CN108987114A - 一种抗击穿电容器及其制备方法 - Google Patents

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CN108987114A CN201810699050.1A CN201810699050A CN108987114A CN 108987114 A CN108987114 A CN 108987114A CN 201810699050 A CN201810699050 A CN 201810699050A CN 108987114 A CN108987114 A CN 108987114A
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徐永华
丁继华
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Abstract

本发明涉及电容器技术领域，公开了一种抗击穿电容器，包括芯包、铝壳和密封盖，芯包设置在铝壳内，密封盖用于密封铝壳，芯包包括衬纸以及依次层叠设置并卷绕成芯包的第一隔离纸、第一电极箔、第一导针、第二隔离纸、第二电极箔和第二导针，导针与电极箔刺铆连接；衬纸设置在第一隔离纸与第一电极箔之间和/或设置在第二隔离纸与第二电极箔之间，所述衬纸靠近导针针尖的一边的边缘与隔离纸靠近导针针尖的一边的边缘齐平。本发明解决了现有技术中的电容器老化击穿率高以及打火不良。

Description

一种抗击穿电容器及其制备方法
技术领域
本发明涉及电容器技术领域，具体涉及一种抗击穿电容器及其制备方法。
背景技术
电容器是由正极铝箔、负极铝箔、电解纸、导针为组合以卷绕的方式绕成一个圆形状的，然后注入电解液加装胶盖铝壳后经过机械封装后再进行老化而形成。电容器是各种电子产品中不可替代的基础元件，广泛应用在包括电源器、主机板、音响及不断电系统等电子设备。近年电子元器件集成化与高速处理化技术的迅猛发展，全球市场对电容产品性能提出更高要求。小体积、长寿命、耐高温、耐高频纹波电流、低阻抗是铝电解电容器的发展趋势。
目前电容器一般的钉接制造工艺，使用的正常使用的电解纸以防止正负铝箔接触短路，同时防止击穿爆炸的现象，但是，因导针与铝箔接触的位置会凸起，该凸起部位和因铆钉刺铆连接而出现的毛刺会将电解纸刺伤，从而使电容器在老化时很容易出现击穿及爆炸等情况，导致不良率偏高，尤其对终端客户容易产生品质隐患，不利于其安全高效和稳定的进行使用。并且，因为箔片长度较长，卷绕过程中引线的位置容易造成偏移，造成产品老化过程击穿率上升，引线处箔片打火不良现象，造成产品重复老化，浪费能源，影响交期，产品存在质量隐患，从而使电容器在老化时出现击穿及爆炸不良率偏高，造成在终端客户的品质隐患。
因此，鉴于上述技术问题，有必要提供一种抗击穿的电解电容器。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有技术中的电容器老化击穿率高以及打火不良。
为解决上述技术问题，本发明公开了一种抗击穿电容器，所述电容器包括芯包、铝壳和密封盖，所述芯包设置在所述铝壳内，所述密封盖用于密封所述铝壳，所述芯包包括衬纸以及依次层叠设置并卷绕成该电容器的第一隔离纸、第一电极箔、第一导针、第二隔离纸、第二电极箔和第二导针，
所述导针与所述电极箔刺铆连接；
所述衬纸设置在所述第一隔离纸和第一电极箔之间和/或设置在所述第二隔离纸和第二电极箔之间，所述衬纸靠近所述导针针尖的一边的边缘与所述隔离纸靠近所述导针针尖的一边的边缘齐平，
所述衬纸覆盖导针与电极箔的接触面。
作为优选的，所述第一隔离纸和第二隔离纸的厚度相同或不同。
进一步的，所述导针包括依次连接的铝舌、连接部和导针针体，所述铝舌与连接部之间设置有加强筋，所述导针针尖设置在所述导针针体远离所述铝舌的一端，所述衬纸与所述隔离纸齐平的一边边缘靠近所述加强筋中部设置。
作为优选的，所述衬纸为高密度耐击穿的电解纸。
作为优选的，所述衬纸的密度为0.70g/cm3～0.85g/cm3，所述衬纸的抗击穿电压大于750V。
进一步的，所述芯包的外围卷绕有包覆层。
