CN110444401B - 固体电解质片式叠层铝电解电容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的固体电解质片式叠层铝电解电容器及其制造方法，将阳极铝箔裁切成所需宽度的铝箔片；将所述铝箔片的底部直角加工成钝角；化成裁切后的所述铝箔片；基于所述化成裁切后铝箔片制备铝电解电容器。通过将裁切后的所述铝箔片底部直角加工成钝角的形状，来改善漏电及尖端放电。在还原液中混入聚合物颗粒形成悬浊液；基于所述悬浊液，在第一导电性高分子层表面制备出中间较薄、边角厚度较厚的聚合物层。
Description
技术领域
本发明涉及铝电解电容器技术领域，尤其涉及固体电解质片式叠层铝电解电容器及其制造方法。
背景技术
如图1所示，现有固体电解质片式叠层铝电解电容器组排时主要采用机械裁切方式进行底部裁断，铝箔为双直角的长条形结构。图中，1为BAR条(不锈钢条)，2为铝箔，3为铝箔的底部边角(直角)。制备成电容后直角位置为漏电的主要失效点，并可能导致存在尖端放电的潜在失效。铝箔的边角位置是漏电的容易失效点，如何在边角位置制备出厚度更厚的聚合物层，对边角做到更好的覆盖，形成更好的保护效果，从而降低漏电流，以及在外界施加电压、压力的情况下，维持漏电流的稳定性，是目前固体电解质片式叠层铝电解电容器制造中亟待解决的问题。
发明内容
因此，有必要提供一种固体电解质片式叠层铝电解电容器的制造方法，避免上述情况的出现。
为实现上述目的，本发明提出一种固体电解质片式叠层铝电解电容器的制造方法，所述制造方法包括：
将阳极铝箔裁切成所需宽度的铝箔片；
将所述铝箔片的底部直角加工成钝角；
化成裁切后的所述铝箔片；
基于化成裁切后的所述铝箔片制备铝电解电容器。
进一步地，所述基于化成裁切后的所述铝箔片制备铝电解电容器，具体包括：
在化成裁切后的所述铝箔片上制备第一导电性高分子层；
在化成裁切后的所述铝箔片上制备第二导电性高分子层；
在所述第二导电性高分子层上涂覆碳浆银浆形成半成品，并堆叠、封装、老化和分选所述半成品得到铝电解电容器。
进一步地，所述在化成裁切后的所述铝箔片上制备第一导电性高分子层，包括：
用还原液浸渍并烘干所述化成裁切后铝箔片，然后用氧化液浸渍并烘干；
重复上述用还原液浸渍和上述用氧化液浸渍的步骤N次，得到第一导电性高分子层，所述N为大于1的正整数。
进一步地，在用还原液浸渍并烘干时的条件为：
浸渍时间1～2min，烘干温度60℃～100℃，烘干时间30～10min。
进一步地，所述制造方法还包括：在所述还原液中混入聚合物颗粒形成悬浊液；
基于所述悬浊液，在所述第一导电性高分子层表面制备出中间较薄、边角厚度较厚的聚合物层。
进一步地，使用机械方法或激光切割方法将所述铝箔片的底部直角加工成钝角。
进一步地，所述第二导电性高分子层通过电化学聚合制备得到。
本发明还提出所述固体电解质片式叠层铝电解电容器由如上述的制造方法制备得到。
为实现上述目的，本发明提出一种固体电解质片式叠层铝电解电容器，所述固体电解质片式叠层铝电解电容器由如上述的制造方法制备得到。
本发明提出的固体电解质片式叠层铝电解电容器及其制造方法，将阳极铝箔裁切成所需宽度的铝箔片；将所述铝箔片的底部直角加工成钝角；化成裁切后的所述铝箔片；基于所述化成裁切后铝箔片制备铝电解电容器。通过将裁切后的所述铝箔片底部直角加工成钝角的形状，来改善漏电及尖端放电。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。
图1是现有技术的固体电解质片式叠层铝电解电容器的铝箔的底部边角(直角)示意图；
图2是本发明一个固体电解质片式叠层铝电解电容器制造方法的流程图；
图3是本发明一个固体电解质片式叠层铝电解电容器制造方法的制造过程示意图；
图4是本发明一个固体电解质片式叠层铝电解电容器制造方法的制造过程示意图；
图5是本发明一个固体电解质片式叠层铝电解电容器制造方法的制造过程示意图；
图6是本发明一个固体电解质片式叠层铝电解电容器制造方法的制造过程示意图；
图7是本发明工艺与现有技术工艺的对比图。
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作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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为实现上述目的，如图2所示，本发明提出一种固体电解质片式叠层铝电解电容器的制造方法，所述制造方法包括：
