CN114783772A - 一种汽车电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车电容器，包括：容纳盒、封盖、第一极耳、第二极耳和多个电容卷，设电容卷的数量为n，n大于等于3；本发明通过多个电容卷并联的方式，将多个电容卷的容量叠加在一起。同时，由于将整体汽车电容器是通过多个电容卷叠加来替代，电容卷的数量越多，当其中一个电容卷存在断层的时候，其对整个汽车电容器的影响很小，从而提高了整个汽车电容器的容灾能力。本发明主要用于电容器技术领域。
Description
技术领域
本发明属于电容器技术领域，特别涉及一种汽车电容器。
背景技术
现有技术中的电容器一般都是单个电容卷模式，即为了最大程度的增加电容器的容量，因此，通过复合薄膜轴卷成单个电容卷。这个虽然可以极大的提升了电容器的容量，但是，也会带来一定的风险。即对所有的复合薄膜的连续性具有较高的要求。当复合薄膜的其中一般部分存在断层的情况的时候，就会使得整个电容器的容量大打折扣，整个汽车电容器的容灾能力不强，不利于汽车电容器的稳定工作。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种汽车电容器。
本发明提供一种汽车电容器，包括：容纳盒、封盖、第一极耳、第二极耳和多个电容卷，设电容卷的数量为n，n大于等于3；
所述第一极耳和第二极耳嵌入所述封盖，所述多个电容卷均设置在容纳盒中；每一个电容卷均由第一聚丙烯复合薄膜和第二聚丙烯复合薄膜平行同向轴卷而成，第一聚丙烯复合薄膜引出第一引脚，所述第二聚丙烯复合薄膜引出第二引脚；
所述第一引脚与第一极耳导电连接，所述第二引脚与第二极耳导电连接；相邻的电容卷的外侧壁之间通过绝缘胶分隔；所述第一聚丙烯复合薄膜包括：第一聚丙烯薄膜，所述第一聚丙烯薄膜的表侧面镀覆有第一金属层；所述第二聚丙烯复合薄膜包括：第二聚丙烯薄膜，所述第二聚丙烯薄膜的表侧面镀覆有第二金属层；
所述第一金属层与第一引脚连接，所述第二金属层与第二引脚连接；所述封盖对所述容纳盒进行密封，所述容纳盒的剩余缝隙通过绝缘灌封胶进行灌封。
进一步，所述第一极耳在离开封盖部分设有第一焊接辅助孔，所述第二极耳在离开封盖部分设有第二焊接辅助孔。
进一步，所述第一极耳的表面上设有第一凹坑阵列，所述第二极耳的表面设有第二凹坑阵列。
进一步，所述第一聚丙烯薄膜和第二聚丙烯薄膜的材质相同；所述第一聚丙烯薄膜和第二聚丙烯薄膜由聚丙烯薄膜制备方法制备得到；所述聚丙烯薄膜制备方法具体包括：
(1)将二氧化锰、五氧化二钒、水混合，超声分散，然后加入聚合物，然后升温至70-100℃，保温，干燥，球磨，制得改性二氧化锰和五氧化二钒，所述二氧化锰、五氧化二钒、聚合物的重量比为1：(0.1-0.6)：(8-25)，所述聚合物选自聚乙烯醇、聚乙二醇或聚乙烯蜡中的至少一种；
(2)将醚、钛酸异丙酯、水在70-90℃下超声条件下搅拌混合，然后加入富勒烯，并调节pH至碱性，在90-100℃下保温5-8小时，干燥，制得改性富勒烯；
(3)将聚丙烯、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚酯树脂混合，加热至熔融状态，然后加入步骤(1)制得的改性二氧化锰和五氧化二钒、硅烷偶联剂、步骤(2)制得的改性富勒烯混合，加压、挤出、冷却，再进行双向拉伸，制得所述聚丙烯薄膜。
进一步，包括以下步骤：步骤(1)中，将二氧化锰、五氧化二钒、水混合，超声分散，然后加入聚合物，然后升温至70-90℃，保温1-3小时。
进一步，步骤(2)中，所述醚为乙二醇单甲醚或丙二醇甲醚。
