CN112927941B - 一种小体积高压电解电容器及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种小体积高压电解电容器及其加工工艺，小体积高压电解电容器包括素子、套设在素子外的铝壳以及用于对铝壳进行封口的封口盖；素子包括正铝箔、负铝箔、电解纸、正卷针以及负卷针，正卷针铆接在正铝箔上，负卷针铆接在负铝箔上，素子由正铝箔、电解纸、负铝箔、电解纸自内向外依次重叠并卷绕而成，正铝箔和负铝箔重叠在电解纸上时，正铝箔和负铝箔边缘距电解纸边缘间距为0.5‑0.75mm。其加工工艺包括：裁切，钉接、卷绕，含浸，组立，套管，老化，分选。本申请的小体积高压电解电容器具有在减小电容体积的同时，使得电容不易被短路击穿的效果；本申请的加工工艺具有使得制得的电容保持较高成品率，实用性强的效果。

Description

一种小体积高压电解电容器及其加工工艺

技术领域

本申请涉及铝电解电容器的领域，尤其是涉及一种小体积高压电解电容器及其加工工艺。

背景技术

目前，随着人们对电子设备小型化的追求，终端电子设备如手机充电器、电源适配器等外形越来越向超小体积发展，作为三大电子元器件之一的电解电容也在朝高电压、大容量及小体积方向发展。

现有技术主要用于生产传统的大体积、小容量、低电压电容，做出来的电容只能应用在体积偏大、功率偏小的终端设备上，若减小电容体积，则制得的电容容易短路击穿，难以适应不了时代的发展。

针对上述中的相关技术，发明人认为亟需研究一种小体积高电压电解电容器。

发明内容

为了在减小电容体积的同时，使得电容不易被短路击穿，本申请提供一种小体积高压电解电容器及其加工工艺。

第一方面，本申请提供一种小体积高压电解电容器，采用如下的技术方案：

一种小体积高压电解电容器，包括素子、套设在所述素子外的铝壳以及用于对所述铝壳进行封口的封口盖；所述素子包括正铝箔、负铝箔、电解纸、正卷针以及负卷针，所述正卷针铆接在正铝箔上，所述负卷针铆接在负铝箔上，所述素子由正铝箔、电解纸、负铝箔、电解纸自内向外依次重叠并卷绕而成，所述正铝箔和负铝箔重叠在电解纸上时，所述正铝箔和负铝箔边缘距电解纸边缘间距为0.5-0.75mm。

通过采用上述技术方案，将铝箔和电解纸的边缘的间距从现有的1mm以上控制在0.5-0.75mm之间，使得卷绕成的素子长度减小，同时仍然保持一定的留边量，避免正、负铝箔接触短路，并使用负极箔外包的卷绕方式，使得电容具有更高的可靠性。

可选的，所述电解纸厚度为30-35μm。

通过采用上述技术方案，将电解纸厚度从现有的40μm以上控制在30-35μm，使得多圈电解纸卷绕成的电容芯子在相同直径规格时具有更大的容量，在容量相同时，具有更小的体积，极大的适应了市场的最新需求，同时，采用的电解纸厚度使得电解纸仍具有足够强度，降低了电解纸在裁切卷绕过程中出现裂缝或者孔洞的可能性，保证电容质量稳定、成品率较高。

