CN108172423A - 高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法。所述高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法包括分散液处理、裁切、制做芯包、化成、干燥水、含浸、干燥分散液、组立、老化、捺印、加工、包装工序的工序。本发明提供的所述高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法解决了现有技术的卷绕式固态电解电容器的生产中含浸耗时长、耗能大且成本高的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于固态电解电容器制备技术领域，具体涉及一种高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法。
背景技术
卷绕式固态铝电解电容器（以下简称固态电容）与传统的液态铝电解电容器最大的差别在于采用了不同的阴极电解质，液态铝电容阴极电解质为电解液，而固态电容的阴极电解质则为导电性高分子材料。
导电高分子材料的导电能力通常要比电解液高2~3个数量级，且导电能力受温度影响小，热稳定性好。用导电高分子材料制作的固态电容从根本上具有寿命长、使用安全、ESR极低、高额定纹波电流、高频性能优异等特点。
现有固态电容导电高分子阴极电解质形成工艺主要分两种。
一种在化成好的电容器芯包内含浸导电高分子单体与氧化剂溶液再加热处理，使单体和氧化剂原位聚合。这种工艺使用的氧化剂一般为铁的有机酸盐的醇溶液，聚合后的导电高分子中存在的大量铁离子、亚铁离子以及有机酸，对阳极氧化铝薄膜有破坏作用。这种工艺制成的固态电容漏电较大，额定工作电压较低（≤35V）。
另一种为在专利CN201210264196.6中提出在化成好的电容器芯包内浸渍导电聚合物（包括聚吡咯类、聚噻吩类、聚苯胺类、聚亚苯基类、聚乙炔类等）水分散液，利用干燥法移除导电聚合物分散液溶剂后就会在氧化膜与阴极箔之间形成固态电解质。这种导电聚合物分散液杂质离子含量低，PH值可调至中性，对氧化膜无破坏作用，适用于高压（≥35V）固态电容。
制作额定电压大于35V的固态电容（以下简称高压固态电容）含浸工序使用的分散液普遍为PEDOT-PSS的水的分散液（以下简称分散液）。此种分散液粘度较大，不能自发浸入电容器芯包，制作时需用真空含浸的方法才能浸入芯包。
这种生产方式有以下缺点：
1、真空含浸耗时长（20min~60min）真空度要求高（气压在10kPa以下）耗能大，且低压环境下溶剂挥发量加大，多次含浸后液体浓度增大粘度提高，芯包浸药越来越困难，需要频繁更换新药，浪费大、成本高。
2、芯包必须完全浸入分散液液面以下，药液会附着在引线上，导致组立时密封不良，组立后引线上的残留药剂难清洗。
发明内容
为解决现有技术中卷绕式固态电解电容器的生产中含浸耗时长、耗能大且成本高的技术问题，本发明提供一种高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法。
所述高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）分散液处理：用均质机处理分散液；
（2）裁切：将阳极箔、阴极箔、电解纸依需求裁切成指定宽度；
（3）制做芯包：用自动钉卷机将阳极箔、阴极箔、电解纸、导针卷绕成芯包，并将芯包焊接在铁条上；
（4）化成：将芯包浸入电解液中通电修补氧化膜；
（5）干燥水：将化成后芯包放入高温烘箱干燥；
（6）含浸：将干燥后芯包放入由均质机处理过的分散液中含浸；
（7）干燥分散液：将含浸后的芯包放入烘箱烘烤得素子；
（8）组立：通过自动组立机，用橡胶塞、铝壳将制备好的素子密封；
（9）将组立好的产品进行老化、捺印、加工、包装工序，即得电压大于35V的高压卷绕式固态电解电容器；
在本发明提供的高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法的一种较佳实施例中，所述步骤（1）中，均质机的均质压力为500Bar~1500Bar。
在本发明提供的高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法的一种较佳实施例中，所述步骤（1）中的分散液为PEDOT-PSS的水溶液。
PEDOT:PSS是一种高分子聚合物的水溶液，导电率很高，根据不同的配方，可以得到导电率不同的水溶液。该产品是由PEDOT和PSS两种物质构成。PEDOT是EDOT（3，4-乙烯二氧噻吩单体）的聚合物，PSS 是聚苯乙烯磺酸盐。这两种物质在一起极大的提高了PEDOT的溶解性，水溶液导电物主要应用于有机发光二极管 OLED，有机太阳能电池，有机薄膜晶体管，超级电容器等的空穴传输层。
在本发明提供的高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法的一种较佳实施例中，所述步骤（5）中干燥温度为150℃~220℃，干燥时间为60min~120min。
在本发明提供的高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法的一种较佳实施例中，所述步骤（6）中，含浸时间为10min~15min。
在本发明提供的高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法的一种较佳实施例中，所述步骤（7）中，干燥温度为85℃~150℃，干燥时间为15min~60min。
相较于现有技术，本发明提供的所述高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法具有以下有益效果：
一、使用均质机处理PEDOT-PSS的水的分散液，使其粘度大大降低，能直接浸入电容器芯包。
二、缩短了含浸时间，简化了含浸制程，有利于实现自动化生产。
三、分散液在含浸过程中几乎无挥发，提高了分散液的利用率，产品一致性更好，有效降低成本。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
具体实施例一：