进一步，步骤(2)中，所述醚、钛酸异丙酯、水、富勒烯的重量比为1：(0.5-1.9)：(12-22)：(0.1-0.5)。
进一步，步骤(2)中，将醚、钛酸异丙酯、水在70-90℃下超声条件下搅拌混合2-5小时，然后加入富勒烯，并调节pH为11-14，在90-100℃下保温5-8小时，干燥。
进一步，步骤(3)中，步骤(3)中，所述聚丙烯、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚酯树脂的总重量与改性二氧化锰和五氧化二钒、硅烷偶联剂、改性富勒烯的重量比为100：(1-10)：(10-30)：(0.5-1.2)。
进一步，所述第一聚丙烯薄膜的厚度为3μm至30μm，所述第二聚丙烯薄膜的厚度为3μm至30μm。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：通过多个电容卷并联的方式，将多个电容卷的容量叠加在一起。同时，由于将整体汽车电容器是通过多个电容卷叠加来替代，电容卷的数量越多，当其中一个电容卷存在断层的时候，其对整个汽车电容器的影响很小，从而提高了整个汽车电容器的容灾能力。
附图说明
图1为汽车电容器的立体结构示意图；
图2是汽车电容器的纵向截面结构示意图；
图3是汽车电容器的横向截面结构示意图。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
参考图1、图2和图3，本发明提供一种汽车电容器，包括：容纳盒100、封盖200、第一极耳210、第二极耳220和多个电容卷，设电容卷的数量为n，n大于等于3。在本具体实施例中，设置的电容卷有7个，分别记为第一电容卷101、第二电容卷102、第三电容卷103、第四电容卷104、第五电容卷105、第六电容卷106和第七电容卷107。所述第一电容卷101、第二电容卷102、第三电容卷103、第四电容卷104、第五电容卷105、第六电容卷106和第七电容卷107合围拼接，相邻的两个电容卷的外侧壁之间通过绝缘胶分隔。
所述第一极耳210和第二极耳220嵌入所述封盖200，所述多个电容卷均设置在容纳盒100中；每一个电容卷均由第一聚丙烯复合薄膜和第二聚丙烯复合薄膜平行同向轴卷而成，第一聚丙烯复合薄膜引出第一引脚，所述第二聚丙烯复合薄膜引出第二引脚；所述第一引脚与第一极耳210导电连接，所述第二引脚与第二极耳220导电连接；所述第一聚丙烯复合薄膜包括：第一聚丙烯薄膜，所述第一聚丙烯薄膜的表侧面镀覆有第一金属层；所述第二聚丙烯复合薄膜包括：第二聚丙烯薄膜，所述第二聚丙烯薄膜的表侧面镀覆有第二金属层；所述第一金属层与第一引脚连接，所述第二金属层与第二引脚连接；所述封盖200对所述容纳盒100进行密封，所述容纳盒100的剩余缝隙通过绝缘灌封胶进行灌封；
所述第一聚丙烯薄膜和第二聚丙烯薄膜的材质相同；所述第一聚丙烯薄膜和第二聚丙烯薄膜均为下述具体实施例、对比例中的制备方法制作而成。其中，第一聚丙烯薄膜的厚度和第二聚丙烯薄膜的厚度相同。第一聚丙烯薄膜的厚度为20μm。
第一金属层是通过蒸镀方式镀覆在第一聚丙烯薄膜的表侧面上；第二金属层是通过蒸镀方式镀覆在第二聚丙烯薄膜的表侧面上。第一金属层和第二金属层均为铝金属层。
本汽车电容器的技术方案所主要考虑的是：如何提升汽车电容器的可靠性。其利用在容纳盒100中设置多个电容卷，化整为零。通过多个电容卷并联的方式，将多个电容卷的容量叠加在一起。同时，由于将整体汽车电容器是通过多个电容卷叠加来替代，电容卷的数量越多，当其中一个电容卷存在断层的时候，其对整个汽车电容器的影响很小，从而提高了整个汽车电容器的容灾能力。
