CN108987115A - 一种导箔引出导电性高分子铝电解电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导箔引出导电性高分子铝电解电容器,属于电容器技术领域,导箔引出导电性高分子铝电解电容器包括阳极电极箔、阴极电极箔、隔离纸、导电高分子、阳极引出导箔、阴极引出导箔、正极引出端子、负极引出端子、氧化膜以及隔离层;导箔引出导电性高分子铝电解电容器的制造方法通过浸渍、真空干燥等步骤使电极箔形成连续稳定的电解质层,提高电容器的容量引出率。该电解电容器结构可以在单体电容器芯子上设置多对引出导箔,可以使电容器获得较低的ESR和较高的容量引出率;同时提供了新颖的制造方法,通过真空下低温分步干燥,确保大尺寸电容器芯子能被充分填充导电高分子,获得连续的电解质层,以期克服现有技术的难点。
Description
技术领域
本发明涉及电容器技术领域,特别涉及一种导箔引出导电性高分子铝电解电容器。
背景技术
导电性高分子铝电解电容器相比于普通铝电解电容器,具有高频下低等效串联电阻(ESR)的突出特点,从而具备耐大纹波电流、寿命长和高稳定性等特点。随着电子设备功率的不断提高,对该类电容器的单体电容量的要求越来越高,人们通过各种途径来提高单体电容器的电容量。
现有导电性高分子铝电解电容器的芯子结构普遍采用引线引出结构,采用橡胶塞和铝外壳封装。这种结构中电容器由附加在电容器芯子上的正极引出线和负极引出线引出,所用的引出线的共同特征是连接电容器芯子内、外部的引出线是圆柱形构造,圆柱形引出线穿过橡胶塞中设置的圆孔形成密封。
通常情况下,提高电容器的单体电容量的重要途径是提高单体的尺寸,然而在现有的引出结构下导电性高分子铝电解电容器单个电容器芯子只能设置一对引出线,当电容器的直径越大展开后电极箔的长度也越长,这样在只有一对引出线的芯子中电极箔电阻和电感也越大,无法满足固体铝电解电容器低ESR的要求,因而该芯子结构不适用于更大尺寸、例如超过φ18×40mm尺寸的导电性高分子铝电解电容器。
目前,制造导电性高分子铝电解电容器的方法包含以下步骤:将电极箔和隔离纸卷成芯子、对芯子进行化成修复、含浸导电性高分子、加热干燥形成电解质层、封装及老化等步骤。其中加热干燥步骤是重要的步骤,其结果直接影响电容量引出率、损耗和ESR。
然而,在现有技术中,加热干燥形成电解质层是在125℃~150℃环境中快速烘干的。在这种干燥方式下,芯子中导电性高分子的溶剂会被快速气化,这样浸入电极箔腐蚀孔中的溶剂快速气化成气泡从腐蚀孔中冲出(腐蚀孔是没有穿过电极箔的凹槽状孔),从而将导电高分子从腐蚀孔中带出,使腐蚀孔内无法形成连续的电解质层,影响容量引出率、损耗和ESR。
发明内容
本发明目的:基于上述现有技术的不足点,本发明的目的是提出一种导箔引出导电性高分子铝电解电容器,该电解电容器结构可以在单体电容器芯子上设置多对引出导箔,可以使电容器获得较低的ESR和较高的容量引出率;同时提供了新颖的制造方法,通过真空下低温分步干燥,确保大尺寸电容器芯子能被充分填充导电高分子,获得连续的电解质层,以期克服现有技术的难点。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
本发明提供了一种导箔引出导电性高分子铝电解电容器,包括
阳极电极箔、阴极电极箔和设置在阳极电极箔、阴极电极箔之间的隔离纸卷绕成的电容器芯子,导电高分子设置在阳极电极箔、阴极电极箔之间,所述导电高分子充满阴极电极箔的表面、阳极电极箔的表面以及隔离纸的表面;
阳极引出导箔铆接于阳极电极箔上,阴极引出导箔铆接于阴极电极箔上;所述隔离纸上方设置隔离层,所述隔离层上方分别固定设有正极引出端子和负极引出端子,所述阳极引出导箔穿过隔离层与正极引出端子相接,阴极引出导箔穿过隔离层与负极引出端子相接;位于所述隔离层下方的阳极电极箔和阳极引出导箔铆接形成的组合结构的表面覆盖有氧化膜;所述阳极引出导箔、阴极引出导箔为厚度90~200μm的高纯铝箔;
所述的阳极电极箔包含表面具有介电氧化膜的铝金属箔。铝金属箔的表面通过电化学腐蚀而使表面积扩大;再通过铵盐或硼酸溶液进行化学转化处理而形成介电的氧化膜;
