面切除后的切除部来使分隔件8-1、8-2的密度或基重降低,能够使绝缘功能降低。
(5)在上述实施方式中通过在阳极箔4与阴极箔6之间对分隔件8-1、8-2实施压花加工而具有低绝缘部,但也可以在电极之间插入两张以上的分隔件,通过在其中1张上形成贯通孔而相对地与周围相比形成低绝缘部。
(6)在上述实施方式中,使用了多张分隔件8-1、8-2,但也可以采用仅使1张分隔件介于阳极箔4和阴极箔6之间的构造。
在上述实施方式中,应用于使分隔件8-1、8-2介于阳极箔4与阴极箔6之间而进行卷绕的方式的电容器中,但也可以应用于使分隔件介于阳极箔与阴极箔之间而进行层叠的方式的电容器中。
实施例1
在实施例1的电容器的电容器元件2中,分隔件8-1、8-2使用牛皮类纤维无纺布。分隔件8-1、8-2在电容器元件2的高度方向上如图4的A所示在中央部的20〔%〕的范围内具有压花加工部10-1、10-2,并且在图4的B所示的电容器元件2的俯视图中作为加工区域34示出的范围内,具体来说在从电容器元件2的中心起沿直径方向的5~65〔%〕的范围内具有压花加工部10-1、10-2。具有这样的电容器元件2的电容器在过电流流过的情况下,通过使电流流过形成于电容器元件2的内侧的作为低绝缘部的压花加工部10-1、10-2,优先在电容器元件2的内侧产生短路,能够通过周围的阳极箔4、阴极箔6和分隔件8-1、8-2将因短路导致的冲击封闭在电容器元件2内。
实施例2
在实施例2的电容器的电容器元件2中,分隔件8-1、8-2使用麻类纤维无纺布,在与实施例1同样的位置处配置压花加工部10-1、10-2。即使是具有这样的电容器元件2的电容器,也能够使产生的过电流流过压花加工部10-1、10-2,优先在电容器元件2的内侧产生短路,因此能够通过周围的阳极箔4、阴极箔6和分隔件8-1、8-2将因短路导致的冲击封闭在电容器元件2内。
实施例3
在实施例3的电容器的电容器元件2中,分隔件8-1、8-2使用牛皮类纤维无纺布。分隔件8-1、8-2在电容器元件2的高度方向上如图5的A所示在中央部的70〔%〕的范围内具有压花加工部10-1、10-2,并且在图5的B所示的电容器元件2的俯视图中作为加工区域36示出的范围内,具体来说在从电容器元件2的中心起沿直径方向的5~25〔%〕(大约5~30〔%〕)的范围内,具有压花加工部10-1、10-2。即使是具有这样的电容器元件2的电容器,也能够使产生的过电流流过压花加工部10-1、10-2,优先在电容器元件2的内侧产生短路,因此能够通过周围的阳极箔4、阴极箔6和分隔件8-1、8-2将因短路导致的冲击封闭在电容器元件2内。
实施例4
在实施例4的电容器的电容器元件2中,分隔件8-1、8-2使用麻类纤维无纺布,在与实施例3同样的位置处配置压花加工部10-1、10-2。通过这样的结构,也能够得到与实施例1至3同样的效果。
实施例5
<电容器的制造处理>
接着,示出了包含分隔件的加工处理在内的电容器的制造处理的实施例。
在该实施例所示的电容器元件2的制造处理中,预先对作为分隔件8-1使用的电解纸的规定的位置进行压花加工部10-1的加工处理。例如,将进行压花加工的工具压靠于作为分隔件使用的电解纸等的表面部分而进行该加工处理。压花加工后的分隔件例如在电容器元件2的制造之前以卷绕状态保管。
压花加工部10-1在分隔件的平面部分的内侧部16内以规定的宽度XH和长度形成。例如,在沿着阳极箔4或阴极箔6的箔长方向以规定的长度断续地形成压花加工部10-1的情况下,将断续形成的压花加工部10-1的一个长度设为在一个电容器元件2中使用的长度L2。将压花加工部10-1彼此之间的长度设为将中心侧的外侧部18的长度L1和终端部的外侧部18的长度L3加起来得到的长度。通过这种方式,能够使卷绕状态的分隔件连续地分配到卷绕位置,能够连续且高效地制造出电容器元件2。
在电容器元件2的卷绕处理中,对阳极箔4、压花加工后的分隔件8-1、阴极箔6和分隔件8-2以层叠状态进行卷绕。
