CN108074748B - 一种车载电子专用固态电容器制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载电子专用固态电容器制造方法,包括下列步骤:1)在阳极箔和阴极箔中间隔以电解纸卷绕成素子;2)将素子浸入化成液中进行化成修复处理10~60分钟,所述化成液为磷酸水溶液;3)将化成修复处理后的素子进行干馏处理;4)将素子浸渍于含浸液中进行含浸处理;5)在含浸处理结束后,将素子进行加热干燥处理;6)在加热干燥处理结束后,将素子含浸电解液;7)将素子组装胶盖后装入铝壳,并进行束腰封口,再进行老化处理,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应用于车载电子中,抗振动性能较好,在汽车运行的振动后,容量、损耗、漏电流、串联等效电阻的一致非常好。
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电子专用固态电容器制造方法。
背景技术
我国现已成为世界上第一汽车产销大国,2013年汽车电子产业规模达到3000亿元。2015年我国汽车电子市场规模达到了4000亿元。从2007-2015年,8年间其复合增长率达到17%。目前从总体来看,汽车上的电子系统成本占汽车整车成本的25%-30%,预计2016年,车载电子部件将占整车成本的40%。目前从细分市场来看,紧凑车型中汽车电子占比约为15%,高级轿车汽车电子占比约为28%,新能源车汽车电子占比为47%。系统化、一体化集成和智能化是汽车电子技术发展的必然方向。目前从总体来看,汽车上的电子系统成本占汽车整车成本的25%-30%,车载电子部件将占整车成本的40%。由于车载电子特殊的使用环境,其中的发动机点火装置,安全气囊控制装置等对电容的抗振动性要求较高。
目前固态电容器应用于车载电子中,因汽车运行的震动,存在容量变化,阻抗、漏电流增大现象,无法满足应用需求。故需要开发一种适用于车载电子专用的固态电容器。
发明内容
为了弥补已有技术的缺陷,本发明提供
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现:
一种车载电子专用固态电容器制造方法,包括下列步骤:
1)在由阀金属制成,且表面有氧化膜的阳极箔和阴极箔中间隔以电解纸卷绕成素子;
2)将素子浸入化成液中进行化成修复处理10~60分钟,所述化成液为磷酸水溶液;
3)将化成修复处理后的素子进行干馏处理;
4)将素子浸渍于含浸液中进行含浸处理;
5)在含浸处理结束后,将素子进行加热干燥处理;
6)在加热干燥处理结束后,将素子含浸电解液;
7)将素子组装胶盖后装入铝壳,并进行束腰封口,再进行老化处理,制成成品。
进一步地,所述磷酸水溶液的质量浓度是0.03-0.26%。
进一步地,步骤3)中,所述干馏处理的温度为105℃~300℃,时间为30~120分钟。
进一步地,步骤4)中,所述含浸处理的时间为15~120分钟,含浸处理采用压力含浸,含浸液是聚苯胺和/或聚苯胺衍生物的水分散液。
进一步地,所述含浸液是聚苯胺和聚苯胺衍生物的水分散液,其中聚苯胺和聚苯胺衍生物的质量比为5:1。
进一步地,步骤5)中,所述加热干燥处理具体为:第一步为干燥温度60~85℃,干燥时间10~60分钟;第二步为干燥温度105~150℃,干燥时间10~90分钟。
进一步地,步骤6)中,将素子含浸电解液5~240分钟。
进一步地,步骤6)中,将素子含浸电解液,电解液的组分为磷酸氢二铵、乙二酸铵、对硝基苯甲酸、γ-丁内酯的复配物。
进一步地,所述电解液中各组分的质量百分比为:磷酸氢二铵0.3%~1.2%、乙二酸铵12%~26%、对硝基苯甲酸1.8%~3.5%、γ-丁内酯69.3%~85.9%。
