CN107790895A - 电极箔的切割装置及其切割方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电容器制造技术领域，具体涉及一种电极箔的切割方法，其包括：利用热源切割设备对压置在电极箔放置模具中的电极箔进行切割。本发明还涉及一种用于实施上述切割方法的切割装置，其包括用于压置固定电极箔的电极箔放置模具和用于对电极箔进行切割的热源切割设备。本发明还涉及用上述切割方法形成的电极箔材料制备得到的电极箔阳极以及具有该电极箔阳极的导电聚合物固体片式铝电解电容器。该切割工艺的生产成本低、切割效果好，切割方向、形状大小可随意控制，易推广应用，通过切割后的电极箔制备电极箔阳极，再进一步制备得到的导电聚合物固体片式铝电解电容器具有性能优越，具有容量较大、等效串联电阻极低、漏电流小等优点。

Description

电极箔的切割装置及其切割方法
技术领域
本发明涉及电容器制造技术领域，具体而言，涉及一种电极箔的切割装置及其切割方法以及电极箔阳极、导电聚合物固体片式铝电解电容器。
背景技术
导电聚合物固体片式铝电解电容器具有极低的等效串联电阻(ESR)、降低纹波电压能力强、允许通过更大纹波电流、理想的容量频率曲线、稳定的温度特性、很强的噪音吸收能力、明显的滤波效果、不燃烧不爆炸、安全性高、无污染，而且兼有小型化、片式化、轻量化、低剖面等优异特性。主要应用于主板(笔记本电脑、平板显示器、数字交换机)旁路电容、开关电源、DC/AC变换器、高频噪声抑制电路及便携式电子设备等方面。
铝箔切割工艺为导电聚合物固体片式铝电解电容器制造的第一个工序，国内外厂家均使用切刀切割或冲压方式切割铝箔，切刀切割铝箔容易有毛刺、裂纹，会导致产品漏电流增大；冲压方式切割虽然铝箔毛刺较小，但是模具容易损伤，增加了成本。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种电极箔的切割装置，其生产成本低、切割效果好，切割方向、形状、大小可随意控制，更容易实现推广应用。
本发明的第二个目的在于提供一种电极箔的切割方法，以实习对电极箔的有效快速切割，并且具有生产成本低、切割效果好，切割方向、形状、大小可随意控制的优点。
本发明的第三个目的在于提供一种电极箔阳极，其性能优越，能够使含有该电极箔阳极的导电聚合物固体片式铝电解电容器具有性能优越、容量较大、等效串联电阻极低、漏电流小等优点。
本发明的第四个目的在于提供一种导电聚合物固体片式铝电解电容器，其具有性能优越、容量较大、等效串联电阻极低、漏电流小等优点。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提供了一种电极箔的切割方法，其包括：利用热源切割设备对压置在电极箔放置模具中的电极箔进行切割。
本发明还涉及一种用于实施上述切割方法的切割装置，其包括用于压置固定电极箔的电极箔放置模具和用于对电极箔进行切割的热源切割设备。
本发明还涉及一种电极箔阳极，其由上述电极箔的切割方法进行切割后形成的电极箔材料制备而成。
本发明还涉及一种导电聚合物固体片式铝电解电容器，其具有上述电极箔阳极。
本发明的电极箔的切割方法，其整个生产工艺的生产成本低、切割效果好，切割方向、形状、大小可随意控制，更容易实现推广应用，通过切割后的电极箔制备电极箔阳极，再进一步制备得到的导电聚合物固体片式铝电解电容器具有性能优越，具有容量较大、等效串联电阻极低、漏电流小等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明实施方式中的电极箔放置模具的底座的主视图；
图2为本发明实施方式中的电极箔放置模具的底座的俯视图；
图3为本发明实施方式中的电极箔放置模具的底座的侧部剖视图；
图4为本发明实施方式中的电极箔放置模具的压块的主剖视图；
图5为本发明实施方式中的电极箔放置模具的压块的侧剖视图；
图6为本发明实施方式中的电极箔放置模具的压块的俯视图；
图7为本发明实施方式中的电极箔切割后的示意图。
图标：100-底座；101-承接面；110-第一凸块；120-第二凸块；130-第一通槽；140-承接边沿；200-压块；210-第二通槽；300-电极箔；310-电极箔支片。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施方式或实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施方式的电极箔的切割装置及其切割方法以及电极箔阳极、导电聚合物固体片式铝电解电容器进行具体说明。