另外,示出了分隔件8-2不具有压花加工部的情况,但并不仅限于此。也可以在分隔件8-2的平面部分上形成压花加工部10-2。
根据该结构,由于能够预先确认压花加工部10-1相对于分隔件8-1的形成位置,所以能够提高电容器元件2的品质精度。
实施例6
在该实施例中,与电容器元件2的卷绕处理同时地对分隔件8-1进行压花加工部10-1的形成处理。在电容器元件2的卷绕装置中,在分隔件8-1的配置路径上具有例如辊状的工具。该工具在执行电容器元件2的卷绕处理时在连续或任意的定时与分隔件8-1接触而形成压花加工部10-1。根据该工具的接触定时来决定压花加工部10-1的形成数量或形成长度。
并且,压花加工部10-1相对于分隔件8-1的表面的宽度由工具的宽度和相对于该分隔件8-1的表面的接触位置来决定。
根据该结构,由于能够同时进行卷绕处理和压花加工,所以能够防止作业步骤的增加,实现制造处理的迅速化。
实施例7
在该实施例中,示出了将多个分隔件组合而形成单个的分隔件的情况。由此能够在任意的位置配置压花加工部10-1。
在电容器元件2的制造处理中,首先,在分隔件8-1的规定的高度位置沿长度方向形成带状的压花加工部10-1。该分隔件8-1是本公开的第1分隔件的一例。该压花加工部10-1的加工处理与实施例5所示的方法同等进行即可。另外,在该实施例所示的电容器的制造方法中,由于在电容器元件2的卷绕处理中分隔件8的低绝缘部相对于阳极箔4和阴极箔6的平面的配置位置被设定,所以分隔件8-1也可以从电解纸的终端部侧形成压花加工部10-1的位置。
在电容器元件2的卷绕处理中,例如如图6所示,相对于电容器元件2的卷绕装置设置阳极箔4、不具有压花加工部的分隔件8-3、形成有压花加工部10-1的分隔件8-1、阴极箔6以及分隔件8-2。分隔件8-3的与阳极箔4或阴极箔6的箔面对置的表面是平面状或接近平面状的状态,是本公开的第1分隔件的一例。该分隔件8-3与分隔件8-1组合而形成单个的分隔件。
在卷绕处理装置中,优选分隔件8-1和分隔件8-3配置在相邻或接近的位置。并且,也可以在分隔件的配置路径上使分隔件8-1和8-3在连接位置处接近。
在电容器元件2的制造工序中,例如如图6的A所示,阳极箔4、分隔件8-3、阴极箔6和分隔件8-2与制造装置的卷绕部分连接。此时,通过未图示的切断构件或分隔件的支承构件使分隔件8-1的端部32停留在规定的配置路径上。
电容器元件2例如从开始卷绕起卷绕分隔件8-3直到达到规定的定时。在电容器元件2的卷绕处理中,例如如图6的B所示,当达到规定的定时时,切断分隔件8-3。然后使分隔件8-1的端部32与电容器元件2侧的被卷绕的分隔件8-3的端部33连接而连续配置。通过从此处开始卷绕分隔件8-1,在电容器元件2上形成作为低绝缘部的压花加工部10-1。在分隔件8-1与分隔件8-3的连接中例如使用粘接带等粘接材料。这里,连续是指不管分隔件8-1和分隔件8-2是重叠还是不重叠,只要不间断地连续配置即可。另外,当然以不会短路为条件。
并且,当分隔件8-1的连接完成时,再次开始电容器元件2的卷绕,执行卷绕处理直到设定的下一个定时。
当达到规定的定时时,将分隔件8-1切断。然后,使分隔件8-3的端部33与电容器元件2侧的被卷绕的分隔件8-1的端部32连接,如图6的C所示,再次开始卷绕处理。此时的连接如已述那样使用粘接带等。
在该电容器元件2的卷绕处理中,例如根据所设定的阳极箔4或阴极箔6的卷绕长度,当卷绕处理接近结束时开始卷绕不具有压花加工部的分隔件8-3。即,在分隔件的终端侧且电容器元件2的外周侧不配置压花加工部。并且,切换分隔件8-1、8-3的顺序并不限于上述说明的情况。为了在电容器元件2的卷芯侧形成压花加工部10-1,也可以先从分隔件8-1进行卷绕,接着切换为分隔件8-3。