在一些优选的具体实施例中，第一极耳210在离开封盖200部分设有第一焊接辅助孔211，第二极耳220在离开封盖200部分设有第二焊接辅助孔222。通过设置第一焊接辅助孔211和第二焊接辅助孔222，可以方便第一极耳210和第二极耳220与外部的焊盘之间的焊接，提高焊接的稳定性。
在一些优选的具体实施例中，第一极耳210的表面上设有第一凹坑阵列310，第二极耳220的表面设有第二凹坑阵列320。通过设置第一凹坑阵列310，在通过焊锡与第一极耳210进行焊接的时候，第一凹坑阵列310增加了焊接面积，进一步提升了第一极耳210与外部的焊盘之间的稳定性。同理，通过设置第二凹坑阵列320，在通过焊锡与第二极耳220进行焊接的时候，第二凹坑阵列320增加了焊接面积，进一步提升了第二极耳220与外部的焊盘之间的稳定性。
实施例1：聚丙烯薄膜的制备
一种聚丙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将二氧化锰、五氧化二钒、水混合，超声分散，然后加入聚合物(聚乙烯醇)，然后升温至85℃，保温2小时，真空条件下干燥，球磨，制得改性二氧化锰和五氧化二钒，二氧化锰、五氧化二钒、聚合物的重量比为1：0.3：13，二氧化锰与水的重量比为1：60；改性二氧化锰和五氧化二钒的目数为150-160目；
(2)将乙二醇单甲醚、钛酸异丙酯、水在80℃下超声条件下搅拌混合3小时，然后加入富勒烯C60，并调节pH为12，在90℃下保温6小时，真空干燥，制得改性富勒烯；乙二醇单甲醚、钛酸异丙酯、水、富勒烯C60的重量比为1：0.8：15：0.3；
(3)将聚丙烯、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚酯树脂混合，聚丙烯、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚酯树脂的重量比为1：1.2：2，加热至熔融状态，然后加入步骤(1)制得的改性二氧化锰和五氧化二钒、硅烷偶联剂、步骤(2)制得的改性富勒烯混合，聚丙烯、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚酯树脂的总重量与改性二氧化锰和五氧化二钒、硅烷偶联剂、改性富勒烯的重量比为100：2.2：15：0.6，在挤压机中加压、挤出、冷却，得到薄膜片，然后在纵向拉伸机和横向取向装置中进行双向拉伸(加压、挤出、冷却、双向拉伸是本领域的常规工艺过程)，制得聚丙烯薄膜。
实施例2：聚丙烯薄膜的制备
一种聚丙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将二氧化锰、五氧化二钒、水混合，超声分散，然后加入聚合物(聚乙烯蜡)，然后升温至90℃，保温2.5小时，真空条件下干燥，球磨，制得改性二氧化锰和五氧化二钒，二氧化锰、五氧化二钒、聚合物的重量比为1：0.5：20，二氧化锰与水的重量比为1：65；改性二氧化锰和五氧化二钒的目数为160-170目；
(2)将丙二醇甲醚、钛酸异丙酯、水在75℃下超声条件下搅拌混合4小时，然后加入富勒烯C60，并调节pH为14，在96℃下保温6小时，真空干燥，制得改性富勒烯；丙二醇甲醚、钛酸异丙酯、水、富勒烯C60的重量比为1：1.8：20：0.5；
