CN111799092A - 一种薄膜电容器及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄膜电容器及其制作方法，该薄膜电容器包括第一电极层、与第一电极层相对的第二电极层和填充于第一电极层和第二电极层之间的绝缘层，所述第一电极层包括第一基膜和设于第一基膜上的第一金属层，所述第一金属层至少设有两个，相邻两第一金属层间留有间隙，所述第二电极层包括第二基膜和设于第二基膜上的第二金属层，第二金属层能够与各第一金属层分别构成一电容器，并使各电容器串联连接。本发明实施例中薄膜电容器具有体积小、精度高、性能稳定的特点，能够提升配电设备运行质量和效率。
Description
技术领域
本发明涉及电容器技术领域，具体涉及一种薄膜电容器及其制作方法。
背景技术
随着不断增加的能源需求及燃料燃烧带来的环境污染等问题，寻找优质、高效能、低污染的能源迫在眉睫。在新兴的能源当中，薄膜储能电容器拥有的诸多优势，相比于其它储能装置，薄膜电容器具有制作成本低廉、绿色清洁、应用温度范围宽且运行性能稳定等优点，薄膜电容器的应用范围较大，在不同行业领域中，发挥着重要作用。
然而，现有技术中的电容器仍存在不耐高压、易升温等质量缺陷，且存在体积偏大，比较笨重，不利安装的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种薄膜电容器及其制作方法，能够缩小电容器的体积、提高耐压性能。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一方面，本发明提供一种薄膜电容器，包括第一电极层、与第一电极层相对的第二电极层和填充于第一电极层和第二电极层之间的绝缘层，所述第一电极层包括第一基膜和设于第一基膜上的第一金属层，所述第一金属层至少设有两个，相邻两第一金属层间留有间隙；所述第二电极层包括第二基膜和设于第二基膜上的第二金属层，第二金属层能够与各第一金属层分别构成一电容器，并使各电容器串联连接。
进一步的，所述薄膜电容器还包括介质膜，所述第一基膜设于介质膜上。
进一步的，所述第一基膜、绝缘层、第二基膜和介质膜错边叠放。
进一步的，所述第一基膜、第二基膜和/或介质膜采用金属化聚丙烯薄膜，所述绝缘层采用聚丙烯薄膜。
进一步的，所述金属化聚丙烯薄膜满足120℃下放置15min纵、横热收缩率之和不超过4％。
进一步的，所述间隙为4～5毫米。
进一步的，所述第一基膜的一端、第二基膜的另一端分别设有喷金层。
另一方面，本发明提供一种薄膜电容器的制作方法，包括如下步骤：
选用金属化聚丙烯薄膜作为基材，切割出所需尺寸的第一基膜和第二基膜；
在第一基膜上镀第一金属层以形成第一电极层，在第二基膜上镀第二金属层以形成第二电极层；
将聚丙烯薄膜作为绝缘层置于第一电极层和第二电极层之间，通过卷绕、热压形成一体结构，制得所述薄膜电容器。
进一步的，所述方法还包括在热压处理后，于第一基膜的一端、第二基膜的另一端分别喷金，制得两喷金层，在喷金层上焊接引脚。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该薄膜电容器，设有第一电极层、与第一电极层相对的第二电极层和填充于第一电极层和第二电极层之间的绝缘层，其中，第一金属层至少设有两个，相邻两第一金属层间留有间隙，通过第二电极层上的第二金属层，与各第一金属层分别构成一电容器，并使各电容器串联连接，内串结构能够充分缩小电极宽度，增大端面，有效降低自愈性击穿带来的结构性失效，提高薄膜电容器的耐压能力；本发明提供的薄膜电容器或采用本发明提供的制作方法制得的薄膜电容器具有体积小，精度高，性能稳定的特点，能够推动一二次设备深度融合进程，对提升配电设备运行质量与效率具有重要意义。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种薄膜电容器的横截面示意图；
图2为本发明实施例提供的一种薄膜电容器的制作方法流程图。
图中：11、第一基膜；12、第一金属层；13、第一电极层；14、第二基膜；15、第二金属层；16、第二电极层；17、绝缘层；18、介质膜；19、喷金层。
具体实施方式
下面参照附图详细介绍本发明的实施例，提供的实施例的目的是为了使得本领域普通技术人员能够清楚地理解本发明，并且根据这里的描述能够实现本发明。附图和具体实施例不旨在对本发明进行限定，本发明的范围由所附权利要求限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
实施例一：
如图1所示，本发明实施例提供的一种薄膜电容器01包括第一电极层13和第二电极层16，第一电极层13与第二电极层16之间填充有绝缘层17，该绝缘层17可以选用聚丙烯薄膜。
第一电极层13包括第一基膜11和设置于第一基膜11上的第一金属层12，该第一金属层12包括两个相邻的金属层，且该相邻的金属层中间留4-5mm的间隙x。
