CN108305786A - 新型电解纸及其制造方法以及电解电容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型电解纸及其制造方法以及电解电容器及其制造方法。所述电解电容器包括芯包，所述芯包包括新型电解纸，所述新型电解纸具有蜂窝网络结构，所述蜂窝网络结构中填充有溶质，所述溶质可溶解于电解液中。与相关技术相比，本发明的新型电解纸及其制造方法以及电解电容器及其制造方法通过降低电解液粘度和超声波震动含浸来解决含浸效果不好的问题，同时通过将调节电解液粘度的微量溶质和添加剂吸附在电解纸上，在电容器产品完成组立后，在之后的高温老化和应用中，缓慢释放出吸附的溶质，提高电解液粘度，提高闪火电压和安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及电解电容器制备技术领域，具体的，涉及一种新型电解纸及其制造方法以及电解电容器及其制造方法。
背景技术
相关技术中的铝电解电容器由阳极铝箔、第一电解纸、阴极铝箔、第二电解纸等四层重叠卷绕而成芯包，其芯包含浸电解液后，经组立、套管、老炼、检测步骤后制备而成。
为了提高电容器容量，需要在有限空间卷入更多的铝箔，所以相关技术中的芯包的卷绕一般较为紧凑。由此会造成芯包在含浸电解液时，会比较难含浸完全。因此，为了使芯包更好的含浸电解液，电解液配制时一般会注意粘度调节，以避免粘度过高不利于含浸。但粘度越高的电解液又有利于提高电容器闪火电压和安全性能，所以一般在能解决含浸问题的情况下，尽量调高电解液粘度。
因此，有必要对高粘度电解液性能更优与高粘度电解液更难含浸的矛盾进行改进。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种新型电解纸及其制造方法以及电解电容器及其制造方法。
本发明的技术方案如下：
一种新型电解纸，具有蜂窝网络结构，所述蜂窝网络结构中填充有溶质，所述溶质可溶解于电解液中。
在本发明提供的新型电解纸的一较佳实施例中，所述溶质至少包括环氧树酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、纳米二氧化硅、过磷酸氢铵、对甲苯磺酸铵、丙烯酸及甲基丙烯酸酯中的任意一种。
在本发明提供的新型电解纸的一较佳实施例中，所述蜂窝网络结构中还填充有添加剂，所述添加剂可溶解于电解液中。
在本发明提供的新型电解纸的一较佳实施例中，所述添加剂为防水合剂。
本发明还提供一种新型电解纸的制造方法，所述新型电解纸的制造方法包括以下步骤：
将电解纸浸入溶液中1-60分钟，其中，所述电解纸具有蜂窝网络结构，所述溶液包括以质量比计的如下组分：50-95份的有机溶剂及5-50份的溶质；
取出晾干；
烘烤，以使得所述蜂窝网络结构中填充有所述溶质，所述溶质可溶解于电解液中。
在本发明提供的新型电解纸的制造方法的一较佳实施例中，所述溶质至少包括环氧树酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、纳米二氧化硅、过磷酸氢铵、对甲苯磺酸铵、丙烯酸及甲基丙烯酸酯中的任意一种，所述溶剂至少包括乙二醇、二甲基甲酰胺、γ-丁内酯、酒精、丙酮、丙烯酸乙酯、二甲亚砜、二氯甲烷、甲醇、1，4-二氧六环中的任意一种。
在本发明提供的新型电解纸的制造方法的一较佳实施例中，所述溶液还包括以质量比计的0.05-5份的添加剂，烘烤后，所述蜂窝网络结构中还填充有所述添加剂，所述添加剂可溶解于电解液中。
在本发明提供的新型电解纸的制造方法的一较佳实施例中，所述添加剂为防水合剂。
本发明还提供一种电解电容器，所述电解电容器包括芯包，所述芯包包括上述中任一项所述的新型电解纸。
本发明还提供一种电解电容器的制造方法，所述电解电容器的制造方法包括芯包含浸步骤，所述芯包包括如上述中任一项所述的新型电解纸，在所述芯包含浸步骤中，将所述芯包含浸入电解液时，所述电解液加热至40-80度，抽真空，同时使用超声波仪器使所述电解液产生微振动。
与相关技术相比，本发明提供的新型电解纸及其制造方法以及电解电容器及其制造方法至少具有如下有益效果：通过降低电解液粘度和超声波震动含浸来解决含浸效果不好的问题，同时通过将调节电解液粘度的微量溶质和添加剂吸附在电解纸上，在电容器产品完成组立后，在之后的高温老化和应用中，缓慢释放出吸附的溶质，提高电解液粘度，提高闪火电压和安全性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图，其中：
图1为本发明新型电解纸的制造方法的步骤流程图；
图2为本发明电解电容器的结构示意图；
图3为图2所示电解电容器中芯包的结构示意图；