本发明的一些实施方式提供的一种电极箔的切割方法，其包括：利用热源切割设备对压置在电极箔放置模具中的电极箔进行切割。
本发明的一些实施方式提供的一种电极箔的切割方法，其包括用电极箔放置模具对电极箔进行固定，再通过热源切割设备对固定在电极箔放置模具中的电极箔进行切割。
通过电极箔放置模具可以很好地对电极箔进行固定，便于热源切割设备对电极箔进行切割操作，电极箔在切割过程中不会移动，进而使得切断效果比较好，同时相对于现有的切刀切割或冲压切割，热源切割设备进行切割效果更好，不易产生毛刺和裂纹，生产成本较低，同时切割的方向、形状、大小便于控制。
根据一些实施方式，对电极箔进行切割的过程中采用抽风设备吸取切割时产生的箔灰，边进行切割时边抽吸箔灰使得产生的箔灰在切割过程中不会造成影响，进而达到更好的切割效果。根据一些实施方式，切割所述抽风设备的风速为1～15m/s，优选5～10m/s。上述范围的风速可以使得在抽吸的过程中的抽吸效果更好，同时又不会因为风速过大对热源切割设备的温度和切割效果造成影响。
通过热源切割设备对电极箔进行切割时，一次切割的效果不容易达到最好，根据一些实施方式，对电极箔待形成的切口进行切割1～25次，优选5～20次，更优选5～15次。通过对切口图案的多次切割可以使得形成的切口的效果更好，没有毛刺和裂纹的产生。
根据一些实施方式，进行切割的速度为100～2000mm/s，更优选400～1000mm/s，最优先500～800mm/s。通过上述切割速度的选择可以使得非常均匀地切割，不容易造成切割过快或切割过慢引起的切割效果不好的情况的发生。
热源切割设备的切割功率的选择会对切割的效果造成影响，根据一些实施方式，热源切割设备的切割功率为30％～100％，更优选50％～98％，最优选60％～88％。通过上述切割功率范围的选择，使得选择上述范围的切割功率时，能够使得热源切割设备产生的能量能够实现有效的切割，并且能够节约能源，使得成本较低。
根据一些实施方式，参见图7，电极箔300进行切割后在其本体上形成电极箔支片310，电极箔支片310的片数为1～40片，优选5～35片，更优选5～25片。电极箔300是一块整体，在其上切割形成电极箔支片310，得到具有电极箔支片310的电极箔。电极箔支片的形状可以是长方体的条状，当然也可以根据其他需要是梯形等其他形状。在将电极箔300通过热源切割设备进行切割之前，需要对成卷的电极箔300进行分切，使得分切后的电极箔300能够适应不同大小规格的电容器的制备，再用对应大小的电极箔放置模具进行固定后切割。根据一些实施方式，电极箔为化成铝箔。
本发明还涉及一种用于上述的电极箔的切割方法的切割装置，其包括用于压置固定电极箔300的电极箔放置模具和用于对电极箔300进行切割的热源切割设备。
根据一些实施方式，热源切割设备是指以热源来进行切割的机械设备，例如，热源切割设备为等离子切割机、火焰切割机或激光切割机。三种切割机均是通过热源使得电极箔的特定位置熔化形成切口，达到切割的目的。
根据一些实施方式，热源切割设备为数控切割设备，热源切割设备具有用于自动控制切割电极箔300形成所需图案的控制系统，从而可以通过控制系统来调节切割次数、切割速度以及功率等参数，达到对热源切割的精确控制，节约成本。控制系统可以是外接的计算机，也可以是集成的单片机或者PLC控制器等。
根据一些实施方式，控制系统可以包括绘图软件，可以通过绘图软件绘制需要切割加工成型后的电极箔的形状、大小，进而热源切割设备，可以通过其控制系统的数控操作，按照绘制的图案进行切割。
根据一些实施方式，控制系统包括检测切割部件与电极箔之间距离的距离检测模块以及根据距离控制热源强度的热源强度调节模块，距离检测模块通信连接于热源强度调节模块，热源强度调节模块连接于热源切割设备的热源部件。距离检测模块可以检测发出等离子、火焰或者激光等热源的切割部件到待切割的电极箔的表面的距离，该距离对于切割的效果有很大的影响，而其具有的热源强度调节模块可以根据该距离来调控热源的强度，进而能够达到最佳的切割效果，以及节约能源、降低成本。调节的过程是：距离检测模块实时检测切割部件与电极箔之间距离，然后将该距离反馈到热源强度调节模块，热源强度调节模块根据其内部设置的程序计算得到该距离对应的最佳热源强度，进而发出指令给热源切割设备的热源部件对其发热的功率进行调节。
根据一些实施方式，热源切割设备还包括用于吸取在对电极箔300进行切割的过程中产生的箔灰的抽风设备，热源切割设备进行切割作业时，抽风设备的抽风口正对电极箔300的切割面。通过设置的抽风设备可以实时地对切割过程中产生的箔灰进行吸取，从而避免了箔灰在切口处堆积进而影响切割效果。