第二电极层16包括第二基膜14和设于第二基膜14上的第二金属层15，第二金属层15与第一金属层12上两个相邻的金属层之间分别构成电容器C1和C2，第二金属层15将电容C1和C2串联起来，形成金属化内串结构，以缩小电极宽度，增大端面，有效降低自愈性击穿带来的结构性失效，提高薄膜电容器01的耐压能力。
第一基膜11的底部上还设有介质膜18，该介质膜18可以是金属化聚丙烯薄膜。介质膜18应满足在120℃下放置15min时，其的纵、横热收缩率之和应不超过4％，以减小薄膜硬度，提高薄膜的耐温性能，若介质膜18的纵、横热收缩率之和超过4％，会导致薄膜出现易破碎的情形，影响耐温性能，从而影响薄膜电容器01的质量。
第一基膜11、绝缘层17、第二基膜14和介质膜18错边叠放，从而增大表面散热面积和散热系数，降低自温升。
此外，在所述第一基膜11的一端与第二基膜14的另一端还分别设有喷金层19，该喷金层19可以通过喷涂金属喷料制得，以连接外部引脚。
需要说明的是，第一金属层12设置有三个或更多个，相邻第一金属层之间均留有间隙x，第二金属层15的长度应大于所有第一金属层12的长度(含中间所有间隙的长度)，以形成多个内串结构的电容器，从而进一步增强薄膜电容器01的耐压能力。
实施例二：
本发明实施例提供了一种薄膜电容器01的制作方法，该方法能够用于制造如实施例一所述的薄膜电容器01，如图2所示，该方法包括如下步骤：
步骤一：选用金属化聚丙烯薄膜作为基材，按照所需尺寸切割出第一基膜11、第二基膜14和介质膜18，在第一基膜11上镀第一金属层12以形成第一电极层13，在第二金属膜14上镀第二金属层15以形成第二电极层16，所述第一金属层12和第二金属层15的结构可以参见实施例一；
其中，金属化聚丙烯薄膜可以由聚丙烯薄膜进行金属化处理制得。
步骤二：将预切割好的聚丙烯薄膜作为绝缘层17置于第一电极层13和第二电极层16之间，介质膜18置于第一电极层13底部(基于附图1所示方位)，通过卷绕、热压形成一体结构。
需要说明的是，第一基膜11、绝缘层17、第二基膜14和介质膜18错边叠放，从而增大表面散热面积和散热系数，降低自温升。在卷绕过程中需要控制卷绕张力在合理范围内，以免对薄膜的外观、均匀度等造成损伤；热压过程应优化热定型工艺参数，以达到不损伤薄膜的硬化涂层，不改变薄膜厚度效果。
至此，薄膜电容器01已基本完成，为更进一步方便引脚连接，可以进一步执行下述步骤；
步骤三：在热压处理后，于第一基膜11的一端、第二基膜14的另一端分别喷金，制得两喷金层19；喷金过程中应降低表面飞弧，以防止和减少气隙；
步骤四：在两喷金层19上分别焊接引脚，最终制得薄膜电容器01，薄膜电容器01制作完成后，不再对其进行环氧树脂包封，以提高在低温浇注过程中的界面绝缘配合，以避免局部放电。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (10)
1.一种薄膜电容器，其特征在于，包括第一电极层、与第一电极层相对的第二电极层和填充于第一电极层和第二电极层之间的绝缘层，所述第一电极层包括第一基膜和设于第一基膜上的第一金属层，所述第一金属层至少设有两个，相邻两第一金属层间留有间隙；所述第二电极层包括第二基膜和设于第二基膜上的第二金属层，第二金属层能够与各第一金属层分别构成一电容器，并使各电容器串联连接。
2.根据权利要求1所述的薄膜电容器，其特征在于，还包括介质膜，所述第一基膜设于介质膜上。
3.根据权利要求2所述的薄膜电容器，其特征在于，所述第一基膜、绝缘层、第二基膜和介质膜错边叠放。
4.根据权利要求2所述的薄膜电容器，其特征在于，所述第一基膜、第二基膜和/或介质膜采用金属化聚丙烯薄膜；所述绝缘层采用聚丙烯薄膜。
5.根据权利要求4所述的薄膜电容器，其特征在于，所述金属化聚丙烯薄膜满足120℃下放置15min纵、横热收缩率之和不超过4％。
6.根据权利要求1所述的薄膜电容器，其特征在于，所述间隙为4～5毫米。
7.根据权利要求1所述的薄膜电容器，其特征在于，所述第一基膜的一端、第二基膜的另一端分别设有喷金层。
8.一种如权利要求1至7任一项所述薄膜电容器的制作方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
选用金属化聚丙烯薄膜作为基材，切割出所需尺寸的第一基膜和第二基膜；
在第一基膜上镀第一金属层以形成第一电极层，在第二基膜上镀第二金属层以形成第二电极层；
将聚丙烯薄膜作为绝缘层置于第一电极层和第二电极层之间，通过卷绕、热压形成一体结构，制得所述薄膜电容器。
9.根据权利要求8所述的薄膜电容器的制作方法，其特征在于，所述方法还包括在卷绕、热压之前，将预切割好的金属化聚丙烯薄膜作为介质层置于第一电极层底部，使第一基膜、绝缘层、第二基膜和介质膜错边叠放。
10.根据权利要求9所述的薄膜电容器的制作方法，其特征在于，所述方法还包括在热压处理后，于第一基膜的一端、第二基膜的另一端分别喷金，制得两喷金层，在喷金层上焊接引脚。
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