图4为图2所示电解电容器制造方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种新型电解纸具有蜂窝网络结构，所述蜂窝网络结构中填充有溶质，所述溶质可溶解于电解液中，从而可以增加电解液的粘度及改善电解液各方面的性能，同时电容器性能也得到了改善，因为溶质在缓慢释放时，电容器组立已经完成，电解液开始在电容器里发挥作用。具体可以改善电容器的闪火电压、电导率、ESR、DF、防水合性能、产品寿命等。在本实施例中，所述电解液可以采用常用的电解液。
所述溶质至少包括环氧树酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、纳米二氧化硅、过磷酸氢铵、对甲苯磺酸铵、丙烯酸及甲基丙烯酸酯中的任意一种。所述新型电解纸可以根据吸附的溶质的不同，产生多种性能改善性质，从而所述新型电解纸可以分为多种型号，当电解电容器有不同的应用需求时，可以选用不同性质的所述新型电解纸来改善电解电容器的性能。例如，聚乙烯醇缓慢溶解后改善电解液粘度，闪火电压经测试可提高30V左右且电导率无明显下降，其在电解纸中含量在0.1%~2%（质量分数）之间；甲基丙烯酸酯含量在0.1%~0.5%（质量分数）之间，可提高阻燃性能。
在本实施例中，所述蜂窝网络结构中还填充有添加剂，所述添加剂可溶解于电解液中，从而可以增加电解液的粘度及改善电解液各方面的性能。
作为所述添加剂的一个实施例，所述添加剂为防水合剂。所述防水合剂可以采用含磷化合物，该含磷化合物为磷酸、次磷酸或其铵盐。例如，0.01%~1%（质量分数）过磷酸氢铵，可有效防止水合反应，提高电容器寿命105℃约500小时等等。
请参阅图1，为本发明新型电解纸的制造方法的步骤流程图。本发明还提供一种新型电解纸的制造方法，所述新型电解纸的制造方法包括以下步骤：
步骤S1、将电解纸浸入溶液中1-60分钟，其中，所述电解纸具有蜂窝网络结构，所述溶液包括以质量比计的如下组分：50-95份的有机溶剂及5-50份的溶质。其中，所述溶质至少包括环氧树酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、纳米二氧化硅、过磷酸氢铵、对甲苯磺酸铵、丙烯酸及甲基丙烯酸酯中的任意一种，所述溶剂至少包括乙二醇、二甲基甲酰胺、γ-丁内酯、酒精、丙酮、丙烯酸乙酯、二甲亚砜、二氯甲烷、甲醇、1，4-二氧六环中的任意一种。
步骤S2、取出晾干；
步骤S3、烘烤，以使得所述蜂窝网络结构中填充有所述溶质，所述溶质可溶解于电解液中，从而可以增加电解液的粘度及改善电解液各方面的性能。在本实施例中，晾干后的电解纸通过烘箱烘干制得所述新型电解纸。根据溶质成分和配比的不同，可以产生多种性能改善性质的所述新型电解纸，从而所述新型电解纸可以分为多种型号。
在本实施例中，所述溶液还包括以质量比计的0.05-5份的添加剂，烘烤后，所述蜂窝网络结构中还填充有所述添加剂，所述添加剂可溶解于电解液中，从而可以增加电解液的粘度及改善电解液各方面的性能。
在本实施例中，所述添加剂为防水合剂。所述防水合剂可以采用含磷化合物，该含磷化合物为磷酸、次磷酸或其铵盐。
请参阅图2和图3，其中，图2为本发明电解电容器的结构示意图，图3为图2所示电解电容器中芯包的结构示意图。本发明还提供一种电解电容器，所述电解电容器包括芯包1、铝壳2、胶塞3、负极导针4及正极导针5，所述芯包1包括阳极铝箔7、第一电解纸6、阴极铝箔8及第二电解纸9。其中，所述芯包1收容于所述铝壳2内，所述胶塞3密封所述铝壳2的端口，所述胶塞3上设有供所述负极导针4和所述正极导针5穿过的孔，所述负极导针4和所述正极导针5穿过所述胶塞3并分别与所述阴极铝箔8和所述阳极铝箔7铆接。
在本实施例中，所述芯包1由所述阳极铝箔7、所述第一电解纸6、所述阴极铝箔8及所述第二电解纸9等四层重叠卷绕而成，其中，所述第一电解纸6和所述第二电解纸9为所述新型电解纸，所述阴极铝箔8长度大于所述阳极铝箔7长度，且所述新型电解纸的长度比所述阳极铝箔7和所述阴极铝箔8重叠部分长度长。具体地。所述第一电解纸6介于所述阳极铝箔7和阴极铝箔8之间，所述第二电解纸9位于所述阳极铝箔7远离所述第一电解纸6的一侧，卷制所述芯包1时，以所述第二电解纸9为卷芯。卷制后可用万用表检测所述芯包1有无短路问题。
需要说明的是，本发明对所述阳极铝箔7和阴极铝箔8的种类和来源没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员熟知种类和来源的市售的所述阳极铝箔7和阴极铝箔8即可。同时，本发明对所述阳极铝箔7和阴极铝箔8的厚度没有任何的特殊要求，采用本领域所常用厚度的阳极铝箔和阴极铝箔的即可，具体的为市售的阳极铝箔和阴极铝箔的产品厚度。
请参阅图4，为图2所示电解电容器制造方法的步骤流程图。本发明还提供一种电解电容器的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：