(3)将聚丙烯、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚酯树脂混合，聚丙烯、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚酯树脂的重量比为1：2：3，加热至熔融状态，然后加入步骤(1)制得的改性二氧化锰和五氧化二钒、硅烷偶联剂、步骤(2)制得的改性富勒烯混合，聚丙烯、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚酯树脂的总重量与改性二氧化锰和五氧化二钒、硅烷偶联剂、改性富勒烯的重量比为100：5：20：1，在挤压机中加压、挤出、冷却，得到薄膜片，然后在纵向拉伸机和横向取向装置中进行双向拉伸(加压、挤出、冷却、双向拉伸是本领域的常规工艺过程)，制得聚丙烯薄膜。
实施例3：聚丙烯薄膜的制备
实施例3与实施例2的区别在于，实施例3中在加入硅烷偶联剂的同时，还加入抗氧化剂(二丁基羟基甲苯，二丁基羟基甲苯的重量为硅烷偶联剂的6％)、紫外吸收剂(2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮的重量为硅烷偶联剂的3％)、分散剂(聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的重量为硅烷偶联剂的5％)，其余过程与实施例2相同。
对比例1
与实施例1相比，对比例1的区别仅在于，对比例1的步骤(1)中二氧化锰、五氧化二钒、聚合物的重量比为1：0.8：28，其余过程与实施例1相同。
对比例2
与实施例1相比，对比例2的区别仅在于，对比例2的步骤(2)中用等量的石墨烯代替富勒烯C60，其余过程与实施例1相同。
对比例3
与实施例2相比，对比例3的区别仅在于，对比例3的步骤(2)中为将丙二醇甲醚、钛酸异丙酯、水在50℃下超声条件下搅拌混合4小时，然后加入富勒烯C60，并调节pH为7，在80℃下保温6小时，真空干燥，制得改性富勒烯；乙二醇单甲醚、钛酸异丙酯、水、富勒烯C60的重量比为1：1.8：20：0.5，其余过程与实施例2相同。
产品效果测试
取分别包含实施例1-3、对比例1-2制得的聚丙烯薄膜的汽车电容器，按照常规方法对汽车电容器进行介电常数(例如用射频阻抗材料分析仪测试)、击穿强度检测(例如用程控耐压测试仪测试)，结果如表1所示。
表1
| 介电常数(10GHz) | 击穿强度(KV/cm) | |
| 实施例1 | 15.1 | 5025 |
| 实施例2 | 15.3 | 5099 |
| 实施例3 | 15.6 | 5119 |
| 对比例1 | 13.9 | 4961 |
| 对比例2 | 14.6 | 5001 |
从表1可以看出，实施例1-3制得的聚丙烯薄膜对应的汽车电容器的介电常数和击穿强度都明显优于对比例1-2。
本发明实施例1-3制得的聚丙烯薄膜应用在汽车电容器中，10GHz，介电常数超过15.0，击穿强度超过5000KV/cm。
取分别包含实施例1-3、对比例3制得的聚丙烯薄膜的汽车电容器，汽车电容器的两端施加2000V的直流电压1秒，然后短路放电0.5秒，记录汽车电容器短路充放电的次数和电容的损失率(电容的损失率为短路充放电1次对应的电容减去短路充放电90000或85000次对应的电容，然后除以短路充放电1次对应的电容，再乘以100％)，结果如表2所示。
表2
从表2可以看出，本发明实施例1-3对应的汽车电容器短路充放电90000次，对应的电容损失率也远低于对比例3对应的电容器短路充放电85000次对应的电容损失率。表明本发明制得的聚丙烯薄膜应用在汽车电容器中具有使用寿命长的特点。
对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种汽车电容器，其特征在于，包括：容纳盒、封盖、第一极耳、第二极耳和多个电容卷，设电容卷的数量为n，n大于等于3；