由阳极电极箔、阳极引出导箔和正极引出端子构成电容器的阳极区,其余部分构成电容器的阴极区;设置在阳极电极箔和阳极引出导箔上的氧化膜和隔离层共同将阳极区与阴极区电隔离;
所述的导电高分子充满于阳极电极箔和阴极电极箔之间;准确地表述为存在于阳极电极箔阴极电极箔表面和隔离纸表面及内部。
在本发明较佳的技术方案中,所述隔离层为绝缘物质,所述的隔离层是由灌胶形成的胶质层,隔离层是用橡胶制成橡胶板,厚度2~10mm。
在本发明较佳的技术方案中,所述的阳极引出导箔、阴极引出导箔数量为2~5对,所述的阳极引出导箔、阴极引出导箔宽度为5~10mm,优选的是宽度为6mm,阳极电极箔的长度为500~5000mm,宽度为5~50mm。
在本发明较佳的技术方案中,所述的阳极引出导箔通过激光焊接、超声波焊接或冷铆焊接中的一种连接方式与阳极电极箔相接;所述阴极引出导箔通过激光焊接、超声波焊接或冷铆焊接中的一种连接方式与阴极电极箔相接。
在本发明较佳的技术方案中,所述的阴极电极箔是表面具有钛氧化膜的铝金属箔,所述的阴极电极箔宽度与阳极电极箔相同,所述的阴极电极箔长度略长于阳极电极箔。
在本发明较佳的技术方案中,所述的隔离纸由天然纤维或合成纤维中的一种或两种抄制而成。
在本发明较佳的技术方案中,所述的隔离纸是由天然纤维和合成纤维混合抄制,隔离纸是由天然纤维为马尼拉麻、合成纤维为PET混合抄制而成的,纤维隔离纸的宽度大于阳极电极箔。
在本发明较佳的技术方案中,所述导电高分子为聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩中的一种。
在本发明较佳的技术方案中,所述步骤S6的真空热干燥为:将经步骤S5处理的电容器芯子置于真空度0.75~0.95Pa的真空环境进行二段式干燥,其中第一段干燥温度为55~85℃,干燥时间为10~30min;第二段干燥温度为90~100℃,干燥时间为10~30min;在步骤S5、S6最后一次循环后,增加第三段干燥,干燥温度为125~150℃,干燥时间为10~30min。
本发明的有益效果为:
本发明提供的导箔引出导电性高分子铝电解电容器,
(1)本发明通过设置隔离层,有效地将电容器的阳极区和阴极区隔离,对比一般的圆柱形引出线,只能穿过橡胶塞中设置的圆孔来实现,而本发明通过设置隔离层从而引出互相隔离的多对引出线,实现了导电高分子电容器的导箔条引出结构;
(2)由于提高电容器的单体电容量需要提高单体的尺寸,电容器直径越大展开后电极箔的长度越长,只有一对引出线的芯子中电极箔电阻和电感越大,本发明采用了导箔条引出结构,可以在单体电容器上设置多对引出线,扩展了导电高分子电容器的单体尺寸,实现了导电高分子电容器的单体大容量,最大单体尺寸可达到φ42×60mm,所以在提高电容器单体尺寸的同时避免增大芯子中电极箔电阻和电感,提高了导电高分子电容器的单体容量;
(3)现有的加热干燥由于分散液中的电解质不能在电极箔表面形成稳定连续的导电高分子层,而电极箔的腐蚀孔在加热干燥过程中,分散液在腐蚀孔中气化成气泡从腐蚀孔中冲出(腐蚀孔是没有穿过电极箔的凹槽状孔),将导电高分子从腐蚀孔中带出,使腐蚀孔内无法形成连续的电解质层,影响容量引出率、损耗和ESR;本发明采用真空低温干燥方式干燥电容器芯子浸渍的导电高分子分散液,干燥时分散液中的电解质能够充分在电极箔的表面、特别是能在电极箔的腐蚀孔内保持,生成稳定、连续的导电高分子层;充分干燥电极箔腐蚀孔内的分散液溶剂,有利于下次对分散液的吸收,有效提高导电高分子电容器的容量引出率,容量引出率可以提高10个百分点以上。
附图说明
图1是本发明具体实施例一至三提供的导箔引出导电性高分子铝电解电容器的结构示意图;
图2是本发明具体实施例一和实施例三提供的导箔引出导电性高分子铝电解电容器上表面的结构示意图;
图3是本发明具体实施例二提供的导箔引出导电性高分子铝电解电容器上表面的结构示意图。
图中:
1、阳极电极箔;2、阴极电极箔;3、隔离纸;4、导电高分子;5、阳极引出导箔;6、阴极引出导箔;7、正极引出端子;8、负极引出端子;9、氧化膜;10、隔离层。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一:
