CN115191019A - 电容器 - Google Patents

Abstract

一种电容器1，包括：电容器元件3，预定的液体制剂被保持在一对电极5、7之间，所述一对电极以其间插入有分隔件6的方式彼此相对；本体壳体2，容纳电容器元件3；以及橡胶制成的密封构件4，密封所述本体壳体2。供应部分设置成接触密封构件4以将保持在所述电容器元件3中的液体制剂供应到所述密封构件4。所述液体制剂具有溶解在亲油性溶剂中的脂溶性密封构件劣化抑制剂。由所述供应部分供应到所述密封构件4的密封构件劣化抑制剂渗透所述密封构件4。所述密封构件4中的所述密封构件劣化抑制剂与所述密封构件4的重量比为0.1wt％‑25wt％。

Description

电容器

技术领域

本发明涉及一种利用密封构件密封的电容器。

背景技术

在专利文献1中公开了一种已知的电容器。该电容器具有本体壳体、电容器元件和密封构件。本体壳体由金属形成为有底的筒的形状，并且其圆柱状周向壁在一端处闭合而在另一端处保持敞开以具有开口。

电容器元件具有阳极箔和阴极箔，该阳极箔和阴极箔上均形成有氧化膜，该阳极箔和阴极箔与其间的分隔件(separator)一起卷绕，并且该电容器元件被容纳在本体壳体内部。在阳极箔与阴极箔之间，保持有导电性聚合物和电解溶液。电解溶液包含预定的难挥发溶剂。本体壳体的容纳有电容器元件的开口利用由橡胶制成的密封构件进行密封。

对于上述电容器，由于电解溶液包含难挥发溶剂，因此高温环境下(诸如在发动机室中)能够抑制电解溶液中的溶剂蒸发，并且在低温至高温环境下还能实现低ESR。

专利文献2公开了一种电容器，其中在阳极箔与阴极箔之间保持有亲水性聚合物化合物。亲水性聚合物化合物保持水分，利用该水分能够修复形成在阳极箔上的氧化膜中的瑕疵。

引文列表

专利文献

专利文献1：JP-A-2017-228738(第4至9页，图1)。

专利文献2：WO 2014/050913(第9至23页，图2)。

专利文献3：JP-A-2000-100670(第2至4页，图1)。

发明内容

技术问题

不便地，当上述专利文献1所公开的电容器在150℃的高温环境下使用时，由于橡胶制成的密封构件劣化，在其中会产生微小的裂纹。密封构件中的微小裂纹在集中应力下可能成为较大裂纹的起始点，最终减小作为密封构件的橡胶的有效厚度。在减小有效厚度的情况下，密封构件会使增加量的水分透过，这使电容器的特性劣化。因此，电容器具有低的耐湿性。

此外，根据一般知识，当聚合物(诸如橡胶)在存在氧气(如在空气中)的情况下暴露于热或光的能量时，自由基的产生可能触发一系列氧化反应并且这导致物理性能劣化。为应对该问题，专利文献3教导了在密封构件中混合用于抑制氧化反应的抗氧化剂(抗老化剂)。

在此，当混合在密封构件中的抗氧化剂发挥其抗氧化剂作用时，它被消耗并逐渐耗尽。当电容器在高温环境下使用时，随着抗氧化剂耗尽，密封构件迅速劣化，导致密封构件使增加量的水分透过。因此，存在对一种电容器的需求，即使当在如150℃的高温环境中使用时，该电容器也抑制密封构件的劣化，从而提供长寿命与高耐湿性。

同样，当上述专利文献2中公开的电容器在高温环境下使用时，由于密封构件劣化，其使增加量的水分透过，并且这使电容器的特性降低。

本发明的目的是提供一种具有长寿命与增强的耐湿性的电容器。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，一种电容器包括：电容器元件，其具有保持在横跨分隔件彼此面对的一对电极之间的预定的液体制剂；本体壳体，在其中容纳有电容器元件；以及密封构件，其由橡胶制成并且密封本体壳体。提供供应部分，其与密封构件接触，并且将保持在电容器元件中的液体制剂供应到密封构件。液体制剂具有溶解在亲油性溶剂中的脂溶性密封构件劣化抑制剂。由供应部分供应到密封构件的密封构件劣化抑制剂渗透密封构件。密封构件中的密封构件劣化抑制剂与密封构件的重量比为0.1wt％-25wt％(0.1重量百分比至25重量百分比)。

根据本发明的另一方面，在上述电容器中，密封构件劣化抑制剂可以是比密封构件的成分更容易氧化的化合物。

根据本发明的另一方面，在上述电容器中，密封构件劣化抑制剂可以具有200至3000的分子量。

根据本发明的另一方面，在上述电容器中，液体制剂是具有溶解在亲油性溶剂中的密封构件劣化抑制剂和电解质的电解溶液。

根据本发明的另一方面，在上述电容器中，电解质可以包含机胺盐，并且电解溶液可以包含形成有机胺盐的疏水性有机胺。

根据本发明的另一方面，在上述电容器中，电容器元件可以保持有由导电聚合物形成的固体电解质，并且导电聚合物可以包含具有磺酸基(磺基)的掺杂剂。

根据本发明的另一方面，在上述电容器中，电容器元件可以保持有由导电聚合物形成的固体电解质，并且导电聚合物中的掺杂剂可以具有磺酸基的取代基(substituentgroup，置换基)。

根据本发明的另一方面，在上述电容器中，电容器元件可以保持有由导电聚合物形成的固体电解质，并且电解溶液可以包含可水解酯化合物。

根据本发明的另一方面，在上述电容器中，可水解酯化合物可以是硼酸酯化合物，并且硼酸酯化合物在电解溶液中的浓度可以是0.1wt％-20wt％。

根据本发明的另一方面，在上述电容器中，电容器元件可以保持有由导电聚合物形成的固体电解质。

根据本发明的另一方面，在上述电容器中，供给部分可以由分隔件形成。

根据本发明的另一方面，在上述电容器中，密封构件的与电容器元件面对的面的中心部分可以相对于该面的周边部分突出。

根据本发明的另一方面，在上述电容器中，本体壳体可以具有收缩部(constriction)，所述收缩部从本体壳体的内表面突出以挤压密封构件的外周面，并且收缩部的脊部可被布置为沿其厚度方向比密封构件的中部更远离电容器元件。