步骤1、将阳极铝箔裁切成所需宽度的铝箔片；阳极铝箔为化成裁切后的所述铝箔片。
如图3所示，将阳极箔片裁切成所需的宽度；将裁切后的铝箔片焊接在不锈钢条上，并涂布绝缘胶，进行阴阳极分区。图3中，1为BAR条(不锈钢条)，2为铝箔，3为铝箔的底部边角(直角)，4为绝缘胶/阻隔胶。
步骤2、将所述铝箔片的底部直角加工成钝角；
步骤3、化成裁切后的所述铝箔片；
步骤4、基于化成裁切后的所述铝箔片制备铝电解电容器。
如图4所示，铝箔片的底部直角加工成钝角的图示。图4中，1为BAR条(不锈钢条)，2为铝箔，3为铝箔的底部边角(钝角)。
进一步地，所述基于化成裁切后的所述铝箔片制备铝电解电容器，具体包括：
在化成裁切后的所述铝箔片上制备第一导电性高分子层；
在所述初步成型的化成裁切后的所述铝箔片上制备第二导电性高分子层；
在所述第二导电性高分子层上涂覆碳浆银浆形成半成品，并堆叠、封装、老化和分选所述半成品得到铝电解电容器。
进一步地，所述在化成裁切后的所述铝箔片上制备第一导电性高分子层，包括：
用还原液浸渍并烘干化成裁切后的所述铝箔片，然后用氧化液浸渍并烘干；
重复上述用还原液浸渍和上述用氧化液浸渍的步骤N次，得到第一导电性高分子层，所述N为大于1且小于20的正整数。
进一步地，在用还原液浸渍并烘干时的条件为：
浸渍时间1～2min，烘干温度60℃～100℃，烘干时间30～10min。
进一步地，所述制造方法还包括：在所述还原液中混入聚合物颗粒形成悬浊液；
基于所述悬浊液，在所述第一导电性高分子层表面制备出中间较薄、边角厚度较厚的聚合物层。
如图5所示，图5中，1为BAR条(不锈钢条)，2为铝箔，3为铝箔的底部边角(钝角)，4为绝缘胶/阻隔胶，53为聚合物颗粒。
如图6所示，图中，1为BAR条(不锈钢条)，2为铝箔，3为铝箔的底部边角(钝角)，4为绝缘胶/阻隔胶，51为聚合物层中部，52为聚合物层边角。
进一步地，按照质量百分比，所述还原液的组成如下：
噻吩单体，4％；
甲苯磺酸，96％，其浓度为0.9mol/L；或者，
所述还原液的组成如下：吡咯单体，4％；
甲苯磺酸，96％，其浓度为1mol/L；或者，
按照质量百分比，所述氧化液的组成如下：
过硫酸铵，3％；或者，
所述氧化液的组成如下：
甲苯磺酸铁，2％。
进一步地，按照质量百分比，所述还原液用溶剂的组成如下：
水和乙醇的混合液，其中水，80％；乙醇，20％；或加入以下成分：
颗粒大小100nm的聚噻吩，0.5％～1％；或者，
按照质量百分比，所述氧化液用溶剂的组成如下：
水的混合液，其中水，80％；或者，
所述氧化液用溶剂的组成如下：
甲苯磺酸铁，2％。
进一步地，使用机械方法或激光切割方法将所述铝箔片的底部直角加工成钝角。
固体电解质片式叠层铝电解电容器的铝箔，也可以采用模具进行冲压，底部可以冲出双R角的形状，从而减小尖端放电的概率，但带R角的冲压模具不易加工，且使用过程中模具的R角部分容易磨损，需要经常返修及维护。同时，在固体聚合物片式叠层铝电解电容器制程中边角位置的聚合物厚度主要通过增加含浸次数来实现，会导致中间位置的聚合物层也同时增厚。本发明提出的固体电解质片式叠层铝电解电容器的制造方法，通过将裁切后的所述铝箔片底部直角加工成钝角的形状，来改善漏电及尖端放电，同时在聚合物制备时，在含浸溶液中掺入颗粒物，形成悬浊液，在铝箔表面制备出中间较薄、边角厚度较厚的聚合物层。
如图7所示，图中左图(本发明制备芯子效果)，右图(现有技术工艺制备的芯子效果)，2为铝箔，4为绝缘胶/阻隔胶，5为聚合物层，51为聚合物层中部，52为聚合物层边角。
进一步地，所述第二导电性高分子层通过电化学聚合制备得到。
为实现上述目的，本发明提出一种固体电解质片式叠层铝电解电容器，所述固体电解质片式叠层铝电解电容器由如上述的制造方法制备得到。
本发明提出的固体电解质片式叠层铝电解电容器及其制造方法，将阳极铝箔裁切成所需宽度的铝箔片；将所述铝箔片的底部直角加工成钝角；化成裁切后的所述铝箔片，基于所述悬浊液，在所述第一导电性高分子层表面制备出中间较薄、边角厚度较厚的聚合物层；基于化成裁切后的所述铝箔片制备铝电解电容器。通过将裁切后的所述铝箔片底部直角加工成钝角的形状，来改善漏电及尖端放电。
实施例一