如图1和图2所示,实施例中提供了一种导箔引出导电性高分子铝电解电容器,包括:
由阳极电极箔1、阴极电极箔2和设置在阳极电极箔1、阴极电极箔2之间的隔离纸3卷绕成的电容器芯子,导电高分子4设置在阳极电极箔1、阴极电极箔2之间,所述导电高分子4充满阴极电极箔2的表面、阳极电极箔1的表面以及隔离纸3的表面;
阳极引出导箔5铆接于阳极电极箔1上,阴极引出导箔6铆接于阴极电极箔2上;所述隔离纸3上方设置隔离层10,所述隔离层10为绝缘物质,隔离层10是由橡胶灌胶形成的橡胶板,厚度5mm,所述隔离层10上方分别固定设有正极引出端子7和负极引出端子8,所述阳极引出导箔5穿过隔离层10与正极引出端子7通过铆接相连,阴极引出导箔6穿过隔离层10与负极引出端子8通过铆接相连;位于所述隔离层10下方的阳极电极箔1和阳极引出导箔5铆接形成的组合结构的表面覆盖有氧化膜9;所述阳极引出导箔5、阴极引出导箔6为厚度90μm的高纯铝箔;
所述的阳极引出导箔5、阴极引出导箔6数量为3对,所述的阳极引出导箔5、阴极引出导箔6宽度为6mm,阳极电极箔1的长度为2750mm,宽度为33mm;
所述的阳极引出导箔5通过激光焊接方式与阳极电极1箔相接;所述阴极引出导箔6通过激光焊接方式与阴极电极箔2相接;
所述的阴极电极箔2是表面具有钛氧化膜的铝金属箔,所述的阴极电极箔2宽度与阳极电极箔1相同,所述的阴极电极箔2长度略长于阳极电极箔1;
所述的隔离纸3由天然纤维抄制而成;
所述导电高分子4为聚噻吩;
由阳极电极箔1、阳极引出导箔5和正极引出端子7构成电容器的阳极区,其余部分构成电容器的阴极区。
本实施例电容器的规格为80V4700μF,外形尺寸为φ35×50mm,具体包括以下步骤:
(1)选取阳极电极箔1为裁切为宽度33mm、长度2500mm的长条状,阳极电极箔1型号为LT1522G-132VF(立敦科技股份有限公司生产)。选取型号为NF3002的阴极电极箔2,裁切为宽度33mm、长度2750mm的长条状。阳极引出导箔5为预化成电压600V、厚度90μm的铝箔,裁切为宽度6mm、长度100mm的长条状,阴极引出导箔6为厚度90μm的铝箔,裁切为宽度6mm、长度100mm的长条状;
(2)分别在阳极电极箔1和阴极电极箔2上各铆接上3条阳极引出导箔5和阴极引出导箔6,在阳极电极箔1和阴极电极箔2之间介入隔离纸3卷绕成电容器芯子,再用高温胶带包裹固定,卷绕成理论电容量4900μF的电容器芯子;卷绕时使阳极引出导箔5和阴极引出导箔6各自分别对齐;
(3)将电容器芯子连同部分阳极、阴极引出导箔6一起浸入化成液,电容器芯子进入化成液中形成介电氧化膜,电源正极与阳极引出导箔5相连,电源负极端子插入化成液中,施加电压为130V,化成时间30分钟,化成液为磷酸系化成液。浸入时电容器芯子竖直且引出端面在上,引出导箔浸入深度30mm。
(4)将电容器芯子连同正负引出导箔一起浸入70℃的去离子水中清洗;然后放入干燥温度为125℃的干燥箱中干燥时间50min;
步骤⑶至⑷重复循环3次;
(5)将电容器芯子放入分散液中浸渍45min,本例的分散液为含量3%的聚3,4乙烯二氧噻吩分散液。浸渍时电容器芯子低于分散液液面5mm;
(6)将电容器芯子放入真空电热干燥箱中,干燥箱真空度0.75~0.95Pa,在干燥温度为75℃下干燥45min后,再在干燥温度为90℃下干燥45min;
(7)步骤⑸至⑹重复循环3次;
(8)重复步骤⑸;
(9)重复步骤⑹,但最后增加在干燥温度为130℃下干燥15min;
(10)将阳极引出导箔5和阴极引出导箔6分别理齐,使阳极引出导箔5和阴极引出导箔6竖直向上,在隔离纸3上方灌注硅橡胶形成一厚度为5mm的橡胶层;然后分别在阳极引出导箔5、阴极引出导箔6的未端铆上正极引出端子7和负极引出端子8;
(11)经封装、老化处理后获得导电高分子电容器;
表1为随机抽取10只本实施例产品在120Hz下测得的电容量和损耗,在100kHZ下测得的ESR,在施加80V电压1min后测得的漏电流,并计算得出容量引出率。
表1
序号 | 容量(μF) | 损耗(%) | ESR(mΩ) | 漏电流(μA) | 容量引出率(%) |
1 | 4627 | 3.50 | 7.43 | 199 | 94.4 |