可选的，所述铝壳底部垫设有绝缘层。

通过采用上述技术方案，设计的绝缘层，进一步降低因铝箔和电解纸的边缘的间距减小而导致正、负极箔接触短路的可能性，保证电容质量。

第二方面，本申请提供一种小体积高压电解电容器的加工工艺，采用如下的技术方案：

一种小体积高压电解电容器的加工工艺，包括如下步骤：

步骤一：裁切，将所述电解纸以及正、负铝箔裁切成设计要求的宽度，使得正、负铝箔宽度较电解纸宽度窄1.0-1.5mm；

步骤二：钉接、卷绕，在裁切好的所述正铝箔上铆接正卷针，裁切好的负铝箔上铆接负卷针，之后从内到外按正铝箔、电解纸、负铝箔、电解纸的顺序叠合卷绕形成素子；

步骤三：含浸，将所述素子置于电解液中充分浸透；

步骤四：组立，将浸透电解液的素子封固在铝壳中，在铝壳上盖设封口盖，得到裸品电容；

步骤五：套管，在裸品电容上套装相应带有标示的套管，得到电容初成品；

步骤六：老化，将电容初成品加压老化，得到电容中成品；

步骤七：分选，对电容中成品进行电气性能检测及外观检测，剔除电气性能和外观不达标的电容中成品，得到电容成品。

通过采用上述技术方案，通过对电容加工各工序的严格管控，降低了对铝箔和电解纸的边缘的间距调整以及对电解纸厚度调整对电容成品率的影响，使得制得的电容仍保持较高的成品率，实用性强。

可选的，所述步骤二中使用电容器卷绕机对正铝箔、负铝箔和电解纸进行叠合卷绕，且卷绕之前通过辅助纠偏装置对正铝箔、负铝箔和电解纸位置进行纠偏。

通过采用上述技术方案，通过辅助纠偏装置在卷绕之前对正铝箔、负铝箔和电解纸位置进行纠偏，使得正铝箔、负铝箔和电解纸对正，进而保证了卷绕出的素子质量稳定可靠。

可选的，所述辅助纠偏装置包括底座、平移机构、纠偏道，所述底座用于固定在电容器卷绕机上，所述纠偏道和底座通过所述平移机构连接；所述纠偏道包括依次设置的进口段、过渡段和导正段，所述进口段呈扩口设置，所述过渡段的侧壁和底壁之间平滑过渡，且所述过渡段的平滑过渡部半径由靠近进口段一侧向靠近导正段一侧逐渐减小。

通过采用上述技术方案，设计的平移机构和纠偏道，纠偏道通过进口段、过渡段和导正段配合，在进行纠偏的同时降低了铝箔和电解纸产生撕裂裂缝的可能性，同时便于保持铝箔和电解纸平整，方便实用；通过平移机构对纠偏道位置进行调整，使得全部纠偏道导正段出口对正，进而使得正铝箔、负铝箔和电解纸对正，适应性强。

可选的，所述纠偏道内设置有压纸组件，所述压纸组件包括若干压轮，所述压轮转轴两端同轴设置有轴承，所述纠偏道侧壁上开设有供所述轴承滑移的滑槽，所述滑槽沿垂直于所述纠偏道底壁的方向设置，所述滑槽远离纠偏道底壁一侧的侧壁与轴承外圈之间设置有处于压缩状态的弹簧。

通过采用上述技术方案，设计的压纸组件，对铝箔和电解纸进行限位，与纠偏槽配合，提升纠偏效果，同时便于保持铝箔和电解纸平整，有助于提升加工质量。

可选的，所述进口段内设置的压轮靠近进口段侧壁设置，并仅设置在靠近的所述进口段侧壁上，且所述进口段内的压轮轴线方向与相连的进口段侧壁垂直。

通过采用上述技术方案，由设置在进口段内的压轮配合进口段进行纠偏，有助于提升对铝箔或者电解纸的纠偏效果，实用性强。

可选的，所述纠偏道底壁上均嵌设有若干滚珠。

通过采用上述技术方案，设计的滚珠，将铝箔和电解纸与纠偏道底壁之间从滑动摩擦转变为滚动摩擦，降低了电解纸和铝箔在纠偏过程中产生撕裂缝隙的可能，有助于提升电容成品率，提高辅助纠偏装置的使用可靠性。

可选的，所述平移机构包括导向组件和微调组件；述导向组件包括导轨和导块，所述导轨设置在底座上，且所述导轨长度方向纠偏道长度方向垂直，所述导块固设在纠偏道上，且与所述导轨滑动连接；所述微调组件包括螺杆和与所述螺杆螺纹连接的螺纹套筒，所述螺杆转动连接在底座上，且平行于导轨设置，所述螺纹套筒固设在所述纠偏道上。