作为优选的，所述包覆层为胶带，所述胶带的外围多出所述第一隔离纸或第二隔离纸外围至少30mm。
进一步的，本申请中还提供了一种电容器的制备方法，所述方法包括：
制备芯包；
在所述芯包的外围卷绕包覆层；
检测所述芯包是否跑偏。
进一步的，制备芯包的方法包括：
剪裁第一电极箔和第二电极箔；
将所述第一隔离纸、第一电极箔、第一导针、第二隔离纸、第二电极箔以及第二导针依次层叠；
在所述第一隔离纸与第一电极箔和/或第二隔离纸与第二电极箔之间设置衬纸；
调整所述衬纸，所述衬纸靠近所述导针针尖的一边的边缘与所述第一隔离纸靠近所述导针针尖的一边的边缘齐平，
或，使得所述衬纸靠近所述导针针尖的一边的边缘与所述第一隔离纸靠近所述导针针尖的一边的边缘齐平；
卷绕形成芯包；
进一步的，检测所述电容器是否跑偏的方法包括：
将芯包放置在无离子水中浸泡预设时间，首次检验芯包是否跑偏，若否，则初步判断芯包合格，否则，芯包不合格；
对于初步判断合格的芯包进行试运行；
对试运行后的芯包进行X光透视观察，二次检验芯包是否跑偏。
采用上述技术方案，本发明所述的抗击穿电容器及其制备方法具有如下有益效果：
1)本发明中，衬纸靠近导针针尖的一边的边缘与隔离纸靠近导针针尖的一边的边缘齐平，使得衬纸能够覆盖导针与电极箔的接触面，减少刺铆损坏电解纸，同时齐平位置靠近加强筋中部位置，减少因导针加强筋在装配时因外力作用损坏电解纸，从而降低爆炸、击穿以及打火不良率；
2)本发明中通过增加高密度耐击穿的衬纸并使得衬纸与第一隔离纸或第二隔离纸中的低厚度的隔离纸粘合在一起使用，提高了电容器的抗击穿力以及耐高压程度，并且，避免了导针与电极箔刺铆连接时导针凸起和刺铆连接时产生的毛刺刺伤隔离纸，从而降低爆炸、击穿以及打火不良率；
3)本发明中，在电容器的外层包覆胶带，并且该胶带的外围多出电容器外围至少30mm，能够有效防止电解纸损坏，并且能够在检测电容器跑偏的过程中防止胶带浸渍后散开，提高电容器跑偏检测的精确度；
4)本发明中，通过X光透视检测芯包的跑偏，提高了检测精度。
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他的附图。
图1是本发明所述的电容器的结构示意图；
图2是实施例1所述的芯包的结构示意图；
图3是实施例2所述的芯包的结构示意图；
图4是本发明所述的导针的结构示意图；
图5是实施例3所述的电容器制备方法流程图；
图6是实施例4所述的电容器制备方法流程图；
图中，1-芯包，11-第一隔离纸，12-第一电极箔，13-第一导针，14-第二隔离纸，15-第二电极箔，16-第二导针，2-铝壳，3-密封盖，4-电容器，5-衬纸，6-铝舌，7-连接部，8-加强筋，9-导针针体。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“顶”、“底”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例1：
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种抗击穿电容器，具体的，参阅图1、图2和图4，所述电容器4包括芯包1、铝壳2和密封盖3，所述芯包1设置在所述铝壳2内，所述密封盖3用于密封所述铝壳2，所述芯包1包括衬纸5以及依次层叠设置并卷绕成芯包1的第一隔离纸11、第一电极箔12、第一导针13、第二隔离纸14、第二电极箔15和第二导针16；
所述导针与所述电极箔刺铆连接；
所述衬纸5设置在所述第一隔离纸11和第一电极箔12之间和/或设置在所述第二隔离纸14和第二电极箔15之间，所述衬纸5靠近所述导针针尖的一边的边缘与所述隔离纸靠近所述导针针尖的一边的边缘齐平，优选的，所述衬纸5靠近所述第一导针13针尖的一边的边缘与所述第一隔离纸11靠近所述第一导针13针尖的一边的边缘齐平，所述衬纸5靠近所述第二导针13针尖的二边的边缘与所述第二隔离纸11靠近所述第二导针13针尖的二边的边缘齐平，
所述衬纸覆盖导针与电极箔的接触面。