根据本发明的另一方面，在上述电容器中，供应部分可以将分隔件与密封构件联接。

根据本发明的另一方面，在上述电容器中，密封构件劣化抑制剂可以是脂溶性维生素。

根据本发明的另一方面，在上述电容器中，脂溶性维生素可以是生育酚(tocopherol，维生素E)或生育三烯酚。

根据本发明的另一方面，在上述电容器中，亲油性溶剂可以是γ-丁内酯。

根据本发明的另一方面，在上述电容器中，亲油性溶剂可以是与亲油性基团联接的聚丙三醇、聚乙二醇和丙三醇中的一种。

根据本发明的另一方面，在上述电容器中，液体制剂可以包含：亲油性溶剂；环丁砜、乙二醇、二甘醇和聚乙二醇中的一种；以及两亲性化合物。

发明的有益效果

根据本发明，电容器元件保持有液体制剂，该液体制剂具有溶解在亲油性溶剂中的溶性密封构件劣化抑制剂，供应部分使从电容器元件供应的液体制剂渗透密封构件。因此，可以抑制由于密封构件的劣化而引起的透过水分的增加量。因此，可以提供一种具有长寿命与高耐湿性的电容器。

附图说明

图1是从上方观察的根据本发明第一实施例的电容器的立体图；

图2是从下方观察的根据本发明第一实施例的电容器的立体图；

图3是根据本发明第一实施例的电容器的正视剖视图；

图4是示出根据本发明第一实施例的电容器中的电容器元件的立体图；

图5是图3中的部分H的细节图；

图6是根据本发明第二实施例的电容器的正视剖视图；

图7是图6中的部分J的细节图；

图8是图6中的部分K的细节图；

图9是示出根据本发明第二实施例的电容器的元件容纳过程的正视剖视图；

图10是示出根据本发明第二实施例的电容器的元件容纳过程的平面图；

图11是示出了根据本发明第二实施例的电容器的密封构件装配过程的正视剖视图；以及

图12是示出了根据本发明第三实施例的电容器的高温高湿度负荷测试的结果的示图。

具体实施例

<第一实施例>

在下文中，将参照附图描述本发明的实施例。图1和图2分别是从上方和下方观察的根据本发明第一实施例的电容器1的立体图。电容器1是电解电容器，并且安装在座板15上。座板15由合成树脂形成，并且保持电容器1。座板15具有形成在其中的一对通孔15a和15b。

电容器1具有引线端子8和9，它们被引导穿过座板15中的通孔15a和15b，随后向外弯曲。因此，在本体壳体2的顶面由自动化机器保持的情况下，电容器1被定位在电路板上，并且利用焊接在电路板上的焊盘(lands)上的引线端子8和9安装在那里。

图3是电容器1的正视剖视图。电容器1具有本体壳体2、电容器元件3和密封构件4。本体壳体2由金属(诸如铝)形成为圆形截面形状的有底的筒的形状。本体壳体2在一端处利用端壁部分2a闭合，而在另一端处保持敞开以具有开口2b。电容器元件3被容纳在本体壳体2内部，并且开口2b利用密封构件4密封。

图4是电容器元件3的立体图。电容器元件3具有阳极箔5、阴极箔7和分隔件6，它们分别形成为长形条的形状。阳极箔5和阴极箔7连同保持在它们之间的分隔件6一起卷绕成圆柱状以形成电容器元件3。因此，阳极箔5和阴极箔7形成横跨分隔件6彼此面对的一对电极。

均为条形状的阳极箔5、阴极箔7和分隔件6沿卷绕方向(纵向方向、长边方向)伸长，并且它们沿与卷绕方向垂直的方向(横向方向、短边方向)的各自宽度小于它们沿卷绕方向的各自长度。阳极箔5或阴极箔7的端子端部利用带12紧固。引线端子8连接至阳极箔5，引线端子9连接至阴极箔7。

分隔件6沿横向方向(轴向方向)的宽度大于阳极箔5和阴极箔7沿横向方向的宽度。因此，相对于阳极箔5和阴极箔7，分隔件6向上(朝向端壁部分2a)和向下(朝向开口2b)突出超过它们，这防止了阳极箔5与阴极箔7之间的短路。

阳极箔5和阴极箔7主要由铝形成，并且通过蚀刻被赋予增大的表面积。阳极箔5具有通过化学转化处理而形成在其表面上的介电氧化涂层。阴极箔7可以具有形成在其表面上的自然氧化涂层，也可以具有通过化学转化处理而形成的介电氧化涂层。

纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、芳纶等的纤维片用作分隔件6。为了在高温(例如，150℃)下具有持续的稳定性，优选地，分隔件6包含合成纤维。

在电容器元件3中的阳极箔5与阴极箔7之间保持有电解溶液。将电容器元件3在电解溶液中浸渍预定时间，允许电解溶液渗透保持在阳极箔5与阴极箔7之间的分隔件6。电解溶液用作实际的阴极。电解溶液还用于修复阳极箔5和阴极箔7上的氧化膜中的瑕疵。

电解溶液是一种液体制剂，其具有溶解在亲油性溶剂中的电解质和密封构件劣化抑制剂。可以使用γ-丁内酯作为亲油性溶剂。也可以使用与亲油性基团联接的聚丙三醇、聚乙二醇和丙三醇中的一种作为亲油性溶剂。为了使密封构件4中的密封构件劣化抑制剂容易渗透，优选的是，亲油性溶剂包含γ-丁内酯。

可以与亲油性溶剂一起使用环丁砜、乙二醇、二甘醇、聚乙二醇等作为电解溶液中的溶剂。在此，在必要时，可以添加两亲性化合物。例如可以使用聚乙二醇的衍生物、聚乙二醇与聚丙二醇的共聚物等作为两亲性化合物。

电解质通过溶解在溶剂中而离解成离子以施加导电性，并且例如硼酸化合物或羧酸化合物的有机胺盐用作电解质。可以将例如硼-二氧六环酸酯、硼-二甘醇酸酯、或硼-二水杨酸酯等用作硼酸化合物。可以将例如邻苯二甲酸、富马酸、己二酸、马来酸等用作羧酸化合物。

