CN110379633A - 一种固态电解电容器的含浸方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固态电解电容器的含浸方法，属于铝电解电容器技术领域。该含浸方法包括以下步骤：先将素子置于负压条件下，并使素子的底部与含浸液的液面相接触，进行第一阶段含浸处理；接着，以0.1‑0.4mm/s的下降速度带动素子向下位移，使素子的一部分浸入到含浸液中，进行第二阶段含浸处理；然后，继续以0.1‑0.4mm/s的下降速度带动素子向下位移，使素子的顶部与含浸液的液面对齐，进行第三阶段含浸处理，便可完成整个含浸工序。本发明通过分三个阶段对素子进行含浸处理，可以将含浸液均匀地分散在电解纸、铝箔表面，以及可以使含浸液浸入到素子内部更深层的腐蚀孔中，将腐蚀孔内的空气排出，从而可以提高产品的初始特性和降低产品的容衰。
Description
技术领域
本发明铝电解电容器技术领域，具体是一种固态电解电容器的含浸方法。
背景技术
含浸，是指一种将素子浸入到单体和氧化剂等溶液中，使得单体和氧化剂等溶液在素子内部形成导电高分子膜的工序。其中，含浸是制备固态电解电容器中最重要的工序之一，其对最终制得的产品的性能影响很大。
现有固态铝电解电容器的素子在含浸过程中，一般是将素子从含浸液上方以10mm/s左右的速度下降至含浸液中，并直接使含浸液浸没至素子的肩部位置，然后停留300s左右后，再取出，便可完成对素子的含浸处理。然而，由于高压化成铝箔的腐蚀孔洞较深，同时腐蚀孔会向左右延伸，所以，如果素子浸入到含浸液中的速度过快，就会导致素子内部气体与孔洞深层的气体无法有效排出，使得导电高分子溶液不易浸入到素子内部并完全附着在氧化铝表面；另外，素子及其最终制得的产品在干燥、老化以及客户的使用过程中会经过高温环境，如果，素子内部的气体未排除干净，在高温环境下会导致铝箔腐蚀孔内的气体膨胀甚至排挤出来，便有可能会使得已附着均匀的导电高分子链被冲破甚至断裂，从而会影响产品的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固态电解电容器的含浸方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种固态电解电容器的含浸方法，包括以下步骤：
（1）将若干组素子固定在横条上；
（2）将固定有素子的横条置于负压条件下，并使横条上素子的底部与含浸液的液面相接触，进行第一阶段含浸处理；
（3）以0.1-0.4mm/s的下降速度带动横条上的素子向下位移，使素子的一部分浸入到含浸液中，进行第二阶段含浸处理；
（4）继续以0.1-0.4mm/s的下降速度带动横条上的素子向下位移，使素子的顶部与含浸液的液面对齐，进行第三阶段含浸处理。
本发明实施例采用的一种优选方案，所述的步骤（2）中，将固定有素子的横条置于真空度为50-90kpa的负压条件下。
本发明实施例采用的另一种优选方案，所述步骤（2）中，第一阶段含浸处理的时间为10-60s。
本发明实施例采用的另一种优选方案，所述步骤（3）中，以0.1-0.2mm/s的下降速度带动横条上的素子向下位移。
本发明实施例采用的另一种优选方案，所述步骤（3）中，使1/2-2/3体积的素子浸入到含浸液中。
本发明实施例采用的另一种优选方案，所述步骤（3）中，第二阶段含浸处理的时间为100-300s。
本发明实施例采用的另一种优选方案，所述步骤（4）中，继续以0.1-0.2mm/s的下降速度带动横条上的素子向下位移。
本发明实施例采用的另一种优选方案，所述步骤（4）中，第三阶段含浸处理处理的时间为100-300s。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果是：