步骤S11、 钉卷：将所述负极导针4和所述正极导针5分别与所述阴极铝箔8和所述阳极铝箔7铆接在一起，然后所述阴极铝箔8和所述阳极铝箔7与所述第一电解纸6和所述第二电解纸9层叠卷绕形成所述芯包1。具体地，可以通过铝电解电容器专用生产设备双纸槽钉卷机将所述阳极铝箔7、所述第一电解纸6、所述阴极铝箔8及所述第二电解纸9卷成所述芯包1。
需要说明的是，在本实施例中，本发明对所述双纸槽钉卷机卷绕芯包的具体实施方式没有任何的特殊要求，按照本领域技术人员所熟知的方法进行即可。
步骤S12、芯包含浸：将所述芯包1含浸入电解液时，所述电解液加热至40-80度，抽真空，同时使用超声波仪器使所述电解液产生微振动。加热和超声波是为了使所述芯包1有更好含浸效果，同时将使新型电解纸上的调节粘度的所述溶质和所述添加剂部分溶入所述芯包1中的电解液中，使所述芯包1在制作成所述电解电容器产品后，改善电解液电导、寿命、闪火等性能。此外，防水合剂可以保证所述电解电容器在高温下长时间使用时不会出现水合现象，同时也解决了高含水率电解液易腐蚀所述电解电容器引出线的问题。
步骤S13、组立：将含浸好的所述芯包1放入所述铝壳2内并用所述胶塞3封好。具体地，所述芯包1由全自动组立机套上所述胶塞3，且所述铝壳2与所述胶塞3通过滚边封口的形式密封以使得所述芯包1封装在所述铝壳2里。
步骤S14、 清洗：清洗所述铝壳2、所述负极导针4及所述正极导针5表面。本发明对清洗的具体实施方式没有任何特殊要求，采用本领域技术人员所常用的水洗方式进行即可。
步骤S15、老化：修复所述阴极铝箔8和所述阳极铝箔7缺陷部位。具体过程：以所述电解电容器的额定电压的60％的直流电压，温度125℃条件下老化20分钟，再逐步按额定电压20％增加，时间20分钟分段老化，最高电压不超过所述阳极铝箔7电压的80％。高温老化时部分溶解所述新型电解纸中的所述溶质和所述添加剂成份，可以提高电解液性能。
与相关技术相比，本发明提供的新型电解纸及其制造方法以及电解电容器及其制造方法至少具有如下有益效果：通过降低电解液粘度和超声波震动含浸来解决含浸效果不好的问题，同时通过将调节电解液粘度的微量溶质和添加剂吸附在电解纸上，在电容器产品完成组立后，在之后的高温老化和应用中，缓慢释放出吸附的溶质，提高电解液粘度，提高闪火电压和安全性能。
以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种新型电解纸，其特征在于，具有蜂窝网络结构，所述蜂窝网络结构中填充有溶质，所述溶质可溶解于电解液中。
2.根据权利要求1所述的新型电解纸，其特征在于，所述溶质至少包括环氧树酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、纳米二氧化硅、过磷酸氢铵、对甲苯磺酸铵、丙烯酸及甲基丙烯酸酯中的任意一种。
3.根据权利要求1或2所述的新型电解纸，其特征在于，所述蜂窝网络结构中还填充有添加剂，所述添加剂可溶解于电解液中。
4.根据权利要求3所述的新型电解纸，其特征在于，所述添加剂为防水合剂。
5.一种新型电解纸的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
将电解纸浸入溶液中1-60分钟，其中，所述电解纸具有蜂窝网络结构，所述溶液包括以质量比计的如下组分：50-95份的有机溶剂及5-50份的溶质；
取出晾干；
烘烤，以使得所述蜂窝网络结构中填充有所述溶质，所述溶质可溶解于电解液中。
6.根据权利要求5所述的新型电解纸的制造方法，其特征在于，所述溶质至少包括环氧树酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、纳米二氧化硅、过磷酸氢铵、对甲苯磺酸铵、丙烯酸及甲基丙烯酸酯中的任意一种，所述溶剂至少包括乙二醇、二甲基甲酰胺、γ-丁内酯、酒精、丙酮、丙烯酸乙酯、二甲亚砜、二氯甲烷、甲醇、1，4-二氧六环中的任意一种。
7.根据权利要求5或6所述的新型电解纸，其特征在于，所述溶液还包括以质量比计的0.05-5份的添加剂，烘烤后，所述蜂窝网络结构中还填充有所述添加剂，所述添加剂可溶解于电解液中。
8.根据权利要求7所述的新型电解纸，其特征在于，所述添加剂为防水合剂。
9.一种电解电容器，包括芯包，其特征在于，所述芯包包括如权利要求1-4中任一项所述的新型电解纸。
10.一种电解电容器的制造方法，包括芯包含浸步骤，其特征在于，所述芯包包括如权利要求1-4中任一项所述的新型电解纸，在所述芯包含浸步骤中，将所述芯包含浸入电解液时，所述电解液加热至40-80度，抽真空，同时使用超声波仪器使所述电解液产生微振动。
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