根据一些实施方式，抽风设备为抽风机。抽风机简单易操作，将风口对准切割处可以很好地对箔灰进行吸取。
根据一些实施方式，参见图1-图6，电极箔放置模具包括底座100和压块200，底座100包括用于承接电极箔300的承接面101，压块200可选择性压放于底座100的承接面101上。
根据一些实施方式，具体参见图1、图2以及图3，底座100包括从承接面101延伸出来的第一凸块110和第二凸块120，底座的整体形状为长方体形，以便于很好地加工和固定于地面，第一凸块110和第二凸块120均为长方体形，且第一凸块110和第二凸块120相对设置，分别位于底座顶部的两侧的边缘。第一凸块110和第二凸块120之间形成用于放置电极箔300的放置区域，放置区域内设置有贯穿底座100的第一通槽130，第一通槽为贯通底座上下两端的长方体通槽结构，第一通槽130位于承接面101的一侧具有两个相对的边缘，承接面101上从两个边缘分别延伸至第一凸块110的底部以及第二凸块120的底部形成两个承接边沿140。
进一步，参见图4、图5以及图6，压块200的设置有贯通压块200的第二通槽210，压块的形状也为长方体形，第二通槽210的形状大小与第一通槽130的形状大小相匹配，压块200的压面的形状大小与放置区域的形状大小相匹配，即将压块压在第一凸块110和第二凸块120之间时，压块的两侧刚好与第一凸块110和第二凸块120的相对两侧接触，且第一通槽130和第二通槽210刚好重合，形成一个更深的通槽。将需要切割的电极箔300放置在第一凸块110和第二凸块120之间的承接面101上后再通过压块将电极箔300压住，第一凸块110和第二凸块120对压块的位置进行限定，使得固定更加牢固，通过热源切割设备在压块200的第二通槽210内即可以很好地对固定的电极箔300进行切割操作。
本发明的一些实施方式涉及一种电极箔的切割方法，其包括：
(1)将需要切割的电极箔300分切成制备电容器需要的尺寸。
(2)绘制与电极箔放置模具尺寸相对应的电极箔切割模型，设置电极箔300需要切割形成的电极箔支片310的片数。
(3)将电极箔放置模具的底座100上固定在桌面，将分切好的电极箔300放置在底座100上，使用压块200压平整。
(4)设置抽风机风速。
(5)设置热源切割设备的切割功率、切割速度以及切割次数。
(6)开始切割，并小心取出切割好的铝箔。
本发明的一些实施方式还涉及一种电极箔阳极，其由上述的电极箔的切割方法进行切割后形成的电极箔材料制备而成。
本发明的一些实施方式还涉及一种导电聚合物固体片式铝电解电容器，其具有上述的电极箔阳极。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例中选择牌号为100LY21B-14VF，比容为151μF/cm2铝箔进行切割。
(1)将需切割的铝箔分切为宽度19mm、长度50mm的形状。
(2)绘制与铝箔放置模具尺寸向对应的铝箔切割模型，铝箔需要切割形成的铝箔支片的片数为5片。
(3)将电极箔放置模具的底座100上固定在桌面，将分切好的铝箔放置在底座100上，使用压块200压平整。
(4)设置抽风机风速为9m/S。
(5)设置热源切割设备切割功率为65％，切割速度为450mm/S，切割次数为15次。
(6)开始切割，并小心取出切割好的铝箔。
(7)完成后续工序，制备导电聚合物固体片式铝电解电容器。
实施例2
本实施例中选择牌号为100LY21B-23VF，比容为94μF/cm2铝箔进行切割。
(1)将需切割的铝箔分切为宽度26mm、长度210mm的形状。
(2)绘制与铝箔放置模具尺寸向对应的铝箔切割模型，铝箔需要切割形成的铝箔支片的片数为20片。
(3)将电极箔放置模具的底座100上固定在桌面，将分切好的铝箔放置在底座100上，使用压块200压平整。
(4)设置抽风机风速为8m/S。
(5)设置热源切割设备切割功率为70％，切割速度为600mm/S，切割次数为13次。
(6)开始切割，并小心取出切割好的铝箔。
(7)完成后续工序，制备导电聚合物固体片式铝电解电容器。
实施例3
本实施例中选择牌号为Y95LM04-43VF，比容为34.6μF/cm2铝箔进行切割。
(1)将需切割的铝箔分切为宽度29mm、长度320mm的形状。
(2)绘制与铝箔放置模具尺寸向对应的铝箔切割模型，铝箔需要切割形成的铝箔支片的片数为30片。
(3)将电极箔放置模具的底座100上固定在桌面，将分切好的铝箔放置在底座100上，使用压块200压平整。
(4)设置抽风机风速为10m/S。