可以将例如疏水性有机胺(诸如有机叔胺、有机季胺等)用作用于形成机胺盐的有机胺。使用疏水性有机胺作为电解溶液中包含的有机胺有助于增强电容器1的耐湿性。

这样的有机胺的示例包括脂肪族胺(诸如三乙胺、三丙胺、三丁胺、三戊胺和三己胺)、杂环胺(诸如吡啶和咪唑)、芳香族胺以及它们中的任何一个的衍生物。

密封构件劣化抑制剂是一种化合物，其通过溶解在亲油性溶剂中而渗透密封构件4，并且如稍后所述，从电容器元件3被供应到密封构件4。被供应到密封构件4的密封构件劣化抑制剂通过密封构件4中的分子间的间隙渗透密封构件4。简单地讲，可以使用这样一种化合物作为密封构件劣化抑制剂，如所观察到的，在密封构件4在具有以10％的浓度溶解在亲油性溶剂中的该密封构件劣化抑制剂的溶液中浸渍一星期并且随后擦除表面上的溶液之后，其重量与仅浸渍在亲油性溶剂中的密封构件4相比显示为增加。

例如，可以使用萜类化合物(诸如在分子内包含异戊二烯骨架(其主链可以具有单键或双键，或者可以具有环状结构)的脂溶性维生素)、不饱和脂肪酸、在分子内包含不饱和脂肪酸基团的聚丙三醇酯、饱和脂肪酸，或这些中任一种的衍生物作为密封构件劣化抑制剂。

亲油性维生素的示例包括维生素A、维生素D、维生素E和维生素K。维生素A是包含类胡萝卜素骨架的化合物，并且包括视黄醇、β-胡萝卜素、α-胡萝卜素、β-隐黄素和虾青素。维生素D包括维生素D2和维生素D3。维生素E包括生育酚(α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚)和生育三烯酚(α-生育三烯酚、β-生育三烯酚、γ-生育三烯酚和δ-生育三烯酚)。维生素K包括维生素K1、维生素K2和甲萘醌-7。

这些亲油性维生素是在分子内包含异戊二烯骨架(异戊二烯skeleton)的萜类化合物，并且对由橡胶制成的密封构件4具有高亲和性。因此，为了在密封构件4中具有令人满意的渗透性和保持性，优选地使用亲油性维生素作为密封构件劣化抑制剂。优选的是，亲油性维生素包含两个或更多个异戊二烯单元，更优选包含三个或更多个异戊二烯单元。维生素A和维生素E由于其强抗氧化性能而是特别优选的。

聚丙三醇酯的示例包括包含油酸作为脂肪酸基团的四丙三醇三酯。

根据需要，电解溶液可以包含添加剂。添加剂的示例包括耐电压增强剂(诸如聚亚烷基二醇)、糖、丙三醇、聚丙三醇、这些中任一种的衍生物、磷酸酯、气体吸收剂和亲水性抗氧化剂。亲水性抗氧化剂不易渗透密封构件4，因此，其长期保持在电容器元件3内，以用于抑制电容器元件3的氧化。

在图3中，密封构件4以圆盘的形状形成为绝缘弹性材料的模制件(molding)，该密封构件具有一对通孔4a和4b。电容器元件3的引线端子8和9被压配合穿过通孔4a和4b。例如，丁基橡胶、异戊二烯橡胶、硅橡胶、含氟橡胶、乙丙橡胶(ethylene-propylene rubber，乙烯丙烯橡胶)、或三元乙丙橡胶(ethylene-propylene-diene rubber)等可以用于密封构件4。也可使用包含这些中任一种的复合材料的橡胶。

丁基橡胶是优选的，这是由于其环境抵抗性高，诸如耐热老化性、耐化学性和耐气候性，电绝缘性高，并且气体渗透性低。

在密封构件4放置在本体壳体2的开口2b中的情况下，本体壳体2通过从外侧挤压本体壳体2的外周面而模压(swage)所述本体壳体。这形成向本体壳体2内突出的收缩部(向内卷边)13。收缩部13使密封构件4的外周面向内收缩，从而使其与本体壳体2的内周面紧密接触。此外，通过收缩密封构件4而使通孔4a、4b的内表面与引线端子8、9紧密接触。因此，利用密封构件4密封本体壳体2的开口2b，以使保持在电容器元件3中的电解溶液不会从本体壳体2中泄漏出来。

本体壳体2的开口端折叠到密封构件4的外表面(背离电容器元件3)上，以形成折返部分(replicated portion)14。折返部分14和收缩部13防止密封构件4从本体壳体2中掉落。

图5是图3的部分H的详细图。朝向密封构件4突出超过阳极箔5和阴极箔7的分隔件6的至少一部分在多个点处或在某一区域上与密封构件4的顶面(面对电容器元件3)接触，以便搁置在该面上。

优选的是，分隔件6沿横向方向的宽度比阳极箔5和阴极箔7的宽度大0.3mm至2.0mm。在宽度大0.3mm或更大的情况下，分隔件6可以弯折，以使得分隔件6的底端部分与密封构件4的顶面可靠地接触，而不会对阳极箔5和阴极箔7施加应力。另一方面，如果分隔件6的横向宽度比阳极箔5和阴极箔7的宽度大2.0mm或更大，则会导致电容器1的尺寸增大。

通过分隔件6，将保持在电容器元件3中的电解溶液恒定地供应给密封构件4。即，分隔件6构成与密封构件4接触的供应部分，以将电解溶液从电容器元件3供应到密封构件4。

在此，如之前参考的图3所示，收缩部13的脊部13a被布置为比密封构件4沿其厚度方向的中部4c更远离电容器元件3(即，假设密封构件4具有厚度t，位置t/2远离其底部)。因此，如图所示，从下方挤压密封构件4的外周面，其结果是，密封构件4的上表面(面对电容器元件3)隆起，以向上凸出，使得其中心部分相对于周边部分朝向电容器元件3突出。这允许分隔件6能够在多个点处或在某一区域上可靠地与密封构件4保持接触，以便搁置在其上，使得分隔件6能够向密封构件4供应电解溶液。