这样,通过交替地组合两种分隔件8-1、8-3,如图7所示,能够形成在任意的位置配置了压花加工部10-1的电容器元件2。在分隔件8-1的端部32与分隔件8-3的端部33的连接中,例如通过使分隔件8-1的长度Lb比压花加工部10-1的配置长度La长而在分隔件之间设置重叠部40。该重叠部40是分隔件8-1与分隔件8-3的连接部分,是本公开的连接部的一例。该重叠部40的长度Lc可以任意设定,例如也可以根据电容器元件2的大小或加工时的张力的大小、或电容器的使用环境、容量、耐电压等进行设定。
在分隔件8-1与分隔件8-3的连接中,例如以覆盖重叠部40的方式粘贴粘接带等粘接材料即可。该粘接带例如使用聚苯硫醚(PPS)或聚丙烯(PP)等材质即可。并且,粘接材料也可以使用带以外的结构。在该情况下,只要考虑了对在电容器中使用的电解液等的影响来选择粘接材料的种类即可。
根据该结构,能够通过对既有的电容器元件的卷绕装置追加分隔件的配置线来实现,便利性较高。并且,由于能够任意地设定压花加工部10-1的形成长度,所以在制造装置中能够应对多种类的电容器的制造。并且,通过设置分隔件之间的重叠部40来确保连接强度,因此能够防止压花加工部以外的断裂等。
<过电压施加实验>
作为分隔件8-1、8-2,使用牛皮类纤维无纺布或麻类纤维无纺布来制作改变了压花加工位置的电容器,进行各电容器的过电压施加实验。在实验中使用已述的实施例1~4的电容器和以下所示的比较例1~3的电容器。
<比较例1>
在比较例1中,不在分隔件8-1、8-2的任意分隔件上进行压花加工而形成电容器。
<比较例2>
在比较例2的电容器的电容器元件102中,分隔件108-1、108-2使用牛皮类纤维无纺布。分隔件108-1、108-2在电容器元件102的高度方向上如图8的A所示在中央部的20〔%〕的范围内,且在图8的B所示的电容器元件102的俯视图中作为加工区域134示出的范围内,具体来说从电容器元件102的中心起沿直径方向的91~100〔%〕的范围内,具有压花加工部110-1、110-2。
<比较例3>
在比较例3的电容器的电容器元件102中,分隔件108-1、108-2使用牛皮类纤维无纺布。分隔件108-1、108-2在电容器元件102的高度方向上如图9的A所示在上部的10〔%〕的范围内,且在图9的B所示的电容器元件102的俯视图中作为加工区域136示出的范围内,具体来说从电容器元件102的中心起沿直径方向的5~25〔%〕的范围内的分隔件108-1、108-2上具有压花加工部110-1、110-2。
<比较例4>
在比较例4的电容器的电容器元件102中,分隔件108-1、108-2使用牛皮类纤维无纺布。分隔件108-1、108-2在电容器元件的高度方向的中央部的20〔%〕的范围内,且在从电容器元件102的中心起沿直径方向的0~4〔%〕的范围内具有压花加工部110-1、110-2。
<在实验中使用的电容器的样式>
在实验中,使用以下所示的样式的实施例1~4的电容器和比较例1~4的电容器。
额定电压:400〔V〕
静電容量:5600〔μF〕
尺寸:直径Φ…76.2〔mm〕、长度L…130〔mm〕
其他:在封口板上设置有压力阀。
<实验方法>
对各电容器施加780〔V〕的过电压,使阳极箔4与阴极箔6之间产生短路,对压力阀的动作以及壳体或封口板的至少任意的破损进行评价。
<实验结果>
在实施例1~4的电容器中,压力阀均进行了动作,但没确认到壳体或封口板的破损。并且,在所有的电容器元件2中,都在压花加工部10-1、10-2产生了短路。
在比较例1的电容器中,在进行了实验的5个电容器中的4个电容器上产生了壳体或封口板的破损。并且,短路的产生部位并不限定于特定范围,根据电容器元件102而不同。
在比较例2的电容器中,在电容器元件102的外周部产生了短路,但由于不存在电容器元件102的对因短路导致的冲击进行吸收的外侧部,所以冲击朝向壳体,在所有的电容器上,壳体或封口板的破损发生了破损。
在比较例3的电容器中,在电容器元件102的上端部产生了短路,但由于不存在电容器元件102的对因短路导致的冲击进行吸收的外侧部,所以冲击朝向壳体和封口板,在所有电容器上,壳体或封口板发生了破损。