（1）本发明实施例提供的含浸方法，通过分三个不同阶段对素子进行含浸处理，可以有效地将含浸液均匀地分散在电解纸、铝箔表面，以及可以使含浸液浸入到素子内部更深层的腐蚀孔中，从而可以大幅度提高固态电解电容器产品的初始特性。
（2）本发明实施例还通过将素子浸入含浸液的下降速度控制在0.1-0.4mm/s，可以在素子进行含浸处理时，将素子内部以及铝箔腐蚀孔中残留的空气及时、缓慢地排出，从而可以保证素子内的导电高分子链不易被损坏，以提高产品的耐浪涌性能。
附图说明
图1为经对比例1含浸处理后素子内部的电解纸的示意图。
图2为经对比例2含浸处理后素子内部的电解纸的示意图。
图3为经实施例4含浸处理后素子内部的电解纸的示意图。
图4为经实施例5含浸处理后素子内部的电解纸的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
该实施例提供了一种固态电解电容器的含浸方法，包括以下步骤：
（1）将10组素子焊接固定在横条上，使素子竖直朝下，并使每组素子的底部在同一水平线上。
（2）先将固定有素子的横条安装在框架上；接着，将其置于真空度为50kpa的含浸设备中，使素子位于含浸液的上方；然后，带动横条上素子向下位移，使素子的底部与含浸液的液面相接触，并停留10s，进行第一阶段含浸处理；
（3）以0.1mm/s的下降速度带动横条上的素子向下匀速位移，使1/2体积的素子浸入到含浸液中，并停留100s，进行第二阶段含浸处理；
（4）继续以0.1mm/s的下降速度带动横条上的素子向下匀速位移，使素子的顶部与含浸液的液面对齐，并停留100s，进行第三阶段含浸处理；第三阶段含浸处理结束后，从含浸设备中取出素子，并进行干燥，即可完成整个含浸工序。
实施例2
该实施例提供了一种固态电解电容器的含浸方法，包括以下步骤：
（1）将30组素子焊接固定在横条上，使素子竖直朝下，并使每组素子的底部在同一水平线上。
（2）先将固定有素子的横条安装在框架上；接着，将其置于真空度为90kpa的含浸设备中，使素子位于含浸液的上方；然后，带动横条上素子向下位移，使素子的底部与含浸液的液面相接触，并停留60s，进行第一阶段含浸处理；
（3）以0.4mm/s的下降速度带动横条上的素子向下匀速位移，使1/2体积的素子浸入到含浸液中，并停留300s，进行第二阶段含浸处理；
（4）继续以0.4mm/s的下降速度带动横条上的素子向下匀速位移，使素子的顶部与含浸液的液面对齐，并停留300s，进行第三阶段含浸处理；第三阶段含浸处理结束后，从含浸设备中取出素子，并进行干燥，即可完成整个含浸工序。
实施例3
该实施例提供了一种固态电解电容器的含浸方法，包括以下步骤：
（1）将20组素子焊接固定在横条上，使素子竖直朝下，并使每组素子的底部在同一水平线上。
（2）先将固定有素子的横条安装在框架上；接着，将其置于真空度为80kpa的含浸设备中，使素子位于含浸液的上方；然后，带动横条上素子向下位移，使素子的底部与含浸液的液面相接触，并停留30s，进行第一阶段含浸处理；
（3）以0.3mm/s的下降速度带动横条上的素子向下匀速位移，使2/3体积的素子浸入到含浸液中，并停留200s，进行第二阶段含浸处理；
（4）继续以0.3mm/s的下降速度带动横条上的素子向下匀速位移，使素子的顶部与含浸液的液面对齐，并停留200s，进行第三阶段含浸处理；第三阶段含浸处理结束后，从含浸设备中取出素子，并进行干燥，即可完成整个含浸工序。
实施例4
该实施例提供了一种固态电解电容器的含浸方法，包括以下步骤：
（1）将20组素子焊接固定在横条上，使素子竖直朝下，并使每组素子的底部在同一水平线上。