在高温(例如，150℃)下，在存在水分和氧气的情况下，形成密封构件4的橡胶的成分可能部分地氧化或热分解，并且这可能引起密封构件4收缩并产生裂纹。密封构件4中的裂纹会减小橡胶的有效厚度并且降低密封性能。在该实施例中，电解溶液中所包含的密封构件劣化抑制剂通过分隔件6被供应到密封构件4，并且穿过密封构件4中的分子间间隙渗透密封构件4。这有助于减少氧气和水分的透过，并且因此抑制密封构件4的劣化，并且还有助于(抑制)由于水分的进入引起的阳极箔5和阴极箔7的水合诱发劣化。因此，可以获得具有高耐湿性的电容器1。

为了令人满意的渗透性，优选的是，密封构件劣化抑制剂的分子量为3000或更少，并且更优选地为2000或更少。为了密封构件4中的令人满意的保持性，优选的是，密封构件劣化抑制剂的分子量为200或更多，更优选地为250或更多，并且特别优选地为300或更多。使用具有所述范围内的分子量的密封构件劣化抑制剂在密封构件4中提供了令人满意的渗透性，同时伴有长期维持的密封构件劣化防止效果。

使用具有不同分子量的两种或更多种密封构件劣化抑制剂允许调整它们在密封构件4中的渗透性和保持性。

为了适当地调整电解溶液中的密封构件劣化抑制剂的量与其渗透密封构件4的量之间的平衡，优选的是，密封构件劣化抑制剂的溶解度参数(SP值)落在亲油性溶剂的SP值与密封构件4的SP值之间。为了密封构件劣化抑制剂在密封构件4中的长期保持性，优选的是，密封构件劣化抑制剂的沸点高于亲油性溶剂的沸点。

优选的是，密封构件劣化抑制剂是在150℃或更低的温度范围内比密封构件4的成分更容易氧化的化合物。除了通常称为抗氧化剂的那些化合物之外的任何化合物，只要其比密封构件4的成分更容易氧化，就可以用作密封构件劣化抑制剂。这样的化合物的优选示例包括施加抗氧化剂效果的化合物以及在分子内包含双键的化合物。特别优选的是施加稳定或消除从密封构件劣化抑制剂中产生的自由基的效果的化合物，因为它增强了密封构件劣化防止效果。

这样，即使氧气渗透到密封构件4中，密封构件劣化抑制剂也会在密封构件4的成分被氧化之前被氧化，从而在密封构件4上施加抗氧化效果。在此，即使密封构件4氧化或热分解，密封构件劣化抑制剂也会填充密封构件4中的分子间间隙，并且使密封构件4不太可能收缩。这有助于抑制密封构件4中的裂纹。

由于密封构件劣化抑制剂，密封构件4透过较少的氧气和水分；因此，电解溶液中的密封构件劣化抑制剂在电容器元件3中保持长时间而不经历劣化(诸如氧化)。此外，即使密封构件4中的密封构件劣化抑制剂通过氧化或热分解而消耗，也可以从电容器元件3向密封构件4恒定地供应密封构件劣化抑制剂。因此，可以长期抑制密封构件4的劣化。

密封构件劣化抑制剂施加的抑制密封构件4劣化的效果没有达到密封构件4的外表面；即使如此，其达到密封构件4的外表面是优选的。因此，可以在其趋于产生裂纹的外表面处抑制密封构件4的劣化，并且更有效地抑制氧气和水分的进入。

在此，密封构件劣化抑制剂可以处于在密封构件4的外表面上形成油膜的状态，或者处于通过与空气中的氧气接触发生氧化反应而形成固化涂层的状态。该涂层有助于进一步抑制氧气和水分的渗透。尽管硅橡胶和含氟橡胶的气密性低于丁基橡胶，但是提供涂层实现了更高的气密性。

优选的是，电解溶液中的密封构件劣化抑制剂的浓度是1wt％-90wt％。如果电解溶液中的密封构件劣化抑制剂的浓度小于1wt％，则不能长时间维持抑制密封构件4的氧化的效果。另一方面，如果电解溶液中的密封构件劣化抑制剂的浓度大于90wt％，则电解溶液具有增大的粘度。

这增加了电容器元件3保持电解溶液所需的时间和从电容器元件3向密封构件4供应电解溶液所需的时间，导致电容器1的工时增加。为了实现更有效的氧化抑制以及因此减少的工时，电解溶液中的密封构件劣化抑制剂的浓度为3wt％-80wt％是特别优选的。

优选的是，密封构件4中的密封构件劣化抑制剂与密封构件4的重量比为0.1wt％-25wt％。如果密封构件4中的密封构件劣化抑制剂与密封构件4的重量比小于0.1wt％，则不能充分地填充密封构件4中的分子间间隙，因此不能获得抑制水分透过的效果。

如果密封构件4中的密封构件劣化抑制剂与密封构件4的重量比大于25wt％，则密封构件4可能软化或变形。这降低了密封构件4的密封性能，并且使其不可能抑制水分的透过。更优选的是，在密封构件4渗透有密封构件劣化抑制剂之后，在密封构件4的多个面中的一个面处具有70或更大的硬度(硬度计硬度)，因为这有助于维持高的密封性能。

密封构件4的厚度与电解溶液的蒸腾速率、透过的水分量以及密封构件劣化抑制剂的渗透性相关。为了使电解溶液的蒸腾速率和透过的水分量保持较低，密封构件4的厚度为1.4mm或更大是优选的。为了允许密封构件劣化抑制剂渗透整个密封构件4以抑制裂纹，密封构件4的厚度为7mm或更小是优选的。

优选的是，密封构件4在其面对电容器元件3的侧部上的面积是分隔件6与密封构件4接触的面积的两倍或更少，并且更优选的是1.8倍或更少。这允许密封构件劣化抑制剂充分地渗透密封构件4的与电容器元件3面对的基本上整个面，因此可以获得长寿命与高耐湿性的电容器1。在密封构件4的与电容器元件3面对的面上可以形成有表面凹凸，以增大密封构件4与分隔件6(供应部分)之间的接触面积。