2 | 4546 | 3.16 | 7.15 | 179 | 92.8 |
3 | 4580 | 3.22 | 7.22 | 209 | 93.5 |
4 | 4589 | 3.17 | 7.20 | 187 | 93.7 |
5 | 4622 | 3.35 | 6.93 | 208 | 94.3 |
6 | 4591 | 3.56 | 6.75 | 220 | 93.7 |
7 | 4632 | 3.15 | 6.77 | 219 | 94.5 |
8 | 4679 | 3.48 | 7.45 | 201 | 95.5 |
9 | 4627 | 3.41 | 6.73 | 179 | 94.4 |
10 | 4603 | 3.22 | 6.91 | 177 | 93.9 |
Max | 4679 | 3.56 | 7.45 | 220 | 95.5 |
Min | 4546 | 3.15 | 6.73 | 177 | 92.8 |
Ave | 4610 | 3.32 | 7.05 | 198 | 94.1 |
实施例二:
如图1和图3所示,实施例中提供了一种导箔引出导电性高分子铝电解电容器,包括:
由阳极电极箔1、阴极电极箔2和设置在阳极电极箔1、阴极电极箔2之间的隔离纸3卷绕成的电容器芯子,导电高分子4设置在阳极电极箔1、阴极电极箔2之间,所述导电高分子4充满阴极电极箔2的表面、阳极电极箔1的表面以及隔离纸3的表面;
阳极引出导箔5铆接于阳极电极箔1上,阴极引出导箔6铆接于阴极电极箔2上;所述隔离纸3上方设置隔离层10,所述隔离层10为绝缘物质,所述的隔离层10是用橡胶灌胶形成的橡胶板,厚度6mm,所述隔离层10上方分别固定设有正极引出端子7和负极引出端子8,所述阳极引出导箔5穿过隔离层10与正极引出端子7通过铆接相连,阴极引出导箔6穿过隔离层10与负极引出端子8通过铆接相连;位于所述隔离层10下方的阳极电极箔1和阳极引出导箔5铆接形成的组合结构的表面覆盖有氧化膜9;所述阳极引出导箔5、阴极引出导箔6为厚度100μm的高纯铝箔;
所述的阳极引出导箔5、阴极引出导箔6数量为5对,所述的阳极引出导箔5、阴极引出导箔6宽度为6mm,阳极电极箔1的长度为2750mm,宽度为33mm。
所述的阳极引出导箔5通过超声波焊接方式与阳极电极1箔相接;所述阴极引出导箔6通过超声波焊接方式与阴极电极箔2相接;
所述的阴极电极箔2是表面具有钛氧化膜的铝金属箔,所述的阴极电极箔2宽度与阳极电极箔1相同,所述的阴极电极箔2长度略长于阳极电极箔1;
所述的隔离纸3由合成纤维抄制而成;
所述导电高分子4为聚吡咯;
由阳极电极箔1、阳极引出导箔5和正极引出端子7构成电容器的阳极区,其余部分构成电容器的阴极区。
类似于实施例一,制造与实施一相同规格的80V4700μF电容器,外形尺寸同为φ35×50mm。不同之处在于第⑵步时,分别在阳极电极箔1和阴极电极箔2上各铆接上5条阳极引出导箔5和阴极引出导箔6。其它步骤和顺序不变。
表2为随机抽取10只本实施例产品在120Hz下测得的电容量和损耗,在100kHZ下测得的ESR,在施加80V电压1min后测得的漏电流,并计算得出容量引出率。
表2
序号 | 容量(μF) | 损耗(%) | ESR(mΩ) | 漏电流(μA) | 容量引出率(%) |
1 | 4675 | 2.90 | 6.24 | 173 | 95.4 |
2 | 4666 | 3.04 | 6.82 | 197 | 95.2 |
3 | 4646 | 2.75 | 6.63 | 179 | 94.8 |
4 | 4663 | 3.05 | 6.29 | 206 | 95.2 |
5 | 4651 | 2.87 | 6.26 | 209 | 94.9 |
6 | 4615 | 2.97 | 6.53 | 187 | 94.2 |
7 | 4743 | 2.73 | 6.24 | 207 | 96.8 |
8 | 4670 | 2.98 | 6.68 | 211 | 95.3 |
9 | 4610 | 2.83 | 6.61 | 210 | 94.1 |
10 | 4680 | 2.96 | 6.49 | 162 | 95.5 |