（2）先将固定有素子的横条安装在框架上；接着，将其置于真空度为90kpa的含浸设备中，使素子位于含浸液的上方；然后，带动横条上素子向下位移，使素子的底部与含浸液的液面相接触，并停留20s，进行第一阶段含浸处理；
（3）以0.2mm/s的下降速度带动横条上的素子向下匀速位移，使2/3体积的素子浸入到含浸液中，并停留100s，进行第二阶段含浸处理；
（4）继续以0.2mm/s的下降速度带动横条上的素子向下匀速位移，使素子的顶部与含浸液的液面对齐，并停留180s，进行第三阶段含浸处理；第三阶段含浸处理结束后，从含浸设备中取出素子，并进行干燥，即可完成整个含浸工序。
实施例5
该实施例提供了一种固态电解电容器的含浸方法，包括以下步骤：
（1）将20组素子焊接固定在横条上，使素子竖直朝下，并使每组素子的底部在同一水平线上。
（2）先将固定有素子的横条安装在框架上；接着，将其置于真空度为90kpa的含浸设备中，使素子位于含浸液的上方；然后，带动横条上素子向下位移，使素子的底部与含浸液的液面相接触，并停留20s，进行第一阶段含浸处理；
（3）以0.1mm/s的下降速度带动横条上的素子向下匀速位移，使2/3体积的素子浸入到含浸液中，并停留100s，进行第二阶段含浸处理；
（4）继续以0.1mm/s的下降速度带动横条上的素子向下匀速位移，使素子的顶部与含浸液的液面对齐，并停留180s，进行第三阶段含浸处理；第三阶段含浸处理结束后，从含浸设备中取出素子，并进行干燥，即可完成整个含浸工序。
对比例1
该对比例提供了一种固态电解电容器的含浸方法，包括以下步骤：
（1）将20组素子焊接固定在横条上，使素子竖直朝下，并使每组素子的底部在同一水平线上。
（2）先将固定有素子的横条安装在框架上；接着，将其置于真空度为90kpa的含浸设备中，使素子位于含浸液的上方；然后，带动横条上素子向下位移，使素子的底部与含浸液的液面相接触，并停留20s，进行第一阶段含浸处理；
（3）以1mm/s的下降速度带动横条上的素子向下匀速位移，使2/3体积的素子浸入到含浸液中，并停留100s，进行第二阶段含浸处理；
（4）继续以1mm/s的下降速度带动横条上的素子向下匀速位移，使素子的顶部与含浸液的液面对齐，并停留180s，进行第三阶段含浸处理；第三阶段含浸处理结束后，从含浸设备中取出素子，并进行干燥，即可完成整个含浸工序。
对比例2
该对比例提供了一种固态电解电容器的含浸方法，包括以下步骤：
（1）将20组素子焊接固定在横条上，使素子竖直朝下，并使每组素子的底部在同一水平线上。
（2）先将固定有素子的横条安装在框架上；接着，将其置于真空度为90kpa的含浸设备中，使素子位于含浸液的上方；然后，带动横条上素子向下位移，使素子的底部与含浸液的液面相接触，并停留20s，进行第一阶段含浸处理；
（3）以0.5mm/s的下降速度带动横条上的素子向下匀速位移，使2/3体积的素子浸入到含浸液中，并停留100s，进行第二阶段含浸处理；
（4）继续以0.5mm/s的下降速度带动横条上的素子向下匀速位移，使素子的顶部与含浸液的液面对齐，并停留180s，进行第三阶段含浸处理；第三阶段含浸处理结束后，从含浸设备中取出素子，并进行干燥，即可完成整个含浸工序。
对比例3
该对比例提供了一种固态电解电容器的传统含浸方法，包括以下步骤：
（1）将20组素子焊接固定在横条上，使素子竖直朝下，并使每组素子的底部在同一水平线上。
（2）先将固定有素子的横条安装在框架上；接着，将其置于真空度为90kpa的含浸设备中，使素子位于含浸液的上方。
（3）以1mm/s的下降速度带动横条上的素子向下匀速位移，使素子的顶部与含浸液的液面对齐，并停留300s，进行含浸处理；含浸处理结束后，从含浸设备中取出素子，并进行干燥，即可完成整个含浸工序。