可以按照以下方式确认密封构件劣化抑制剂已经渗透密封构件4的与电容器元件3面对的基本上整个面。首先，在擦除密封构件4的表面上的电解溶液之后，从外周径向地将该密封构件切割成厚度为1mm且宽度为1mm的片，随后将该片粉碎。接着，通过液相色谱质谱法(LC-MS)或气相色谱质谱法(GC-MS)对使用有机溶剂从粉碎的样本中提取的溶液进行分析。这允许密封构件劣化抑制剂的检测。

电容器1通过按序执行的元件形成过程、元件容纳过程、密封构件装配过程、模制过程、以及修复过程进行制造。在元件形成过程中，将装配有引线端子8的阳极箔5和装配有引线端子9的阴极箔7与保持在其间的分隔件6一起卷绕，并将它们浸渍在电解溶液中预定时间，以形成电容器元件3。

在元件容纳过程中，电容器元件3通过开口2b插入到本体壳体2中以被容纳在其中。在密封构件装配过程中，密封构件4从开口2b侧被插入到本体壳体2(现在电容器元件3已被容纳在该本体壳体内部)中，以便装配到本体壳体2。电容器元件3的引线端子8和9穿过密封构件4中的通孔4a和4b被压配合。

在模制过程中，通过锻造，形成向本体壳体2内突出的收缩部13，并且本体壳体2的敞开端部被折叠以形成折返部分14。

在修复过程中，对形成在阳极箔5和阴极箔7上的氧化膜进行修复。该修复例如包括，在125℃的高温环境下在引线端子8与9之间施加电容器的额定电压30分钟。此时的高温环境促进了密封构件劣化抑制剂在密封构件4上的渗透性。

根据该实施例，电容器元件3保持电解溶液(液体制剂)，该电解溶液具有溶解在亲油性溶剂中的脂溶性密封构件劣化抑制剂，并且通过分隔件6(供应部分)从电容器元件3供应的液体制剂渗透密封构件4。因此，可以长期抑制由密封构件4的劣化引起的透过的水分量的增加。因此，可以提供具有长寿命与高耐湿性的电容器1。

密封构件4中的密封构件劣化抑制剂与密封构件4的重量比为0.1wt％-25wt％。这允许充分地填充密封构件4的分子间间隙，并且有助于防止密封构件4的软化和变形。因此能够可靠地抑制水分通过密封构件4的透过，并且进一步增强电容器1的耐湿性。

由于密封构件劣化抑制剂是比密封构件4的成分更容易氧化的化合物，因此在氧气进入密封构件4中的情况下，密封构件劣化抑制剂在密封构件4的成分被氧化之前被氧化。这有助于更有效地防止密封构件4由于氧化而劣化，并且有助于进一步增强电容器1的耐湿性。

由于密封构件劣化抑制剂的分子量为200至3000，因此容易渗透密封构件4并且被很好地保持，从而允许所需量的密封构件劣化抑制剂被保持在密封构件4中。这有助于进一步增强电容器1的耐湿性。

保持在电容器元件3中的液体制剂是具有溶解在亲油性溶剂中的密封构件劣化抑制剂和电解质的电解溶液。因此，容易生产具有长寿命与高耐湿性的电解电容器。

溶解在亲油性溶剂中的电解质包含有机胺盐，电解溶液包含形成该有机胺盐的亲水性有机胺。这有助于进一步增强电容器1的耐湿性。

在分隔件6与密封构件4接触的情况下，容易形成供应部分，所述供应部分将保持在电容器元件3中的液体制剂(电解溶液)供应到密封构件4。

密封构件4的与电容器元件3面对的面的中心部分相对于其周边部分突出。这允许分隔件6更可靠地保持与密封构件4接触。

从本体壳体2的内表面突出的收缩部13的脊部13a被布置为沿其厚度方向比密封构件4的中部4c更远离电容器元件3。因此，容易形成这样的密封构件4，该密封构件的与电容器元件3面对的面的中心部分相对于其周边部分突出。

利用脂溶性维生素(诸如生育酚或生育三烯酚)，容易制备脂溶性密封构件劣化抑制剂，该脂溶性密封构件劣化抑制剂防止密封构件4由于氧化而劣化。

使用γ-丁内酯作为亲油性溶剂使得容易制备其中溶解有密封构件劣化抑制剂的液体制剂。

使用与亲油性基团联接的聚丙三醇、聚乙二醇和丙三醇中的一种作为亲油性溶剂使得容易制备其中溶解有密封构件劣化抑制剂的液体制剂。

使用包含环丁砜、乙二醇、二甘醇及聚乙二醇中的一种、亲油性溶剂、以及两亲性化合物的液体制剂使得容易制备其中溶解有密封构件劣化抑制剂的液体制剂。

在该实施例中，阳极箔5可以由阀金属(诸如钽、铌、钛)形成。

<第二实施例>

图6是根据第二实施例的电容器1的正视剖视图。为了方便起见，在之前提到的图1至图5所示的第一实施例中能找到其对应部件的部件通过相同的附图标记标识。该实施例与第一实施例的不同之处在于，向密封构件4供应液体制剂的供应部分的结构不同，其它方面与第一实施例相同。

电容器1包括本体壳体2、电容器元件3、密封构件4和液体供应片10。本体壳体2、电容器元件3和密封构件4以与第一实施例类似的方式形成。

液体供应片10例如通过将纤维素纤维成形为条形的片而形成，并且被布置在本体壳体2的内表面与电容器元件3的外表面之间。液体供应片10具有吸收部分10a和接触部分10b。吸收部分10a被布置为面对端壁部分2a，并且与电容器元件3中的分隔件6接触，以吸收包含密封构件劣化抑制剂的电解溶液。接触部分10b与密封构件4接触，并且将从分隔件6吸收的电解溶液供应到密封构件4。即，液体供应片10构成与密封构件4接触的供应部分，并将分隔件6联接至密封构件4，以将电解溶液从电容器元件3供应到密封构件4。