通过采用上述技术方案，设计的导向组件和微调组件，结构简单，便于操作，便于对纠偏道位置进行调整，方便实用。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.设计的电解纸的边缘的间距，使得卷绕成的素子长度减小，同时仍然保持一定的留边量，避免正、负铝箔接触短路，并使用负极箔外包的卷绕方式，使得电容具有更高的可靠性；

2.设计的加工工艺，通过对电容加工各工序的严格管控，降低了对铝箔和电解纸的边缘的间距调整以及对电解纸厚度调整对电容成品率的影响，使得制得的电容仍保持较高的成品率，实用性强；

3.设计的平移机构和纠偏道，纠偏道通过进口段、过渡段和导正段配合，在进行纠偏的同时降低了铝箔和电解纸产生撕裂裂缝的可能性，同时便于保持铝箔和电解纸平整，方便实用；通过平移机构对纠偏道位置进行调整，使得全部纠偏道导正段出口对正，进而使得正铝箔、负铝箔和电解纸对正，适应性强。

附图说明

图1是本申请实施例1的小体积高压电解电容器的整体结构示意图。

图2是图1中素子的展开结构示意图。

图3是本申请实施例2中纠偏装置的整体结构示意图。

图4是图3中A部分的放大示意图。

附图标记说明：1、素子；11、正铝箔；12、负铝箔；13、电解纸；14、正卷针；15、负卷针；2、铝壳；3、封口盖；4、底座；41、长螺栓；5、平移机构；51、导轨；52、导块；53、螺杆；54、螺纹套筒；6、纠偏道；61、进口段；62、过渡段；63、导正段；64、压纸组件；641、压轮；642、轴承；643、滑槽；644、弹簧；65、滚珠。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种小体积高压电解电容器及其加工工艺。

实施例1

本申请实施例1公开一种小体积高压电解电容器。

参照图1和图2，小体积高压电解电容器包括素子1、套设在素子1外的铝壳2以及用于对铝壳2进行封口的封口盖3。素子1包括正铝箔11、负铝箔12、电解纸13、正卷针14以及负卷针15，正卷针14铆接在正铝箔11上，负卷针15铆接在负铝箔12上，素子1由正铝箔11、电解纸13、负铝箔12、电解纸13自内向外依次重叠并卷绕而成，其中，电解纸13厚度为30μm，也可采用35μm厚度的电解纸13，电解纸13厚度凡是在30-35μm之间均可。正铝箔11和负铝箔12边缘距电解纸13边缘间距即为图2中d所示距离，本实施例中，当正铝箔11和负铝箔12重叠在电解纸13上时，d为0.6mm，d也可为0.5mm或者0.7mm，凡是在0.5-0.75mm之间均可。铝壳2底部垫设有绝缘层，本实施例中，绝缘层设置为绝缘电解纸13。封口盖3采用橡胶盖，橡胶盖卡接在封口盖3上。通过采用较薄的电解纸13以及控制正铝箔11和负铝箔12边缘距电解纸13边缘间距，使得电容在能够正常使用、不易发生故障的同时，体积得以缩小。

实施例2

本申请实施例2公开一种小体积高压电解电容器的加工工艺，实施例1中的小体积高压电解电容器采用该工艺加工制得。

小体积高压电解电容器的加工工艺包括如下加工步骤：

步骤一：裁切，使用裁切机对电解纸13以及正、负铝箔12纸盘裁进行裁切，使得正、负铝箔12宽度较电解纸13宽度窄1.2mm；

步骤二：钉接、卷绕，将裁切好的电解纸13以及正、负铝箔12纸盘装设在安装有辅助纠偏装装置的电容卷绕机上，电容卷绕机在裁切好且经过纠偏的正铝箔11上铆接正导针，在裁切好且经过纠偏的负铝箔12上铆接负导针，并将电解纸13以及正、负铝箔12按照正铝箔11、电解纸13、负铝箔12、电解纸13的顺序从内到外叠合卷绕，最后用胶带粘封成素子1，

步骤三：含浸，将电容芯子置于装有电解液的含浸机中进行渗浸，直至电解液将电容芯子充分浸透；

步骤四：组立，将封口盖3安装在浸透电解液的电容芯子上，并利用封口机封固在底部垫设有绝缘层的铝壳2中，之后进行清洗，将残留在正、负导针以及封口盖3的导针穿孔上的残留电解液清洗干净，得到裸品电容；