将阳极箔片裁切成所需的宽度；将裁切后的铝箔片焊接在不锈钢条上，并涂布绝缘胶，进行阴阳极分区；将裁切后铝箔的底部直角采用模具加工成钝角；裁切后的铝箔片化成；在化成裁切后的所述铝箔上含浸制备第一导电性高分子层，还原液为重量占比4％的噻吩单体、掺杂剂为对甲苯磺酸浓度为0.9mol/L、(还原液用)溶剂为水和乙醇的混合液，并加入0.5％颗粒大小100nm的聚噻吩颗粒搅拌均匀，氧化液为重量占比3％的过硫酸铵，(氧化液用)溶剂为水的混合液。浸渍还原液1min后在烘箱设置60℃和30min烘干；浸渍氧化液1min后在烘箱烘干；还原液与氧化液的烘干条件不同。重复以上步骤4次；电化学聚合制备第二导电性高分子层；被上碳浆银浆；产品进行堆叠、封装、老化和分选。
实施例二
将阳极箔片裁切成所需的宽度；将裁切后的铝箔片焊接在不锈钢条上，并涂布绝缘胶，进行阴阳极分区；将裁切后铝箔的底部直角采用激光切割加工成钝角；裁切后的铝箔片化成；在化成裁切后的所述铝箔上含浸制备第一导电性高分子层，还原液为重量占比4％的吡咯单体、掺杂剂为对甲苯磺酸浓度为1mol/L、(还原液用)溶剂为水和乙醇的混合液，氧化液为重量占比2％的对甲苯磺酸铁，(氧化液用)溶剂为水的混合液，并加入1％颗粒大小200nm的聚苯胺颗粒搅拌均匀；浸渍还原液2min后在烘箱设置100℃和10min烘干；浸渍氧化液1min后在烘箱烘干；重复以上步骤5次；电化学聚合制备第二导电性高分子层；被上碳浆银浆；产品进行堆叠、封装、老化和分选。
实施例三
将阳极箔片裁切成所需的宽度；将裁切后的铝箔片焊接在不锈钢条上，并涂布绝缘胶，进行阴阳极分区；将裁切后铝箔的底部直角采用激光切割加工成钝角；裁切后的铝箔片化成；在化成裁切后的所述铝箔上含浸制备第一导电性高分子层，还原液为重量占比4％的噻吩单体、掺杂剂为对甲苯磺酸浓度为0.9mol/L、(还原液用)溶剂为水和乙醇的混合液，并加入1％颗粒大小100nm的聚噻吩颗粒搅拌均匀，氧化液为重量占比3％的过硫酸铵，(氧化液用)溶剂为水的混合液。浸渍还原液1min后在烘箱设置60℃和30min烘干；浸渍氧化液1min后在烘箱烘干；重复以上步骤4次；电化学聚合制备第二导电性高分子层；被上碳浆银浆；产品进行堆叠、封装、老化和分选。
本发明实施例的固体电解质片式叠层铝电解电容器的制造方法，制备铝箔阳极区底部边角为钝角，制备的导电性高分子层边角保护好，电容器具有较好的漏电性能。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种固体电解质片式叠层铝电解电容器的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
将阳极铝箔裁切成所需宽度的铝箔片；
将所述铝箔片的底部直角加工成钝角；
化成裁切后的所述铝箔片；
基于化成裁切后的所述铝箔片制备铝电解电容器；
所述基于化成裁切后的所述铝箔片制备铝电解电容器，包括：在化成裁切后的所述铝箔片上制备第一导电性高分子层；
所述在化成裁切后的所述铝箔片上制备第一导电性高分子层，包括：用还原液浸渍并烘干化成裁切后的所述铝箔片，然后用氧化液浸渍并烘干；重复上述用还原液浸渍和上述用氧化液浸渍的步骤N次，得到第一导电性高分子层，所述N为大于1且小于20的正整数；
所述制造方法还包括：在所述还原液中混入聚合物颗粒形成悬浊液；基于所述悬浊液，在所述第一导电性高分子层表面制备出中间较薄、边角厚度较厚的聚合物层。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述基于化成裁切后的所述铝箔片制备铝电解电容器，还包括：
在化成裁切后的所述铝箔片上制备第二导电性高分子层；
在所述第二导电性高分子层上涂覆碳浆银浆形成半成品，并堆叠、封装、老化和分选所述半成品得到铝电解电容器。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在用还原液浸渍并烘干时的条件为：
浸渍时间1～2min，烘干温度60℃～100℃，烘干时间30～10min。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，使用机械方法或激光切割方法将所述铝箔片的底部直角加工成钝角。
5.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述第二导电性高分子层通过电化学聚合制备得到。
6.一种固体电解质片式叠层铝电解电容器，其特征在于，
所述固体电解质片式叠层铝电解电容器由如权利要求1-5任一项所述的制造方法制备得到。
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