Max | 4743 | 3.05 | 6.82 | 211 | 96.8 |
Min | 4610 | 2.73 | 6.24 | 162 | 94.1 |
Ave | 4662 | 2.91 | 6.48 | 194 | 95.1 |
实施例三:
如图1和图2所示,实施例中提供了一种导箔引出导电性高分子铝电解电容器,包括:
由阳极电极箔1、阴极电极箔2和设置在阳极电极箔1、阴极电极箔2之间的隔离纸3卷绕成的电容器芯子,导电高分子4设置在阳极电极箔1、阴极电极箔2之间,所述导电高分子4充满阴极电极箔2的表面、阳极电极箔1的表面以及隔离纸3的表面;
阳极引出导箔5铆接于阳极电极箔1上,阴极引出导箔6铆接于阴极电极箔2上;所述隔离纸3上方设置隔离层10,所述隔离层10为绝缘物质,所述的隔离层10是用橡胶灌胶形成的橡胶板,厚度10mm,所述隔离层10上方分别固定设有正极引出端子7和负极引出端子8,所述阳极引出导箔5穿过隔离层10与正极引出端子7通过铆接相连,阴极引出导箔6穿过隔离层10与负极引出端子8通过铆接相连;位于所述隔离层10下方的阳极电极箔1和阳极引出导箔5铆接形成的组合结构的表面覆盖有氧化膜9;所述阳极引出导箔5、阴极引出导箔6为厚度100μm的高纯铝箔;
所述的阳极引出导箔5、阴极引出导箔6数量为3对,所述的阳极引出导箔5、阴极引出导箔6宽度为6mm,阳极电极箔1的长度为1320mm,宽度为33mm。
所述的阳极引出导箔5通过冷铆焊接方式与阳极电极1箔相接;所述阴极引出导箔6通过冷铆焊接方式与阴极电极箔2相接;
所述的阴极电极箔2是表面具有钛氧化膜的铝金属箔,所述的阴极电极箔2宽度与阳极电极箔1相同,所述的阴极电极箔2长度略长于阳极电极箔1;
所述的隔离纸3是由天然纤维和合成纤维混合抄制而成的,天然纤维为马尼拉麻、合成纤维为PET,隔离纸3的宽度大于阳极电极箔1;
所述导电高分子4为聚苯胺;
由阳极电极箔1、阳极引出导箔5和正极引出端子7构成电容器的阳极区,其余部分构成电容器的阴极区。
本实施例电容器的规格为50V4700μF,外形尺寸为φ25×50mm,具体包括以下步骤:
(1)选取阳极电极箔1为裁切为宽度33mm、长度1320mm的长条状,阳极电极箔1型号为LT1522G-90VF(立敦科技股份有限公司生产)。选取型号为NF3002的阴极电极箔2,裁切为宽度33mm、长度1320mm的长条状。阳极引出导箔5为预化成电压600V、厚度100μm的铝箔,裁切为宽度6mm、长度100mm的长条状,阴极引出导箔6为厚度100μm的铝箔,裁切为宽度6mm、长度100mm的长条状。
(2)分别在阳极电极箔1和阴极电极箔2上各铆接上3条阳极引出导箔5和阴极引出导箔6,在阳极电极箔1和阴极电极箔2之间介入隔离纸3卷绕成电容器芯子,再用高温胶带包裹固定,卷绕成理论电容量5068μF的电容器芯子。卷绕时使阳极引出导箔5和阴极引出导箔6各自分别对齐;
(3)将电容器芯子连同部分阳极、阴极引出导箔6一起浸入化成液,电容器芯子进入化成液中形成介电氧化膜,电源正极与阳极引出导箔5相连,电源负极端子插入化成液中,施加电压为88V,化成时间30分钟,化成液为磷酸系化成液。浸入时电容器芯子竖直且引出端面在上,引出导箔浸入深度20mm;
(4)将电容器芯子连同正负引出导箔一起浸入70℃的去离子水中清洗;然后放入干燥温度为125℃的干燥箱中干燥时间45min;
步骤⑶至⑷重复循环3次;
(5)将电容器芯子放入分散液中浸渍30min,本例的分散液为含量4%的聚苯胺分散液。浸渍时电容器芯子低于分散液液面10mm;
(6)将电容器芯子放入真空电热干燥箱中,干燥箱真空度0.75~0.95Pa,在干燥温度为75℃下干燥30min后,再在干燥温度为90℃下干燥30min;
(7)步骤⑸至⑹重复循环3次;
(8)重复步骤⑸;
(9)重复步骤⑹,但最后增加在干燥温度为130℃下干燥30min;
(10)将阳极引出导箔5和阴极引出导箔6分别理齐,使阳极引出导箔5和阴极引出导箔6竖直向上,在隔离纸3上方灌注硅橡胶形成一厚度为10mm的橡胶层;然后分别在阳极、阴极引出导箔6的未端铆上正极引出端子7和负极引出端子8;
(11)经封装、老化处理后获得导电高分子电容器;