电解液作为固态电容器的核心组分,电容器的使用寿命、可靠性以及相应的电气化参数都和电解液息息相关,其性能的优劣直接影响到电容器产品品质的高低。然而现有的固态电容器的抗振动性较差,目前市场上的固态电容器应用于车载电子中,因汽车运行的振动,存在容量变化,阻抗、漏电流增大现象,无法满足应用需求。现有的电解液通常由溶质、溶剂和添加剂组成,能用于电解液的组分众多,本发明人对电解液的组成和配比进行改进,经过发明人多次的试验研究,发明人出乎意料地发现,采用本发明特定的电解液,即以磷酸氢二铵、乙二酸铵、对硝基苯甲酸、γ-丁内酯作为组分,可以显著增强固态电容器的抗振动性。
进一步地,所述步骤4至步骤5循环1-5次。
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应用于车载电子中,抗振动性能较好,在汽车运行的振动后,容量、损耗、漏电流、串联等效电阻的一致非常好。
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
一种车载电子专用固态电容器制造方法,步骤如下:
1)在由阀金属(铝)制成,且表面有氧化膜的阳极箔和阴极箔中间隔以电解纸卷绕成素子;
2)将素子浸入化成液中进行化成修复处理35分钟,所述化成液是质量浓度为0.15%的磷酸水溶液;所述化成修复处理仅进行一次;
3)将化成修复处理后的素子进行干馏处理,所述干馏处理的温度为200℃,时间为30~120分钟;
4)将素子浸渍于含浸液中进行含浸处理;所述含浸处理的时间为80分钟,含浸处理采用压力含浸,所述含浸液是聚苯胺和聚苯胺衍生物的水分散液,其中聚苯胺和聚苯胺衍生物的质量比为5:1;
5)在含浸处理结束后,将素子进行加热干燥处理;所述加热干燥处理具体为:第一步为干燥温度70℃,干燥时间10~60分钟;第二步为干燥温度125℃,干燥时间10~90分钟;
所述步骤4至步骤5循环3次;
6)在加热干燥处理结束后,将素子含浸电解液5~240分钟;
电解液的组分为磷酸氢二铵、乙二酸铵、对硝基苯甲酸、γ-丁内酯的复配物,所述电解液中各组分的质量百分比为:磷酸氢二铵0.8%、乙二酸铵20%、对硝基苯甲酸2.5%、γ-丁内酯76.7%。
7)将素子组装胶盖后装入铝壳,并进行束腰封口,与外界环境隔绝,防止产品吸湿或受污染后性能变坏;再进行老化处理,制成成品。
实施例2
一种车载电子专用固态电容器制造方法,步骤如下:
1)在由阀金属(钽)制成,且表面有氧化膜的阳极箔和阴极箔中间隔以电解纸卷绕成素子;
2)将素子浸入化成液中进行化成修复处理10~60分钟,所述化成液是质量浓度为0.03%的磷酸水溶液;所述化成修复处理仅进行一次;
3)将化成修复处理后的素子进行干馏处理,所述干馏处理的温度为105℃,时间为30~120分钟;
4)将素子浸渍于含浸液中进行含浸处理;所述含浸处理的时间为15分钟,含浸处理采用压力含浸,含浸液是含有聚苯胺的水分散液;
5)在含浸处理结束后,将素子进行加热干燥处理;所述加热干燥处理具体为:第一步为干燥温度60℃,干燥时间10~60分钟;第二步为干燥温度105℃,干燥时间10~90分钟;
所述步骤4至步骤5循环1次;
6)在加热干燥处理结束后,将素子含浸电解液5~240分钟;
电解液的组分为磷酸氢二铵、乙二酸铵、对硝基苯甲酸、γ-丁内酯的复配物;所述电解液中各组分的质量百分比为:磷酸氢二铵0.3%、乙二酸铵12%、对硝基苯甲酸1.8%、γ-丁内酯85.9%。
7)将素子组装胶盖后装入铝壳,并进行束腰封口,与外界环境隔绝,防止产品吸湿或受污染后性能变坏;再进行老化处理,制成成品。
实施例3
一种车载电子专用固态电容器制造方法,步骤如下:
1)在由阀金属(铌)制成,且表面有氧化膜的阳极箔和阴极箔中间隔以电解纸卷绕成素子;
2)将素子浸入化成液中进行化成修复处理10~60分钟,所述化成液是质量浓度为0.26%的磷酸水溶液;
3)将化成修复处理后的素子进行干馏处理,所述干馏处理的温度为300℃,时间为30~120分钟;
4)将素子浸渍于含浸液中进行含浸处理;所述含浸处理的时间为120分钟,含浸处理采用压力含浸,含浸液是含有聚苯胺衍生物的水分散液;
5)在含浸处理结束后,将素子进行加热干燥处理;所述加热干燥处理具体为:第一步为干燥温度85℃,干燥时间10~60分钟;第二步为干燥温度150℃,干燥时间10~90分钟;
所述步骤4至步骤5循环5次;