所述导针包括依次连接的铝舌6、连接部7和导针针体9，所述铝舌6与连接部7之间设置有加强筋8，所述导针针尖设置在所述导针针体9远离所述铝舌6的一端，所述衬纸5与所述隔离纸齐平的一边边缘靠近所述加强筋8中部设置。
具体的，所述第一隔离纸11、第一电极箔12、第一导针13、第二隔离纸14、第二电极箔15以及第二导针16的层叠顺序可以依次向下，也可以依次向上，并不对其层叠顺序进行限制。在本实施例中，以层叠顺序依次向上进行举例说明，并且，在本实施例中，所述第一隔离纸11和第二隔离纸14均为电解纸，所述第一电极箔12为负极箔，所述第二电极箔15为正极箔。
所述衬纸5为高密度耐击穿的电解纸，作为优选的，所述衬纸5的密度为0.70g/cm3～0.85g/cm3，所述衬纸5的抗击穿电压大于750V。通过将所述衬纸5设置在所述第一隔离纸11和第一电极箔12之间或者将所述衬纸5设置在第二隔离纸14和所述第二电极箔15之间，可以提高所述芯包1的抗击穿力以及耐高压程度。
作为一个优选实施方案，在本实施例中，所述衬纸5设置在所述第一隔离纸11和第一电极箔12之间，所述第二隔离纸14和第二电极箔15之间不设置衬纸5，所述衬纸5靠近所述第一导针13针尖的一边的边缘与所述第一隔离纸11靠近所述第一导针13针尖的一边的边缘齐平。
在一个优选实施方案中，所述第一隔离纸11和第二隔离纸14的厚度不同，作为优选的，所述第一隔离纸11的厚度小于所述第二隔离纸14的厚度，作为优选的，所述第一隔离纸11的厚度小于所述的第二隔离纸14的厚度10um～20um。其中，所述第一隔离纸11的厚度为40um～50um，所述第二隔离纸14的厚度为50um～70um，所述衬纸5的厚度为50um～70um。作为优选的，在本实施例中，所述第一隔离纸11的厚度为40um，所述第二隔离纸14的厚度为50um，所述衬纸5的厚度为50um。通过将第一隔离纸11和第二隔离纸14设置为不同的厚度，并通过衬纸5补充该第一隔离纸11和第二隔离纸14之间的厚度差，在保证芯包1卷绕均匀的同时，由于衬纸5高密度耐击穿的电解纸，进而提高了电容器的抗击穿力以及耐高压程度。并且，衬纸5能够覆盖导针与电极箔的接触面，减少因导针加强筋在装配时因外力作用损坏电解纸，从而降低爆炸和击穿不良率；进一步的，衬纸5与隔离纸的齐平位置靠近加强筋中部位置，减少因导针加强筋在装配时因外力作用损坏电解纸，从而降低爆炸、击穿以及打火不良率；
可以理解的是，在本实施例中，所述第一隔离纸11、第二隔离纸14以及衬纸5的厚度仅是一个优选方案，并不对其进行限制。
所述第一电极箔12与第一导针13刺铆连接，所述第二电极箔15与所述第二导针16刺铆连接，作为优选的，在所述第一电极箔12与所述第一隔离纸11之间设置衬纸5可避免导针与电极箔刺铆连接时导针凸起和刺铆连接时产生的毛刺刺伤隔离纸，大大减少了因刺铆连接而引起的产品打火、爆炸等现象，对于高压、超高压铝电解电容器的生产及使用有较大帮助，对降低产品的不良率、提高产品的品质有较大的改善作用。
进一步的，所述芯包1外围卷绕有包覆层。
作为优选的，所述包覆层为胶带，所述胶带的外围多出所述第一隔离纸11或第二隔离纸14外围至少30mm。
实施例2：
本实施例中，提供了所述芯包1的另一种结构，具体的，参阅图1、图3和图4，与实施例1不同的是，在本实施中，所述衬纸5设置在所述第二隔离纸14和第二电极箔15之间，所述衬纸5靠近所述第二导针16的一边的边缘与所述第二隔离纸14靠近所述第二导针16的一边的边缘齐平，所述第一隔离纸11的厚度大于所述第二隔离纸14的厚度，所述第一隔离纸11的厚度范围为50um～70um，所述第二隔离纸14的厚度范围为40um～50um，所述衬纸5的厚度范围为50um～70um，在本实施例中，所述第一隔离纸11的厚度优选为70um，所述第二隔离纸14的厚度优选为50um，所述衬纸5的厚度优选为70um。
实施例3：
为解决现有技术中存在的问题，本实施例提供了一种抗击穿电容器的制备方法，具体的，参阅图5，所述方法包括如下步骤：
S10、制备芯包；
S20、在所述芯包的外围卷绕包覆层；
S30、检测所述芯包是否跑偏；
S40、将所述芯包固定在所述铝壳内，并通过密封盖密封。
实施例4：
为解决现有技术中存在的问题，本实施例提供了一种抗击穿电容器的制备方法，具体的，参阅图6，所述方法包括如下步骤：