在比较例4的电容器中,在电容器元件102的中心侧产生了短路。在电容器元件102的中心部具有通过拔出在电容器元件102的卷绕中使用的卷轴而形成的空间。由于在该空间的附近产生了短路,所以因短路导致的冲击通过电容器元件102中心部的空间朝向封口板和壳体的底面,电容器的壳体或封口板发生了破损。
评价结果如以下的表1所示。
【表1】
在已述的实施方式、实施例和比较例中,作为分隔件8-1、8-2,使用了牛皮类纤维无纺布或麻类纤维无纺布,但并不限于此,也可以是主要使用了马尼拉纸、纤维纸等天然纤维的无纺布,或主要使用了合成纤维的无纺布,并且还可以是使用了玻璃、合成高分子的纤维的无纺布。
〔其他实施方式〕
在分隔件8-1与分隔件8-3的连接中例如例示了使用粘接带等粘接材料的例子,但并不限于此。也可以通过超声波连接或冷压焊等不使用粘接带等粘接剂的方法来连续地配置分隔件8-1和分隔件8-2。
如以上所述的那样,对本发明的优选的实施方式等进行了说明,但本发明并不限定于上述记载,本领域技术人员当然能够根据权利要求书所记载的或在说明书中公开的发明的主旨来进行各种变形或变更,该变形或变更当然包含在本发明的范围内。
产业上的可利用性
根据本发明的电容器及其制造方法,在电容器元件的内侧具有使阳极箔与阴极箔之间的绝缘功能降低的低绝缘部,能够使流过阳极箔与阴极箔之间的过电流流过低绝缘部。与不具有该低绝缘部的电容器相比,能够在电积累较少的阶段在低绝缘部产生短路,因此能够使因过电流导致的冲击变小,而且低绝缘部周围的阳极箔、阴极箔和分隔件能够将因短路导致的冲击封闭在电容器元件内。由于能够减轻或避免壳体或封口部件的破损,所以能够提高电容器的可靠性。
标号说明
2:电容器元件;4:阳极箔;6:阴极箔;8-1、8-2:分隔件;10-1、10-2:压花加工部;12:阳极引线端子;14:阴极引线端子;16:内侧部;18:外侧部;20:凹部;22:凸部;30:工具;32、33:端部;40:重叠部。
Claims (6)
1.一种电容器,该电容器使用了将分隔件介于阳极箔与阴极箔之间并卷绕而成的电容器元件,其特征在于,
所述分隔件具有所述阳极箔与所述阴极箔之间的绝缘功能低的低绝缘部,
在所述电容器元件的高度方向的中央部的90%的范围且从所述电容器元件的中心起沿直径方向的5%~90%的范围内,具有所述低绝缘部。
2.根据权利要求1所述的电容器,其特征在于,
所述分隔件沿着箔长方向具有:
第1分隔件,其使所述阳极箔与所述阴极箔之间绝缘;以及
第2分隔件,其具有所述低绝缘部,
所述第1分隔件和所述第2分隔件沿着箔长方向连续地配置。
3.根据权利要求1或2所述的电容器,其特征在于,
借助于密度或基重低的所述分隔件使得所述低绝缘部的所述绝缘功能低。
4.根据权利要求1至3所述的电容器,其特征在于,
所述分隔件具有形成有压花加工部、开槽加工部或切除加工部的所述低绝缘部。
5.一种电容器的制造方法,其特征在于,该电容器的制造方法包含如下工序:
形成阳极箔的工序;
形成阴极箔的工序;
在分隔件上形成所述阳极箔与所述阴极箔之间的绝缘功能低的低绝缘部的工序;以及
以所述分隔件介于所述阳极箔与所述阴极箔之间的方式将所述阳极箔与所述阴极箔重叠,并通过卷绕来形成电容器元件的工序,
在所述电容器元件的高度方向的中央部的90%的范围且从所述电容器元件的中心起沿直径方向的5%~90%的范围内具有所述低绝缘部。
6.根据权利要求5所述的电容器的制造方法,其特征在于,
所述电容器的制造方法包含如下处理:
形成第1分隔件和第2分隔件,并且沿着箔长方向连续地配置所述第1分隔件和所述第2分隔件,其中,所述第1分隔件使所述阳极箔与所述阴极箔之间绝缘,所述第2分隔件具有所述阳极箔与所述阴极箔之间的绝缘功能低的低绝缘部。
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