将上述对比例1-2以及实施例4-5含浸处理的素子拆开，分别得到如附图1-4的电解纸，其中，图1-4中的A-D处均为含浸不良（没有含浸到含浸液）的区域。从中可以明显看到，经实施例4和实施例5含浸的素子内的电解纸基本上含浸到了含浸液，其含浸效果明显优于对比例1-2。
另外，将上述实施例4和对比例3含浸处理后的素子，分别经相同工艺的聚合、组立和老化工序后，可以得到固态铝电解电容器产品；其中，分别取两组实施例4和对比例3最终得到的固态铝电解电容器产品，并在120Hz的频率下进行电容量（Capacitance，CAP）、损耗系数（ Dissipation Factor，DF）、（Equivalent Series Resistance，ESR）值的测试，以及对这两组产品施加25V的电压进行漏电流（Leakage Current，LC）的测试，其测试结果如下表1。需要说明的是，上述实施例4以及对比例3涉及的素子均为相同规格尺寸（规格为680μF/25V，尺寸为Φ 8*14mm）、经过相同化成修复处理的素子，此外，上述实施例4以及对比例3涉及的含浸液均采用同一种含浸液。
表1
其次，将上述实施例4和对比例3最终得到的四组固态铝电解电容器产品浪涌测试（先在电压为25V，充放电的时间为1s的条件下进行充放电一万次，然后再对产品的各项性能进行测试），其测试结果如下表2，其中△C为浪涌测试前后的电容量的变化百分比。
表2
从上表1-2可以看到，采用本发明实施例提供的含浸方法，最终制得的固态铝电解电容器产品的初始特性要优于传统含浸方法，且其对降低产品容衰能起到一定的改善效果。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种固态电解电容器的含浸方法，其特征在于，包括以下步骤：
将若干组素子固定在横条上；
将固定有素子的横条置于负压条件下，并使横条上素子的底部与含浸液的液面相接触，进行第一阶段含浸处理；
以0.1-0.4mm/s的下降速度带动横条上的素子向下位移，使素子的一部分浸入到含浸液中，进行第二阶段含浸处理；
继续以0.1-0.4mm/s的下降速度带动横条上的素子向下位移，使素子的肩部与含浸液的液面对齐，进行第三阶段含浸处理。
2.根据权利要求1所述的一种固态电解电容器的含浸方法，其特征在于，所述的步骤（2）中，将固定有素子的横条置于真空度为50-90kpa的负压条件下。
3.根据权利要求2所述的一种固态电解电容器的含浸方法，其特征在于，所述步骤（2）中，第一阶段含浸处理的时间为10-60s。
4.根据权利要求1所述的一种固态电解电容器的含浸方法，其特征在于，所述步骤（3）中，以0.1-0.2mm/s的下降速度带动横条上的素子向下位移。
5.根据权利要求4所述的一种固态电解电容器的含浸方法，其特征在于，所述步骤（3）中，使1/2-2/3体积的素子浸入到含浸液中。
6.根据权利要求1或5所述的一种固态电解电容器的含浸方法，其特征在于，所述步骤（3）中，第二阶段含浸处理的时间为100-300s。
7.根据权利要求1所述的一种固态电解电容器的含浸方法，其特征在于，所述步骤（4）中，继续以0.1-0.2mm/s的下降速度带动横条上的素子向下位移。
8.根据权利要求7所述的一种固态电解电容器的含浸方法，其特征在于，所述步骤（4）中，第三阶段含浸处理处理的时间为100-300s。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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