所述第一极耳和第二极耳嵌入所述封盖，所述多个电容卷均设置在容纳盒中；每一个电容卷均由第一聚丙烯复合薄膜和第二聚丙烯复合薄膜平行同向轴卷而成，第一聚丙烯复合薄膜引出第一引脚，所述第二聚丙烯复合薄膜引出第二引脚；
所述第一引脚与第一极耳导电连接，所述第二引脚与第二极耳导电连接；相邻的电容卷的外侧壁之间通过绝缘胶分隔；所述第一聚丙烯复合薄膜包括：第一聚丙烯薄膜，所述第一聚丙烯薄膜的表侧面镀覆有第一金属层；所述第二聚丙烯复合薄膜包括：第二聚丙烯薄膜，所述第二聚丙烯薄膜的表侧面镀覆有第二金属层；
所述第一金属层与第一引脚连接，所述第二金属层与第二引脚连接；所述封盖对所述容纳盒进行密封，所述容纳盒的剩余缝隙通过绝缘灌封胶进行灌封。
2.根据权利要求1所述的汽车电容器，其特征在于，所述第一极耳在离开封盖部分设有第一焊接辅助孔，所述第二极耳在离开封盖部分设有第二焊接辅助孔。
3.根据权利要求2所述的汽车电容器，其特征在于，所述第一极耳的表面上设有第一凹坑阵列，所述第二极耳的表面设有第二凹坑阵列。
4.根据权利要求1所述的汽车电容器，其特征在于，所述第一聚丙烯薄膜和第二聚丙烯薄膜的材质相同；所述第一聚丙烯薄膜和第二聚丙烯薄膜由聚丙烯薄膜制备方法制备得到；所述聚丙烯薄膜制备方法具体包括：
(1)将二氧化锰、五氧化二钒、水混合，超声分散，然后加入聚合物，然后升温至70-100℃，保温，干燥，球磨，制得改性二氧化锰和五氧化二钒，所述二氧化锰、五氧化二钒、聚合物的重量比为1：(0.1-0.6)：(8-25)，所述聚合物选自聚乙烯醇、聚乙二醇或聚乙烯蜡中的至少一种；
(2)将醚、钛酸异丙酯、水在70-90℃下超声条件下搅拌混合，然后加入富勒烯，并调节pH至碱性，在90-100℃下保温5-8小时，干燥，制得改性富勒烯；
(3)将聚丙烯、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚酯树脂混合，加热至熔融状态，然后加入步骤(1)制得的改性二氧化锰和五氧化二钒、硅烷偶联剂、步骤(2)制得的改性富勒烯混合，加压、挤出、冷却，再进行双向拉伸，制得所述聚丙烯薄膜。
5.根据权利要求4所述的汽车电容器，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)中，将二氧化锰、五氧化二钒、水混合，超声分散，然后加入聚合物，然后升温至70-90℃，保温1-3小时。
6.根据权利要求4所述的汽车电容器，其特征在于，步骤(2)中，所述醚为乙二醇单甲醚或丙二醇甲醚。
7.根据权利要求4所述的汽车电容器，其特征在于，步骤(2)中，所述醚、钛酸异丙酯、水、富勒烯的重量比为1：(0.5-1.9)：(12-22)：(0.1-0.5)。
8.根据权利要求4所述的汽车电容器，其特征在于，步骤(2)中，将醚、钛酸异丙酯、水在70-90℃下超声条件下搅拌混合2-5小时，然后加入富勒烯，并调节pH为11-14，在90-100℃下保温5-8小时，干燥。
9.根据权利要求4所述的汽车电容器，其特征在于，步骤(3)中，步骤(3)中，所述聚丙烯、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚酯树脂的总重量与改性二氧化锰和五氧化二钒、硅烷偶联剂、改性富勒烯的重量比为100：(1-10)：(10-30)：(0.5-1.2)。
10.根据权利要求4所述的汽车电容器，其特征在于，所述第一聚丙烯薄膜的厚度为3μm至30μm，所述第二聚丙烯薄膜的厚度为3μm至30μm。
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