步骤五：套管，在裸品电容上套装相应带有标示的热收缩套管，通过热收缩机对热收缩套管加热，使得热收缩套管热缩，得到电容初成品；

步骤六：老化，将电容初成品常温下加压至1.1倍额定电压，再置于85℃环境中，于1.06倍电压下老化5h，得到电容中成品；

步骤七：分选，对电容中成品进行电气性能检测，包括静电容量检测、泄漏电流检测和损耗角检测；对检测合格的电容中成品进行外观检测，外管检测合格的电容中成品通过编带剪脚机剪去多余编带，得到电容成品，包装入库。

参照图3，步骤二中安装于电容卷绕机上的辅助纠偏装置包括底座4、平移机构5以及纠偏道6。底座4通过贯穿底座4的两根长螺栓41固定在电容器卷绕机上，纠偏道6和底座4通过平移机构5连接。

参照图3，平移机构5包括导向组件和微调组件；导向组件包括导轨51和导块52，导轨51焊接在底座4上，且导轨51长度方向与纠偏道6长度方向垂直，导块52焊接在纠偏道6底壁上，并与导轨51滑动连接；微调组件包括螺杆53和与螺杆53螺纹连接的螺纹套筒54，螺杆53通过焊接在底座4顶壁上的两套管转动连接在底座4上，且平行于导轨51设置，螺纹套筒54焊接在纠偏道6底壁上。

参照图3，纠偏道6包括依次一体设置的进口段61、过渡段62和导正段63，进口段61呈扩口设置，进口段61和过渡段62的侧壁和底壁之间均平滑过渡，且过渡段62的平滑过渡部半径由靠近进口段61一侧向靠近导正段63一侧逐渐减小。进口段61、过渡段62和导正段63底壁上均嵌设有若干滚珠65。

参照图3和图4，纠偏道6内设置有压纸组件64，压纸组件64包括若干压轮641，过渡段62和导正段63内的压轮641转轴两端同轴键连接有轴承642，纠偏道6侧壁上开设有供轴承642滑移的滑槽643，滑槽643沿垂直于纠偏道6底壁的方向设置，滑槽643远离纠偏道6底壁一侧的侧壁与轴承642外圈之间设置有处于压缩状态的弹簧644，弹簧644一端与滑道侧壁焊接，另一端与轴承642外圈焊接。进口段61内设置的压轮641靠近进口段61侧壁设置，并仅在靠近进口段61侧壁一侧同轴焊接有压轮641转轴，且进口段61内的压轮641轴线方向与相连的进口段61侧壁垂直。

实施例2中辅助纠偏装置的实施原理为：使用时，使得铝箔或者电解纸13自纠偏道6中穿过，旋拧螺杆53，使得螺纹套筒54沿螺杆53长度方向移动，纠偏道6随螺纹套筒54一同移动，直至全部纠偏道6出口端中线位于同一水平面内，完成纠偏道6位置微调对正，之后随着电容卷绕机工作，铝箔或者电解纸13在经过纠偏道6时，先经过进口段61初步纠偏归中，然后通过过渡段62进行二次纠偏归中，最后通过导正段63，由导正段63侧壁限位，进行三次纠偏归中，使得最终自纠偏道6出口端输出的铝箔和电解纸13中线对正。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种小体积高压电解电容器的加工工艺，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：裁切，将所述电解纸（13）以及正、负铝箔（12）裁切成设计要求的宽度，使得正、负铝箔（12）宽度较电解纸（13）宽度窄1.0-1.5mm；

步骤二：钉接、卷绕，在裁切好的所述正铝箔（11）上铆接正卷针（14），裁切好的负铝箔（12）上铆接负卷针（15），之后从内到外按正铝箔（11）、电解纸（13）、负铝箔（12）、电解纸（13）的顺序叠合卷绕形成素子（1）；