表3为随机抽取10只本实施例产品在120Hz下测得的电容量和损耗,在100kHZ下测得的ESR,在施加50V电压1min后测得的漏电流,并计算得出容量引出率。
表3
序号 | 容量(μF) | 损耗(%) | ESR(mΩ) | 漏电流(μA) | 容量引出率(%) |
1 | 4837 | 3.01 | 9.76 | 122 | 95.4 |
2 | 4862 | 2.93 | 9.90 | 136 | 95.9 |
3 | 4818 | 2.73 | 9.53 | 125 | 95.1 |
4 | 4861 | 2.81 | 10.32 | 141 | 95.9 |
5 | 4768 | 2.99 | 9.29 | 112 | 94.1 |
6 | 4864 | 3.00 | 9.87 | 122 | 95.9 |
7 | 4847 | 2.71 | 10.36 | 137 | 95.6 |
8 | 4809 | 2.72 | 9.57 | 113 | 94.9 |
9 | 4790 | 2.97 | 9.87 | 110 | 94.5 |
10 | 4786 | 2.69 | 9.79 | 137 | 94.4 |
Max | 4864 | 3.01 | 10.36 | 141 | 95.9 |
Min | 4768 | 2.69 | 9.29 | 110 | 94.1 |
Ave | 4824 | 2.86 | 9.83 | 126 | 95.2 |
对比例一:
类似于实施例一,制造与实施一相同规格的80V4700μF电容器,外形尺寸同为φ35×50mm。不同之处在于第⑵步时,分别在阳极电极箔1和阴极电极箔2上各铆接上1条阳极引出导箔5和阴极引出导箔6。其它步骤和顺序不变。
表4为随机抽取10只本对比例产品在120Hz下测得的电容量和损耗,在100kHZ下测得的ESR,在施加80V电压1min后测得的漏电流,并计算得出容量引出率。
表4
序号 | 容量(μF) | 损耗(%) | ESR(mΩ) | 漏电流(μA) | 容量引出率(%) |
1 | 4162 | 11.26 | 57.70 | 191 | 84.9 |
2 | 4153 | 11.20 | 54.70 | 202 | 84.8 |
3 | 4088 | 10.08 | 57.70 | 182 | 83.4 |
4 | 4279 | 9.84 | 60.70 | 190 | 87.3 |
5 | 4190 | 9.57 | 58.60 | 190 | 85.5 |
6 | 4124 | 11.10 | 58.90 | 215 | 84.2 |
7 | 4168 | 9.73 | 61.50 | 190 | 85.1 |
8 | 4114 | 9.52 | 52.60 | 196 | 84.0 |
9 | 4179 | 11.21 | 58.10 | 173 | 85.3 |
10 | 4111 | 10.08 | 57.10 | 175 | 83.9 |
Max | 4279 | 11.26 | 61.50 | 215 | 87.3 |
Min | 4088 | 9.52 | 52.60 | 173 | 83.4 |
Ave | 4157 | 10.36 | 57.76 | 190 | 84.8 |
因此,由实施例一、实施例二和对比例一对比,显然得出,因为对比例一中只有一对引出条,容量引出率明显低,损耗和ESR异常大。实施例一与实施例二增加引出条数后,会直接提高容量引出率,显著降低损耗和ESR。
对比例二:
类似于实施例一,制造与实施一相同规格的80V4700μF电容器,外形尺寸同为φ35×50mm。不同之处在于以下第(6)步和第(9)步,其它步骤和顺序不变。第(6)步和第(9)步步骤如下:
(6)将电容器芯子放入常压电热干燥箱中,在干燥温度为75℃下干燥45min后,再在干燥温度为90℃下干燥45min。
(9)重复步骤⑹,但最后增加在干燥温度为130℃下干燥30min。
表5为随机抽取10只本对比例产品在120Hz下测得的电容量和损耗,在100kHZ下测得的ESR,在施加80V电压1min后测得的漏电流,并计算得出容量引出率。
表5