S10、制备芯包；
S101、剪裁第一电极箔和第二电极箔，根据待制作的电容器的芯包的具体规格要求剪裁合适的第一电极箔和第二电极箔，其中，所述第一电极箔为负极箔，所述第二电极箔为正极箔。
S102、将所述第一隔离纸、第一电极箔、第一导针、第二隔离纸、第二电极箔以及第二导针依次层叠；
作为优选的，在实施例中，所述第一隔离纸、第一电极箔、第一导针、第二隔离纸、第二电极箔以及第二导针依次从下往上层叠，其中，所述第一电极箔为负极箔，所述第二电极箔为正极箔，所述第一导针为负极导针，所述第二导针为正极导针。
S103、在所述第一隔离纸与第一电极箔之间设置衬纸；
作为优选的，所述第一隔离纸的厚度大于所述的第二隔离纸的厚度10um～20um。其中，所述第一隔离纸的厚度为50um～70um，所述第二隔离纸的厚度为40um～50um，所述衬纸的厚度为50um～70um。作为优选的，在本实施例中，所述第一隔离纸的厚度为70um，所述第二隔离纸的厚度为50um，所述衬纸的厚度为70um。通过将第一隔离纸和第二隔离纸设置为不同的厚度，并通过衬纸补充该第一隔离纸和第二隔离纸之间的厚度差，在保证电容器卷绕均匀的同时，由于衬纸高密度耐击穿，进而提高了电容器的抗击穿力以及耐高压程度。并且，通过将衬纸的边缘与第一隔离纸的边缘打磨为齐平状态，减少了因导针加强筋在装配时因外力作用损坏电解纸，从而降低爆炸、击穿以及打火不良率。
可以理解的是，在本实施例中，所述第一隔离纸、第二隔离纸以及衬纸的厚度仅是一个优选方案，并不对其进行限制。
S104、调整所述衬纸；
S105、将第一导针和第一电极箔刺铆连接；
可以理解的是，步骤S104与步骤S105的顺序可以颠倒，衬纸调整后，使得所述衬纸靠近导针针尖的一边的边缘与隔离纸靠近导针针尖一边的边缘平齐，衬纸的边缘与隔离纸的边缘齐平，使得衬纸能够覆盖导针与电极箔的接触面，减少因导针加强筋在装配时因外力作用损坏电解纸，从而降低爆炸、击穿以及打火不良率。优选的，衬纸外部涂覆有绝缘胶。
可以理解的是，调整所述衬纸的方法是电容器专用粘合衬纸直接调整贴合在所述第一隔离纸上，并确保所述衬纸靠近所述第一导针的一边的边缘与所述第一隔离纸靠近所述第一导针的一边的边缘齐平，且使得齐平边缘靠近加强筋的中部位置。
作为优选的，在电极箔与隔离纸之间设置衬纸，并使得衬纸能够完全覆盖导针与电极箔的接触面，可避免导针与电极箔刺铆连接时导针凸起和刺铆连接时产生的毛刺刺伤隔离纸，大大减少了因刺铆连接而引起的产品打火、爆炸等现象，将衬纸与隔离纸边缘打平，并使得齐平位置靠近加强筋的中部位置，能够减少因导针加强筋在装配时因外力作用损坏电解纸，从而降低爆炸、击穿以及打火不良率。
S106、卷绕形成芯包；
具体的，将本实施例中依次层叠设置的第一隔离纸、衬纸、负极箔、负极导针、第二隔离纸、正极箔、正极导针卷绕形成电芯包。
S20、在所述芯包的外围卷绕包覆层；
作为优选的，所述包覆层为胶带，所述胶带的外围多出所述第一隔离纸或第二隔离纸外围至少30mm。
S30、检测所述芯包是否跑偏；
S301、将芯包放置在无离子水中浸泡预设时间，首次检验芯包是否跑偏，若否，则初步判断芯包合格，否则，芯包不合格；
具体的，可以选取2只制备完成的电容器芯包浸泡在无离子水中，人眼观察芯包是否跑偏，可以理解的是，如果芯包中的导针偏移原始位置，与原始位置之间产生进斜角、错位或平移等等代表所述芯包发生了偏移，或者芯包中电极箔、电解纸、衬纸相互之间产生错位等也代表芯包发生了偏移。
S302、对于初步判断合格的芯包进行试运行生产；
具体的，对判断初步合格的芯包放置在电路环境中试运行预设时间。
S303、对试运行后的芯包进行X光透视观察预设时间，二次检验芯包是否跑偏。
二次检验后，若芯包不跑偏，外型尺寸符合工艺要求则该芯包合格，对于合格的芯包进行生产。
上述步骤中，预设时间依据检测需要进行设定，每个步骤中的预设时间可以相同也可以不同，在本实施中，每个步骤中的预设时间不同，将预设时间定为1min～2min，即将芯包在无离子水中浸泡3min～5min，将初步判断合格的芯包试运行3min～5min，将试运行后的芯包进行X光透视，观察3min～5min。通过X光透视能够更清晰的观察到芯包是否跑偏，提高检测精度。