液体供应片10的相对的侧部被弯曲以在轴向方向上从面对端壁部分2a的吸收部分10a沿着本体壳体2的内周面2c延伸。由于在轴向方向上延伸，液体供应片10朝向密封构件4突出超过电容器元件3，但是最终沿径向方向弯曲以被布置为面对密封构件4。通过这种方式，接触部分10b形成在液体供应片10的相对的端部中。

图7和图8分别是图6中的部分J和K的详细图。朝向端壁部分2a突出得超过阳极箔5和阴极箔7的分隔件6的至少一部分在多个点处或在某一区域上与吸收部分10a接触。同样，由于液体供应片10的相对的端部沿径向方向弯曲而成的接触部分10b在多个点处或在某一区域上与密封构件4接触。

通过吸收部分10a从分隔件6吸收的电解溶液通过接触部分10b被恒定地供应到密封构件4。电解溶液穿过密封构件4中的分子间间隙渗透密封构件4。因此，利用包含在电解溶液中的密封构件劣化抑制剂，可以长期抑制密封构件4由于氧化而劣化。

由于电解溶液的渗透，液体供应片10处于膨胀状态。这减小了电容器元件3在本体壳体2内部的移动范围，并且有助于增强电容器元件3的抗振性。

替代地，面对端壁部分2a的吸收部分10a可以设置在液体供应片10的一端处，并且接触部分10b可以设置在另一端处。然而，更优选的是，将液体供应片10形成为U形，并且如在该实施例中那样在中间部分中提供吸收部分10a并且在相对的端部处提供接触部分10b，因为这确保了将密封构件劣化抑制剂可靠地供应到密封构件4。

电容器1通过按序执行的元件形成过程、元件容纳过程、密封构件装配过程、模制过程、以及修复过程进行制造。元件形成过程、模制过程和修复过程与之前描述的那些类似。

图9和图10分别是示出元件容纳过程的正视剖视图和平面图。在元件容纳过程中，将条形液体供应片10沿纵向方向的中间部分放置在本体壳体2的开口2b上。液体供应片10沿横向方向的宽度等于或略小于本体壳体2的内径。随后，将电容器元件3从液体供应片10上方插入到本体壳体2中，使得液体供应片10被推入本体壳体2中。

这样，在本体壳体2的内表面与被容纳在本体壳体2内部的电容器元件3的外表面之间，液体供应片10被布置为U形。液体供应片10沿纵向方向的中间部分形成吸收部分10a，该吸收部分面对端壁部分2a并与分隔件6接触(参见图7)。另一方面，液体供应片10沿纵向方向的相对端部朝向开口2b(朝向密封构件4)突出得超过被容纳在本体壳体2内部的电容器元件3(参见图11)。

图11是示出密封构件装配过程的正视剖视图。在密封构件装配过程中，密封构件4从开口2b侧插入到本体壳体2(现在电容器元件3被容纳在该本体壳体内)中，以便装配到本体壳体2。电容器元件3的引线端子8和9被压配合穿过密封构件4中的通孔4a、4b。同时，液体供应片10沿纵向方向的相对端部被密封构件4推动以沿径向方向弯曲，形成接触部分10b，该接触部分与密封构件4的内表面(与电容器元件3面对的面)接触。

根据该实施例，电容器元件3保持电解溶液(液体制剂)，该电解溶液具有溶解在亲油性溶剂中的脂溶性密封构件劣化抑制剂，并且通过液体供应片10(供应部分)从电容器元件3供应的液体制剂渗透密封构件4。因此，可以长期抑制由密封构件4的劣化引起的透过的水分量的增加。因此，可以提供具有长寿命与高耐湿性的电容器1。

利用与密封构件4接触以将分隔件6联接到密封构件4的液体供应片10，容易形成供应部分，所述供应部分将保持在电容器元件3中的液体制剂(电解溶液)供应到密封构件。

<第三实施例>

接下来，将描述第三实施例。在该实施例中，与根据第一实施例的电容器1相反，电容器元件3保持固体电解质(未示出)以及电解溶液。因此，电容器1被构造为混合电解电容器。在其它方面，该实施例与第一实施例类似。

固体电解质由导电聚合物形成。导电聚合物有助于降低电解电容器1的ESR。例如可以使用吡咯、噻吩、苯胺或这些中任一种的衍生物的聚合物作为导电聚合物。导电聚合物掺杂有包含磺酸基(诸如聚苯乙烯磺酸)的掺杂剂。导电聚合物中的掺杂剂可以通过具有磺酸基的取代基而内自掺杂在分子内。

电容器元件3在浸渍在导电聚合物的分散液或水溶液中预定时间之后被干燥。这允许由导电聚合物形成的固体电解质层被保持在阳极箔5与阴极箔7之间。

分散液或水溶液中的磺酸基的一部分用作导电聚合物的掺杂剂。其余的磺酸基保持导电聚合物分散或溶解在水中。磺酸基呈强酸性并且溶解铝；因此，例如，分散或溶解的磺酸基中的70％或更多与碱性化合物中和。在此，为了不减轻电容器元件3中的导电聚合物的渗透性，磺酸基的中和度低于等电点(100％)。因此，分散液或水溶液包含既不用作掺杂剂也不被中和的游离磺酸基。

中和磺酸基的碱性化合物是疏水性有机胺化合物。这有助于增强导电聚合物的疏水性，并且因此可以抑制由于导电聚合物吸收水分而引起的电容器1的特性的劣化，从而增强电容器1的耐湿性。优选的是，疏水性有机胺化合物是在常温下溶解在亲油性溶剂中而不形成盐的有机胺。

掺杂剂中的磺酸基在未中和的游离态下是高度吸湿的。因此，在电解溶液中添加疏水性有机胺允许在通过干燥形成固体电解质之后通过疏水性有机胺来中和磺酸基，以形成疏水性有机胺盐。包含亲油性溶剂和溶解于其中的有机胺的电解溶液可以通过与导电聚合物接触而快速地中和掺杂剂中的磺酸基。

在这种情况下，中和磺酸基的有机胺的一部分是来自于电解溶液中的溶质的有机胺。使用疏水性有机胺作为在掺杂剂中进行中和的有机胺和包含在电解溶液中的有机胺有助于进一步增强电容器1的耐湿性。