所述高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法，包括以下步骤：
（1）分散液处理：用均质机处理PEDOT-PSS的水分散液，均质压力为500Bar。
（2）裁切：将阳极箔、阴极箔、电解纸依需求裁切成指定宽度。
（3）制做芯包：用自动钉卷机将阳极箔、阴极箔、电解纸、导针卷绕成芯包，并将芯包焊接在铁条上。
（4）化成：将芯包浸入电解液中通电修补氧化膜。
（5）干燥水：将化成后芯包放入高温烘箱干燥干燥温度为150℃
℃，干燥时间为120min。
（6）含浸：将干燥后芯包放入由均质机处理过的分散液，含浸时间为15min。
（7）干燥分散液：将含浸后的芯包放入150℃烘箱烘烤60min得素子。
（8）组立：通过自动组立机，用橡胶塞、铝壳将制备好的素子密封。
（9）将组立好的产品进行老化、捺印、加工、包装工序，即得电压大于35V的高压卷绕式固态电解电容器。
具体实施例二：
所述高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法，包括以下步骤：
（1）分散液处理：用均质机处理PEDOT-PSS的水分散液，均质压力为1000Bar。
（2）裁切：将阳极箔、阴极箔、电解纸依需求裁切成指定宽度。
（3）制做芯包：用自动钉卷机将阳极箔、阴极箔、电解纸、导针卷绕成芯包，并将芯包焊接在铁条上。
（4）化成：将芯包浸入电解液中通电修补氧化膜。
（5）干燥水：将化成后芯包放入高温烘箱干燥干燥温度为200℃，干燥时间为100min。
（6）含浸：将干燥后芯包放入由均质机处理过的分散液，含浸时间为12min。
（7）干燥分散液：将含浸后的芯包放入100℃烘箱烘烤50min得素子。
（8）组立：通过自动组立机，用橡胶塞、铝壳将制备好的素子密封。
（9）将组立好的产品进行老化、捺印、加工、包装工序，即得电压大于35V的高压卷绕式固态电解电容器。
具体实施例三：
所述高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法，包括以下步骤：
（1）分散液处理：用均质机处理PEDOT-PSS的水分散液，均质压力为1500Bar。
（2）裁切：将阳极箔、阴极箔、电解纸依需求裁切成指定宽度。
（3）制做芯包：用自动钉卷机将阳极箔、阴极箔、电解纸、导针卷绕成芯包，并将芯包焊接在铁条上。
（4）化成：将芯包浸入电解液中通电修补氧化膜。
（5）干燥水：将化成后芯包放入高温烘箱干燥干燥温度为220℃，干燥时间为120min。
（6）含浸：将干燥后芯包放入由均质机处理过的分散液，含浸时间为15min。
（7）干燥分散液：将含浸后的芯包放入150℃烘箱烘烤60min得素子。
（8）组立：通过自动组立机，用橡胶塞、铝壳将制备好的素子密封。
（9）将组立好的产品进行老化、捺印、加工、包装工序，即得电压大于35V的高压卷绕式固态电解电容器。
具体实施时，在均质机的作用下，物料通过柱塞泵吸入并加压，在柱塞作用下进入压力大小可调节的阀组中，经过特定宽度的限流缝隙后，瞬间失压的物料以极高的流速（1000~1500米/秒）喷出，碰撞在阀组件之一的碰撞环上，产生空穴效应、撞击效应与剪切效应，由此引发的机械力及化学效应可诱导物料大分子的物理、化学及结构性质发生变化，最终达到均质的效果。用均质机处理过的PEDOT-PSS的水的分散液，其粘度会大大降低，液体能直接浸入电容器芯包。
含浸时间需根据芯包尺寸做调整，一般原则是尺寸越大含浸时间约长。干燥分散液的温度与时间需根据芯包尺寸做调整，一般原则是尺寸越大含浸时间约长。均质机处理过的分散液放置时间越长粘度越高，所以为保证良好的含浸效果，需在2小时以内使用完。
相较于现有技术，本发明提供的所述高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法具有以下有益效果：
一、使用均质机处理PEDOT-PSS的水的分散液，使其粘度大大降低，能直接浸入电容器芯包，所以不用将芯包必须完全浸入分散液液面以下。
二、缩短了含浸时间，简化了含浸制程，有利于实现自动化生产。
三、分散液在含浸过程中几乎无挥发，提高了分散液的利用率，产品一致性更好，有效降低成本。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）分散液处理：用均质机处理分散液；
（2）裁切：将阳极箔、阴极箔、电解纸依需求裁切成指定宽度；
（3）制做芯包：用自动钉卷机将阳极箔、阴极箔、电解纸、导针卷绕成芯包，并将芯包焊接在铁条上；
（4）化成：将芯包浸入电解液中通电修补氧化膜；
（5）干燥水：将化成后芯包放入高温烘箱干燥；
（6）含浸：将干燥后芯包放入由均质机处理过的分散液中含浸；
（7）干燥分散液：将含浸后的芯包放入烘箱干燥得素子；
（8）组立：通过自动组立机，用橡胶塞、铝壳将制备好的素子密封；
（9）将组立好的产品进行老化、捺印、加工、包装工序，即得高压卷绕式固态电解电容器；
根据权利要求1所述的高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法，其特征在于：所述步骤（1）中，均质机的均质压力为500Bar~1500Bar。
2.根据权利要求1所述的高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法，其特征在于：所述步骤（1）中的分散液为PEDOT-PSS的水溶液。
3.根据权利要求1所述的高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法，其特征在于：所述步骤（5）中干燥温度为150℃~220℃，干燥时间为60min~120min。
4.根据权利要求1所述的高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法，其特征在于：所述步骤（6）中，含浸时间为10min~15min。
5.根据权利要求1所述的高压卷绕式固态电解电容器含浸改良方法，其特征在于：所述步骤（7）中，干燥温度为85℃~150℃，干燥时间为15min~60min。
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