在上述步骤中，将所述芯包的外围包覆胶带，可以在检测过程中，避免在电容器浸泡过程中由于浸渍而散开，提高检测精度。
S40、将检验合格后的芯包固定在所述铝壳内，并通过密封盖密封。
可以理解的是，在上述实施例中，所述衬纸设置在所述第一隔离纸和第一电极箔之间或者所述衬纸设置在所述第二隔离纸和第二电极箔之间仅是一个优选方案，在其他可实施的方案中，可以在所述第一隔离纸和第一电极箔之间以及在所述第二隔离纸和第二电极箔之间均设置衬纸，提高电容器的抗击穿力和耐高压程度。在所述第一隔离纸和第一电极箔之间以及在所述第二隔离纸和第二电极箔之间均设置衬纸时，可以将所述第一隔离纸和第二隔离纸设置为同样的厚度。
所述的电容器经过多批试验，产品的被击穿率、老化次数明显下降，缩短了生产周期，且产品的成品率达到98.5％～99.5％，电容器的生产成本降低了0.7/只-0.9元/只。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗击穿电容器，其特征在于，包括芯包(1)、铝壳(2)和密封盖(3)，所述芯包(1)设置在所述铝壳(2)内，所述密封盖(3)用于密封所述铝壳(2)，所述芯包(1)包括衬纸(5)以及依次层叠设置并卷绕成芯包(1)的第一隔离纸(11)、第一电极箔(12)、第一导针(13)、第二隔离纸(14)、第二电极箔(15)和第二导针(16)，
所述导针与所述电极箔刺铆连接；
所述衬纸(5)设置在所述第一隔离纸(11)与所述第一电极箔(12)之间和/或设置在所述第二隔离纸(14)与所述第二电极箔(15)之间，所述衬纸(5)靠近所述导针针尖的一边的边缘与所述隔离纸靠近所述导针针尖的一边的边缘齐平。
2.根据权利要求1所述的抗击穿电容器，其特征在于，所述导针包括依次连接的铝舌(6)、连接部(7)和导针针体(9)，所述铝舌(6)与连接部(7)之间设置有加强筋(8)，所述导针针尖设置在所述导针针体(9)远离所述铝舌(6)的一端，所述衬纸(5)与所述隔离纸齐平的一边边缘靠近所述加强筋(8)中部设置。
3.根据权利要求1所述的抗击穿电容器，其特征在于，所述第一隔离纸(11)和第二隔离纸(14)的厚度相同或不同。
4.根据权利要求1所述的抗击穿电容器，其特征在于，所述衬纸(5)为高密度耐击穿的电解纸。
5.根据权利要求1或2所述的抗击穿电容器，其特征在于，所述衬纸(5)的密度为0.70g/cm3～0.85g/cm3，所述衬纸(5)的抗击穿电压大于750V。
6.根据权利要求1所述的抗击穿电容器，其特征在于，所述芯包(1)的外围卷绕有包覆层。
7.根据权利要求5所述的抗击穿电容器，其特征在于，所述包覆层为胶带，所述胶带的外围多出所述第一隔离纸(11)或第二隔离纸(14)外围至少30mm。
8.一种如权利要求1-6所述的抗击穿电容器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
制备芯包；
在所述芯包外围卷绕包覆层；
检测所述芯包是否跑偏；
将所述芯包固定在所述铝壳内，并通过密封盖密封。
9.根据权利要求8所述的制备电容器的芯包的方法包括：
剪裁第一电极箔和第二电极箔；
将所述第一隔离纸、第一电极箔、第一导针、第二隔离纸、第二电极箔以及第二导针依次层叠；
在所述第一隔离纸与第一电极箔和/或第二隔离纸与第二电极箔之间设置衬纸；
调整所述衬纸，使得所述衬纸靠近所述导针针尖的一边的边缘与所述第一隔离纸靠近所述导针针尖的一边的边缘齐平，
或使得所述衬纸靠近所述导针针尖的一边的边缘与所述第一隔离纸靠近所述导针针尖的一边的边缘齐平；
将第一导针和第一电极箔刺铆连接；
卷绕形成芯包。
10.根据权利要求8所述的检测所述芯包是否跑偏的方法包括：
将芯包放置在无离子水中浸泡预设时间，首次检验芯包是否跑偏，若否，则初步判断芯包合格，否则，芯包不合格；
对于初步判断合格的芯包进行试运行；
对试运行后的芯包进行X光透视观察，二次检验芯包是否跑偏。
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