这里与之前描述的类似，电解溶液是具有溶解在亲油性溶剂中的电解质和密封构件劣化抑制剂的液体制剂，并且覆盖固体电解质层的至少一部分。例如使用硼酸化合物或羧酸化合物的有机胺盐作为电解质。优选使用硼酸化合物，因为这样做可以使混合电容器1具有长寿命。

优选的是，在电解质中形成有机胺盐的有机胺包含上述疏水性有机胺。在此，电解溶液中的有机胺可以与中和掺杂剂中的磺酸基的有机胺相同或不同。可以一起使用多种类型的有机胺。

使用疏水性有机胺降低密封构件4、电解溶液和导电聚合物的亲水性。这有助于在高温环境(例如，150℃)下维持电容器1的耐湿性。顺便说一下，优选的是，电解溶液中包含的有机胺不包含亲水性有机胺。这使得即使用于中和掺杂剂中的磺酸基的胺被更换(bereplaced，被取代)，也可以维持电容器1的耐湿性。

电解溶液使固体电解质进入膨胀状态，这提高了固体电解质与将固体电解质保持在其间的阳极箔5和阴极箔7的接触的紧密度。这有助于降低电容器1的ESR。

电解溶液可以包含可水解酯化合物。例如可以将硼酸酯化合物、羧酸酯化合物或磷酸酯化合物用作可水解性酯化合物。在存在水分的情况下，可水解酯化合物水解。硼酸酯化合物水解成硼酸和醇，或水解成硼酸和羧酸。羧酸酯化合物水解成羧酸和醇。磷酸酯化合物水解成磷酸和醇。这些反应在弱酸性电解溶液中被促进。由于电容器1中的水分通过可水解酯化合物的水解而被消耗，因此可以减少电解溶液中的过量水分，并且进一步增强电容器1的耐湿性。

羧酸酯的示例包括邻苯二甲酸酯、马来酸酯和己二酸酯。通过羧酸酯的水解产生的羧酸可以作为电解溶液中的电解质。

硼酸酯化合物的示例包括硼-二氧杂乙酸酯(boro-dioxalic acid esters，硼-二草酸酯)、硼-二甘醇酯(boro-diglycolic acid esters，硼-二乙醇酸酯)以及硼-二水杨酸酯(boro-disalicylic acid esters)。硼酸酯化合物在电解溶液中可兼作电解质。

在电解溶液包含硼酸酯化合物的情况下，优选的是，电解溶液中的硼酸酯化合物的浓度为0.1wt％-20wt％。如果电解溶液中的硼酸酯化合物的浓度小于0.1wt％，则保持恒定水分水平的效果不足。如果电解溶液中硼酸酯化合物的浓度大于20wt％，则水解产生的产物会在分隔件6的纤维中或在阳极箔5或阴极箔7的表面上析出，并且这会降低电容器1的特性。

根据该实施例的电容器1经受耐久性测试。在所测试的该实施例的电容器1中，电解溶液包含γ-丁内酯作为亲油性溶剂、硼-双水杨酸三乙胺作为电解质、以及α-生育酚作为密封构件劣化抑制剂。密封构件劣化抑制剂在电解溶液中的浓度为10wt％。将直径9.0mm的电容器元件3浸渍在包含聚苯乙烯磺酸作为掺杂剂的导电聚合物的分散液中，随后从该分散液中取出并进行干燥，以获得固体电解质。密封构件4由丁基橡胶形成，具有9.2mm的直径和2.7mm的厚度。

作为比较例，除了电解溶液中不包含密封构件劣化抑制剂以外，制备与根据该实施例的电容器1相同的电容器。

对于该实施例的电容器1和比较例的电容器中的每一个，将20个样本在150℃的高温环境中放置2000小时。比较例的电容器的五个样本在密封构件4中形成深度为密封构件4厚度的三分之一的裂纹。相反，该实施例的电容器1的样本中没有一个在密封构件4中形成任何视觉上可识别的裂纹。

接着，对该实施例的电容器1的20个样本以及比较例中的在上述测试中产生裂纹的电容器的五个样本进行高温高湿度负荷测试。在高温高湿度负荷测试中，在温度为85℃、相对湿度为85％的环境下施加额定电压，并且每1000小时测量一次ESR。图12示出了结果，竖轴表示ESR(以mΩ为单位)，横轴表示经过时间(以小时为单位)。在图示中，字母“A”表示该实施例的电容器1，字母“B”表示比较例的电容器。

结果表明，比较例在经过2000小时之后ESR急剧升高，而该实施例的电容器1在经过6000小时后还保持低的ESR。这确认了该实施例的电容器1提供了高耐湿性和长期的稳定特性。

根据该实施例，与第一实施例相同，由分隔件6(供给部)从电容器元件3供应的电解溶液(液体制剂)渗透密封构件4。因此，可以抑制由密封构件4的劣化引起的透过水分的增加。因此，可以提供的长寿命与高耐湿性的电容器1。

导电聚合物包含具有磺酸基的掺杂剂，并且电解溶液包含疏水性有机胺；因此，磺酸被疏水性有机胺中和。因此，可以抑制由导电聚合物吸收水分引起的电容器1的特性的劣化，并且可以增强电容器1的耐湿性。

导电聚合物中的掺杂剂具有磺酸基的取代基，并且电解溶液包含疏水性有机胺；因此，磺酸被疏水性有机胺中和。因此，可以抑制由导电聚合物吸收水分导致的电容器1的特性的劣化，并且可以增强电容器1的耐湿性。

电解溶液包含可水解酯化合物。因此，通过可水解酯化合物的水解，可以减少电解溶液中的过量水分，从而进一步增强电容器1的耐湿性。

通过将电解溶液中的硼酸酯化合物的浓度设定为0.1wt％-20wt％，可以在电容器1中保持固定的水分水平，并且防止由于水解引起的析出而导致的电容器1的特性的劣化。

在该实施例中，与第二实施例相同，电解溶液可以通过液体供应片10被供应到密封构件4。

<第四实施例>

接下来，将描述第四实施例。在该实施例中，与第一实施例的电容器1相反，电容器元件3保持固体电解质(未示出)连同预定的液体制剂，而不是电解溶液。在其它方面，该实施例与第一实施例类似。