序号 | 容量(μF) | 损耗(%) | ESR(mΩ) | 漏电流(μA) | 容量引出率(%) |
1 | 3972 | 13.70 | 22.80 | 191 | 81.1 |
2 | 3760 | 14.40 | 20.40 | 202 | 76.7 |
3 | 3782 | 12.00 | 20.70 | 182 | 77.2 |
4 | 3957 | 14.00 | 21.30 | 190 | 80.8 |
5 | 4112 | 13.00 | 21.40 | 190 | 83.9 |
6 | 4065 | 13.30 | 20.10 | 215 | 83.0 |
7 | 4060 | 13.70 | 22.20 | 190 | 82.9 |
8 | 3853 | 13.10 | 21.30 | 196 | 78.6 |
9 | 3760 | 14.30 | 21.90 | 173 | 76.7 |
10 | 3907 | 12.60 | 21.60 | 175 | 79.7 |
Max | 4112 | 14.40 | 22.80 | 215 | 83.9 |
Min | 3760 | 12.00 | 20.10 | 173 | 76.7 |
Ave | 3923 | 13.41 | 21.37 | 190 | 80.1 |
因此,由实施例一和对比例二对比,显然得出,因为对比例二是在常压低温环境中干燥,容量引出率明显低,损耗异常大。实施例一增加真空干燥后,会直接提高容量引出率,显著降低损耗。
对比例三:
类似于实施例一,制造与实施一相同规格的80V4700μF电容器,外形尺寸同为φ35×50mm。不同之处在于以下第(6)步和第(9)步,其它步骤和顺序不变。第(6)步和第(9)步步骤如下:
(6)将电容器芯子放入常压电热干燥箱中,在干燥温度为95℃下干燥45min后,再在干燥温度为120℃下干燥45min。
(9)重复步骤⑹,但最后增加在干燥温度为150℃下干燥30min。
表6为随机抽取10只本对比例产品在120Hz下测得的电容量和损耗,在100kHZ下测得的ESR,在施加80V电压1min后测得的漏电流,并计算得出容量引出率。
表6
序号 | 容量(μF) | 损耗(%) | ESR(mΩ) | 漏电流(μA) | 容量引出率(%) |
1 | 4294 | 8.94 | 9.83 | 170 | 87.6 |
2 | 4476 | 8.89 | 9.77 | 164 | 91.3 |
3 | 4199 | 8.95 | 10.18 | 161 | 85.7 |
4 | 4439 | 8.16 | 10.88 | 181 | 90.6 |
5 | 4459 | 8.52 | 11.37 | 191 | 91.0 |
6 | 4288 | 9.24 | 10.71 | 166 | 87.5 |
7 | 4416 | 8.13 | 10.63 | 180 | 90.1 |
8 | 4314 | 8.24 | 11.29 | 188 | 88.0 |
9 | 4223 | 8.92 | 11.13 | 188 | 86.2 |
10 | 4248 | 7.92 | 11.22 | 191 | 86.7 |
Max | 4476 | 9.24 | 11.37 | 191 | 91.3 |
Min | 4199 | 7.92 | 9.77 | 161 | 85.7 |
Ave | 4336 | 8.59 | 10.70 | 178 | 88.5 |
因此,由实施例一和对比例三对比,显然得出,因为对比例三是在常压高温环境中干燥,容量引出率较低,而损耗和ESR较大。实施例一增加真空干燥后,可在低温下干燥,会直接提高容量引出率,降低损耗和ESR。
本发明是通过优选实施例进行描述的,本领域技术人员知悉,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种导箔引出导电性高分子铝电解电容器,其特征在于,导箔引出导电性高分子铝电解电容器包括:
阳极电极箔(1)、阴极电极箔(2)和设置在阳极电极箔(1)、阴极电极箔(2)之间的隔离纸(3)卷绕成的电容器芯子,导电高分子(4)设置在阳极电极箔(1)、阴极电极箔(2)之间,所述导电高分子(4)充满阴极电极箔(2)的表面、阳极电极箔(1)的表面以及隔离纸(3)的表面;