步骤三：含浸，将所述素子（1）置于电解液中充分浸透；

步骤四：组立，将浸透电解液的素子（1）封固在铝壳（2）中，在铝壳（2）上盖设封口盖（3），得到裸品电容；

步骤五：套管，在裸品电容上套装相应带有标示的套管，得到电容初成品；

步骤六：老化，将电容初成品加压老化，得到电容中成品；

步骤七：分选，对电容中成品进行电气性能检测及外观检测，剔除电气性能和外观不达标的电容中成品，得到电容成品；

所述步骤二中使用电容器卷绕机对正铝箔（11）、负铝箔（12）和电解纸（13）进行叠合卷绕，且卷绕之前通过辅助纠偏装置对正铝箔（11）、负铝箔（12）和电解纸（13）位置进行纠偏；

所述辅助纠偏装置包括底座（4）、平移机构（5）以及纠偏道（6），所述底座（4）用于固定在电容器卷绕机上，所述纠偏道（6）和底座（4）通过所述平移机构（5）连接；所述纠偏道（6）包括依次设置的进口段（61）、过渡段（62）和导正段（63），所述进口段（61）呈扩口设置，所述过渡段（62）的侧壁和底壁之间平滑过渡，且所述过渡段（62）的平滑过渡部半径由靠近进口段（61）一侧向靠近导正段（63）一侧逐渐减小；

所述平移机构（5）包括导向组件和微调组件；所述导向组件包括导轨（51）和导块（52），所述导轨（51）设置在底座（4）上，且所述导轨（51）长度方向与纠偏道（6）长度方向垂直，所述导块（52）固设在纠偏道（6）上，且与所述导轨（51）滑动连接；所述微调组件包括螺杆（53）和与所述螺杆（53）螺纹连接的螺纹套筒（54），所述螺杆（53）转动连接在底座（4）上，且平行于导轨（51）设置，所述螺纹套筒（54）固设在所述纠偏道（6）上。

2.根据权利要求1所述的一种小体积高压电解电容器的加工工艺，其特征在于：小体积高压电解电容器包括素子（1）、套设在所述素子（1）外的铝壳（2）以及用于对所述铝壳（2）进行封口的封口盖（3）；所述素子（1）包括正铝箔（11）、负铝箔（12）、电解纸（13）、正卷针（14）以及负卷针（15），所述正卷针（14）铆接在正铝箔（11）上，所述负卷针（15）铆接在负铝箔（12）上，所述素子（1）由正铝箔（11）、电解纸（13）、负铝箔（12）、电解纸（13）自内向外依次重叠并卷绕而成，所述正铝箔（11）和负铝箔（12）重叠在电解纸（13）上时，所述正铝箔（11）和负铝箔（12）边缘距电解纸（13）边缘间距为0.5-0.75mm。

3.根据权利要求2所述的一种小体积高压电解电容器的加工工艺，其特征在于：所述电解纸（13）厚度为30-35μm。

4.根据权利要求3所述的一种小体积高压电解电容器的加工工艺，其特征在于：所述铝壳（2）底部垫设有绝缘层。

5.根据权利要求1所述的一种小体积高压电解电容器的加工工艺，其特征在于：所述纠偏道（6）内设置有压纸组件（64），所述压纸组件（64）包括若干压轮（641），所述压轮（641）转轴两端同轴设置有轴承（642），所述纠偏道（6）侧壁上开设有供所述轴承（642）滑移的滑槽（643），所述滑槽（643）沿垂直于所述纠偏道（6）底壁的方向设置，所述滑槽（643）远离纠偏道（6）底壁一侧的侧壁与轴承（642）外圈之间设置有处于压缩状态的弹簧（644）。

6.根据权利要求5所述的一种小体积高压电解电容器的加工工艺，其特征在于：所述进口段（61）内设置的压轮（641）靠近进口段（61）侧壁设置，并仅设置在靠近的所述进口段（61）侧壁上，且所述进口段（61）内的压轮（641）轴线方向与相连的进口段（61）侧壁垂直。

7.根据权利要求6所述的小体积高压电解电容器的加工工艺，其特征在于：所述纠偏道（6）底壁上均嵌设有若干滚珠。

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