保持在电容器元件3中的固体电解质由与第三实施例中类似的导电聚合物形成。

在阳极箔5与阴极箔7之间，保持有液体制剂，该液体制剂具有溶解在亲油性溶剂中的密封构件劣化抑制剂。作为亲油性溶剂和密封构件劣化抑制剂，可以使用与第一实施例中的电解溶液中包含的那些类似的亲油性溶剂和脂溶性密封构件劣化抑制剂。

保持在电容器元件3中的液体制剂通过分隔件6被供应到密封构件4，并渗透密封构件4。这有助于防止密封构件4的劣化。因此，保持在电容器元件3中的液体制剂构成功能液，该功能液具有增强电容器1的耐湿性的功能。

功能液可以包含耐电压增强剂或导电性增强剂。例如，聚亚烷基二醇可以用作耐电压增强剂。例如包含羟基的化合物(诸如糖或丙三醇)可用作导电性增强剂。

功能液使固体电解质进入膨胀状态，并且这提高了固体电解质与阳极箔5和阴极箔7的接触紧密度。因此，可以降低电容器1的ESR。因此，功能液还具有降低电容器1的ESR的功能。

功能液可以具有增强电容器1的任何其它特性的功能。

根据该实施例，与第一实施例相同，电容器元件3保持功能液(液体制剂)，所述功能液具有溶解在亲油性溶剂中的密封构件劣化抑制剂，并且通过分隔件6从电容器元件3供应的液体制剂渗透密封构件4。因此，可以抑制由密封构件4的劣化引起的透过的水分量的增加。因此，可以提供具有长寿命与高耐湿性的电容器1。

在该实施例中，与第二实施例相同，也可以通过液体供应片10向密封构件4供应功能液。

根据第一至第四实施例，任意其它类型的电容器(诸如电双层电容器)同样可被构造为，使从电容器元件供应的液体制剂渗透密封构件4。电容器元件3的电极(阳极箔5和阴极箔7)不限于横跨分隔件6彼此面对地卷绕的电极，而可以是横跨分隔件彼此面对的一对平坦的电极。

工业适用性

本发明应用在电容器(诸如电解电容器)中以及应用在包括含有电容器的电路的车辆、电子器件等中。

附图标记列表

1 电容器

2 本体壳体

2a 端壁部分

2b 开口

2c 内周面

3 电容器元件

4 密封构件

4a、4b通孔

5 阳极箔

6 分隔件

7 阴极箔

8、9 引线端子

10 液体供应片

10、11 通孔

10a 吸收部分

10b 接触部分

12 带

13 收缩部

13a 脊部

14 折返部分

15 座板

15a 通孔。

Claims (19)

1.一种电容器，包括：

电容器元件，其具有保持在横跨分隔件彼此面对的一对电极之间的预定的液体制剂；

本体壳体，所述电容器元件被容纳所述本体壳体中；以及

密封构件，其由橡胶制成并且密封所述本体壳体，

其中，

所述电容器具有供应部分，所述供应部分与所述密封构件接触，并且将保持在所述电容器元件中的液体制剂供应到所述密封构件，

所述液体制剂具有溶解在亲油性溶剂中的脂溶性密封构件劣化抑制剂，

由所述供应部分供应到所述密封构件的密封构件劣化抑制剂渗透所述密封构件，并且

所述密封构件中的所述密封构件劣化抑制剂与所述密封构件的重量比为0.1wt％-25wt％。

2.根据权利要求1所述的电容器，其中，

所述密封构件劣化抑制剂是比所述密封构件的成分更容易氧化的化合物。

3.根据权利要求1或2所述的电容器，其中，

所述密封构件劣化抑制剂具有200至3000的分子量。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电容器，其中，

所述液体制剂是具有溶解在所述亲油性溶剂中的密封构件劣化抑制剂和电解质的电解溶液。

5.根据权利要求4所述的电容器，其中，

所述电解质包含有机胺盐，并且

所述电解溶液包含形成所述有机胺盐的疏水性有机胺。

6.根据权利要求5所述的电容器，其中，

所述电容器元件保持由导电聚合物形成的固体电解质，并且

所述导电聚合物包含具有磺酸基的掺杂剂。

7.根据权利要求5所述的电容器，其中，

所述电容器元件保持由导电聚合物形成的固体电解质，并且

所述导电聚合物中的掺杂剂具有磺酸基的取代基。

8.根据权利要求4或5所述的电容器，其中，

所述电容器元件保持由导电聚合物形成的固体电解质，并且

所述电解溶液包含可水解酯化合物。

9.根据权利要求8所述的电容器，其中，

所述可水解酯化合物是硼酸酯化合物，并且

所述硼酸酯化合物在所述电解溶液中的浓度是0.1wt％-20wt％。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的电容器，其中，

所述电容器元件保持由导电聚合物形成的固体电解质。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的电容器，其中，

所述供应部分由所述分隔件形成。

12.根据权利要求11所述的电容器，其中，

所述密封构件的与所述电容器元件面对的面的中心部分相对于所述面的周边部分突出。

13.根据权利要求12所述的电容器，其中，

所述本体壳体具有收缩部，所述收缩部从所述本体壳体的内表面突出以挤压所述密封构件的外周面，并且

所述收缩部的脊部被布置为比所述密封构件的沿其厚度方向的中部更远离所述电容器元件。

14.根据权利要求1至10中任一项所述的电容器，其中，

所述供应部分将所述分隔件与所述密封构件联接。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的电容器，其中，

所述密封构件劣化抑制剂是脂溶性维生素。

16.根据权利要求15所述的电容器，其中，

所述脂溶性维生素是生育酚或生育三烯酚。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的电容器，其中，

所述亲油性溶剂是γ-丁内酯。

18.根据权利要求1至16中任一项所述的电容器，其中，

所述亲油性溶剂是与亲油性基团联接的聚丙三醇、聚乙二醇、丙三醇中的一种。

19.根据权利要求1至16中任一项所述的电容器，其中，

所述液体制剂包含：

所述亲油性溶剂；

环丁砜、乙二醇、二甘醇和聚乙二醇中的一种；以及

两亲性化合物。

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