(5)设置热源切割设备切割功率为80％，切割速度为500mm/S，切割次数为4次。
(6)开始切割，并小心取出切割好的铝箔。
(7)完成后续工序，制备导电聚合物固体片式铝电解电容器。
试验例
将实施例1、实施例2以及实施3中的方法制备得到的电容器，每个实施例取5个电容器，通过常规的电容器测试方法，测出电容器容量、电容器损耗角正切值、等效串联电阻以及漏电流，检测结果如表1所示。
表1
从表1中可以看出，以三种不同牌号和规格的铝箔进行切割后再进一步生产出来的导电聚合物固体片式铝电解电容器的容量较好，损耗角正切值、等效串联电阻以及漏电流较小，且通过相同工艺方法制备得到的导电聚合物固体片式铝电解电容器的性能比较稳定。
以16V4.7μF为例，分别用切刀切割和热源切割方式自制的多批次产品统计整体合格率，数据对比如下表2所示。
表2
由表2可以看出，热源切割形成的电极箔形成的电容器的合格率明显优于切刀切割。
综上所述，本发明实施方式中的电极箔的切割方法，其整个生产工艺的生产成本低、切割效果好，切割方向、形状、大小可随意控制，更容易实现推广应用，通过切割后的电极箔制备电极箔阳极，再进一步制备得到的导电聚合物固体片式铝电解电容器具有性能优越，具有容量较大、等效串联电阻极低、漏电流小等优点。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

Claims (10)

1.一种电极箔的切割方法，其特征在于，其包括：利用热源切割设备对压置在电极箔放置模具中的电极箔进行切割。
2.根据权利要求1所述的电极箔的切割方法，其特征在于，对所述电极箔进行切割的过程中采用抽风设备吸取切割时产生的箔灰；
优选地，所述抽风设备的风速为1～15m/s。
3.根据权利要求1所述的电极箔的切割方法，其特征在于，对所述电极箔待形成的切口进行切割1～25次，优选5～20次，更优选5～15次；
优选地，进行切割的速度为100～2000mm/s，更优选400～1000mm/s，最优先500～800mm/s；
优选地，所述热源切割设备的切割功率为30％～100％，更优选50％～98％，最优选60％～88％。
4.根据权利要求1所述的电极箔的切割方法，其特征在于，所述电极箔进行切割后在其本体上形成电极箔支片，所述电极箔支片的片数为1～40片，优选5～35片，更优选5～25片；
优选地，所述电极箔为化成铝箔。
5.一种用于实施如权利要求1～4任意一项所述的切割方法的电极箔的切割装置，其特征在于，其包括用于压置固定所述电极箔的所述电极箔放置模具和用于对所述电极箔进行切割的热源切割设备。
6.根据权利要求5所述的电极箔的切割装置，其特征在于，所述热源切割设备为等离子切割机、火焰切割机或激光切割机；
优选地，所述热源切割设备为数控切割设备，所述热源切割设备具有用于自动控制切割所述电极箔形成所需图案的控制系统，更优选地，所述控制系统包括检测切割部件与所述电极箔之间距离的距离检测模块以及根据所述距离控制热源强度的热源强度调节模块，所述距离检测模块通信连接于所述热源强度调节模块，所述热源强度调节模块连接于所述热源切割设备的热源部件。
7.根据权利要求5所述的电极箔的切割装置，其特征在于，还包括用于吸取在对所述电极箔进行切割的过程中产生的箔灰的抽风设备，所述热源切割设备进行切割作业时，所述抽风设备的抽风口正对所述电极箔的切割面；
优选地，所述抽风设备为抽风机。
8.根据权利要求5～7任意一项所述的电极箔的切割装置，其特征在于，所述电极箔放置模具包括底座和压块，所述底座包括用于承接所述电极箔的承接面，所述压块可选择性压放于所述底座的所述承接面上；
优选地，所述底座包括从所述承接面延伸出来的第一凸块和第二凸块，所述第一凸块和所述第二凸块相对设置，所述第一凸块和所述第二凸块之间形成用于放置所述电极箔的放置区域，所述放置区域内设置有贯穿所述底座的第一通槽，所述第一通槽位于所述承接面的一侧具有两个相对的边缘，所述承接面上从两个所述边缘分别延伸至所述第一凸块的底部以及所述第二凸块的底部形成两个承接边沿；所述压块的设置有贯通所述压块的第二通槽，所述第二通槽的形状大小与所述第一通槽的形状大小相匹配，所述压块的压面的形状大小与所述放置区域的形状大小相匹配。
9.一种电极箔阳极，其特征在于，由权利要求1～4任意一项所述的电极箔的切割方法进行切割后形成的电极箔材料制备而成。
10.一种导电聚合物固体片式铝电解电容器，其特征在于，其具有如权利要求9所述的电极箔阳极。
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