6)在加热干燥处理结束后,将素子含浸电解液5~240分钟;
电解液的组分为磷酸氢二铵、乙二酸铵、对硝基苯甲酸、γ-丁内酯的复配物;所述电解液中各组分的质量百分比为:磷酸氢二铵1.2%、乙二酸铵26%、对硝基苯甲酸3.5%、γ-丁内酯69.3%。
7)将素子组装胶盖后装入铝壳,并进行束腰封口,与外界环境隔绝,防止产品吸湿或受污染后性能变坏;再进行老化处理,制成成品。
比较例1
基于实施例1,不同之处仅在于,所述化成液为己二酸铵系化成液。
比较例2
基于实施例1,不同之处仅在于,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。
比较例3
基于实施例1,不同之处仅在于,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%。
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,以及电容器在经过振动试验(将固态电容器直接插入安装,频率10-55Hz,振幅0.75mm,总持续时间3×2H)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。
可见当化成液未改进、含浸液未进行改进、电解液未进行改进,均导致所得固态电容器在振动试验后的容量、损耗、漏电流、串联等效电阻的大幅度变化,证明了只有同时采用这些处理和/或工艺参数,才能取得最好的技术效果。
可以理解,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。本发明通过(1)合理选用磷酸水溶液作为化成液,(2)合理采用含有聚苯胺和/或聚苯胺衍生物的水分散液作为含浸液,以及(3)以磷酸氢二铵、乙二酸铵、对硝基苯甲酸、γ-丁内酯的复配物作为电解液,并合理控制各工作参数,可以显著增强固态电容器的抗振动性能,使得该固态电容器应用于车载电子后,在汽车运行的振动后,容量、损耗、漏电流、串联等效电阻的一致非常好。本发明产生的上述效果是相互协同所得到的,是不可分割的。
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 (5)
1.一种车载电子专用固态电容器制造方法,其特征在于,包括下列步骤:
1)在由阀金属制成,且表面有氧化膜的阳极箔和阴极箔中间隔以电解纸卷绕成素子;
2)将素子浸入化成液中进行化成修复处理10~60分钟,所述化成液为磷酸水溶液;所述磷酸水溶液的质量浓度是0.03-0.26%;
3)将化成修复处理后的素子进行干馏处理;
4)将素子浸渍于含浸液中进行含浸处理;所述含浸处理的时间为15~120分钟,含浸处理采用压力含浸,含浸液是聚苯胺和聚苯胺衍生物的水分散液,其中聚苯胺和聚苯胺衍生物的质量比为5:1;
5)在含浸处理结束后,将素子进行加热干燥处理;
6)在加热干燥处理结束后,将素子含浸电解液; 电解液的组分为磷酸氢二铵、乙二酸铵、对硝基苯甲酸、γ-丁内酯的复配物;所述电解液中各组分的质量百分比为:磷酸氢二铵0.3%~1.2%、乙二酸铵12%~26%、对硝基苯甲酸1.8%~3.5%、γ-丁内酯69.3%~85.9%;
7)将素子组装胶盖后装入铝壳,并进行束腰封口,再进行老化处理,制成成品。
2.如权利要求1所述的车载电子专用固态电容器制造方法,其特征在于,步骤3)中,所述干馏处理的温度为105℃~300℃,时间为30~120分钟。
3.如权利要求1所述的车载电子专用固态电容器制造方法,其特征在于,步骤5)中,所述加热干燥处理具体为:第一步为干燥温度60~85℃,干燥时间10~60分钟;第二步为干燥温度105~150℃,干燥时间10~90分钟。
4.如权利要求1所述的车载电子专用固态电容器制造方法,其特征在于,步骤6)中,将素子含浸电解液5~240分钟。
5.如权利要求1所述的车载电子专用固态电容器制造方法,其特征在于,所述步骤4至步骤5循环1-5次。
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