阳极引出导箔(5)铆接于阳极电极箔(1)上,阴极引出导箔(6)铆接于阴极电极箔(2)上;所述隔离纸(3)上方设置隔离层(10),所述隔离层(10)上方分别固定设有正极引出端子(7)和负极引出端子(8),所述阳极引出导箔(5)穿过隔离层(10)与正极引出端子(7)通过铆接相连,阴极引出导箔(6)穿过隔离层(10)与负极引出端子(8)通过铆接相连;位于所述隔离层(10)下方的阳极电极箔(1)和阳极引出导箔(5)铆接形成的组合结构的表面覆盖有氧化膜(9);所述阳极引出导箔(5)、阴极引出导箔(6)为厚度90-200μm的高纯铝箔;
所述导箔引出导电性高分子铝电解电容器的制造方法包括以下步骤:
S1:分别在阳极电极箔(1)和阴极电极箔(2)上铆接上阳极引出导箔(5)和阴极引出导箔(6),在阳极电极箔(1)和阴极电极箔(2)之间介入隔离纸(3)卷绕成电容器芯子,再用高温胶带包裹固定;
S2:将电容器芯子连同阳极引出导箔(5)、阴极引出导箔(6)一起浸入化成液,所述电容器芯子浸入化成液中形成介电氧化膜,电源正极与阳极引出导箔(5)相连,电源负极端子插入化成液中;浸入时电容器芯子竖直且引出端面在上,引出导箔浸入深度至少20mm;
S3:将电容器芯子连同阳极、阴极引出导箔(6)一起浸入50~85℃的去离子水中清洗;然后进行干燥处理,干燥温度120~160℃,干燥时间30~60min。
S4:步骤S2、S3循环重复2~3次;
S5:将电容器芯子放入含有导电高分子(4)微粒的分散液中浸渍30~60min。浸渍时电容器芯子低于分散液液面2~5mm;
S6:将电容器芯子进行真空热干燥,形成连续的固态导电高分子(4)电解质层。干燥时间30~60min;
S7:步骤S5、S6循环重复3~5次;
S8:经封装、老化处理后获得大尺寸导电高分子电容器。
2.根据权利要求1所述的导箔引出导电性高分子铝电解电容器,其特征在于:
所述隔离层(10)为绝缘物质,所述的隔离层(10)是由灌胶形成的胶质层。
3.根据权利要求1所述的导箔引出导电性高分子铝电解电容器,其特征在于:
所述的阳极引出导箔(5)、阴极引出导箔(6)数量为2-5对,所述的阳极引出导箔(5)、阴极引出导箔(6)宽度为5-10mm,阳极电极箔(1)的长度为500-5000mm,宽度为5-50mm。
4.根据权利要求1所述的导箔引出导电性高分子铝电解电容器,其特征在于:
所述的阳极引出导箔(5)通过激光焊接、超声波焊接或冷铆焊接中的一种连接方式与阳极电极箔(1)相接;所述阴极引出导箔(6)通过激光焊接、超声波焊接或冷铆焊接中的一种连接方式与阴极电极箔(2)相接。
5.根据权利要求1所述的导箔引出导电性高分子铝电解电容器,其特征在于:
所述的阴极电极箔(2)是表面具有钛氧化膜的铝金属箔,所述的阴极电极箔(2)宽度与阳极电极箔(1)相同,所述的阴极电极箔(2)长度略长于阳极电极箔(1)。
6.根据权利要求1所述的导箔引出导电性高分子铝电解电容器,其特征在于:
所述的隔离纸(3)由天然纤维或合成纤维中的一种或两种抄制而成。
7.根据权利要求6所述的导箔引出导电性高分子铝电解电容器,其特征在于:
所述的隔离纸(3)是由天然纤维和合成纤维混合抄制。
8.根据权利要求1所述的导箔引出导电性高分子铝电解电容器,其特征在于:
所述导电高分子(4)为聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩中的一种。
9.根据权利要求1所述的导箔引出导电性高分子铝电解电容器,其特征在于:
所述步骤S6的真空热干燥为:将经步骤S5处理的电容器芯子置于真空度0.75~0.95Pa的真空环境进行二段式干燥,其中第一段干燥温度为55~85℃,干燥时间为10~30min;第二段干燥温度为90~100℃,干燥时间为10~30min;在步骤S5、S6最后一次循环后,增加第三段干燥,干燥温度为125~150℃,干燥时间为10~30min。
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