CN115191020B - 电容器 - Google Patents
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Abstract
一种电容器1,包括:电容器元件3,其在阳极箔5与阴极箔7之间保持预定的溶液,所述阳极箔和阴极箔与其间的分隔件6一起卷绕;本体壳体2,其形成为有底的筒的形状,其中一端由端壁2a闭合而另一端敞开以具有开口2b,并且本体壳体容纳所述电容器元件3;液体供应片10,设置在所述本体壳体2的内表面与所述电容器元件3的外表面之间;以及密封构件4,其密封所述开口2b。所述溶液具有溶解在亲油性溶剂中的密封构件劣化抑制剂来。所述片10具有接触所述分隔件6以吸收所述溶液的吸收部分10a和接触所述密封构件4以向其供应所述溶液的供应部分10b。
Description
技术领域
本发明涉及一种设有密封构件的电容器。
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电解溶液。引线端子分别连接到阳极箔和阴极箔。本体壳体的容纳有电容器元件的开口利用由橡胶等制成的密封构件进行密封,并且引线端子穿过密封构件被引出本体壳体外。
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,在密封构件中混合有用于抑制氧化反应的抗氧化剂(抗老化剂)。
专利文献2和3公开了具有固体电解质代替电解溶液的电容器。这些电容器具有专利文献1中公开的那样的本体壳体、电容器元件和密封构件。在电容器元件的阳极箔与阴极箔之间,保持有作为固体电解质的导电聚合物。在这样构造的电容器中,导电聚合物有助于降低ESR。
在专利文献3的电容器中,亲水性聚合物化合物被保持在阳极箔与阴极箔之间。亲水性聚合物化合物保持水分,并且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-2000-100670(第2至4页,图1)。
专利文献2:JP-A-2016-76562(第7至16页,图2)。
专利文献3:WO 2014/050913(第9至23页,图2)。
发明内容
技术目的
当今,随着包含有电容器的装置被越来越紧凑和高性能地制造,电容器越来越被布置得靠近产生大量热量的马达、发动机、快速操作的半导体装置等。因此,电容器越来越多地用于高温环境下。
在上述专利文献1中公开的电容器中,混合在密封构件中的抗老化剂随着其施加抗氧化剂效果而被消耗,并逐渐耗尽。当电容器在高温环境下使用时,由于抗老化剂被耗尽,密封元件迅速劣化。这通常引起电解溶液从本体壳体中蒸发出来,通常以所谓的干燥状态而告终。因此,存在电容器不能长期稳定地维持其特性的问题。
同样,当在高温环境下使用上述专利文献3中公开的电容器时,密封构件劣化。因此,随着密封构件劣化,保持在阳极箔与阴极箔之间的亲水性聚合物化合物中的水从本体壳体中漏出,并且这导致无法修复氧化膜。因此,存在电容器不能长期稳定地维持其特性的问题。
这不仅对于修复氧化膜的功能液是真实的:对于具有增强电容器的特性的功能的功能液也是真实的,同样,功能液的泄漏也会导致电容器不能长期稳定地维持其特性。
本发明的目的是提供一种能够长期稳定地维持其特性的电容器。
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,其在阳极箔与阴极箔之间保持有预定的溶液,该阳极箔和阴极箔与其间的分隔件一起卷绕;本体壳体,其形成为有底的筒的形状,该筒在一端处以端壁部分闭合而在另一端处保持敞开以具有开口,并且电容器元件被容纳在本体壳体中;液体供应片,其被布置在本体壳体的内表面与电容器元件的外表面之间;以及密封构件,其密封开口。溶液具有溶解在亲油性溶剂中的密封构件劣化抑制剂。液体供应片具有:吸收部分,其与分隔件接触以吸收溶液;以及供应部分,其与密封构件接触以向密封构件供应溶液。
根据本发明的另一方面,在上述电容器中,液体供应片的吸收部分可被布置为面对端壁部分,并且液体供应片可以从吸收部分弯曲以在轴向方向上沿着本体壳体的内周面延伸。
根据本发明的另一方面,在上述电容器中,液体供应片的相对端部可以从吸收部分弯曲,以在相对端部中形成供应部分。
根据本发明的另一方面,在上述电容器中,分隔件沿轴向方向的宽度可以大于阳极箔和阴极箔沿轴向方向的宽度,并且分隔件朝向端壁部分突出超过阳极箔和阴极箔。
根据本发明的另一方面,在上述电容器中,液体供应片可以朝向密封构件突出超过电容器元件。
根据本发明的另一方面,在上述电容器中,液体供应片的在轴向方向是哪个延伸的供应部分可以沿径向方向弯曲以被布置为面对密封构件。
根据本发明的另一方面,在上述电容器中,通过供应部分供应到密封构件的溶液可以渗透密封构件,由密封构件劣化抑制剂通过氧化而固化所产生的涂层可以覆盖密封构件的外表面,并且在密封构件的内部溶液可以存在于涂层的电容器元件侧上。
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固体电解质。
根据本发明的另一方面,在上述电容器中,溶液可以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,电解溶液中的密封构件劣化抑制剂的浓度为1wt%至90wt%(1重量百分比至90重量百分比)。
根据本发明的另一方面,在上述电容器中,电解溶液中的密封构件劣化抑制剂的浓度可以为3wt%至80wt%。
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,溶液可以包含: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。
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或生育三烯酚。
发明的有益效果
根据本发明,电容器元件保持有预定溶液,所述预定溶液具有溶解在亲油性溶剂中的密封构件劣化抑制剂,并且液体供应片具有吸收部分和供应部分,所述吸收部分与分隔件接触以吸收溶液,所述供应部分与密封构件接触以向密封构件供应电解溶液。这允许从分隔件通过液体供应片向密封构件供应密封构件劣化抑制剂,并且有助于长期抑制密封构件由于氧化而劣化。因此,可以防止保持在电容器元件中的溶液泄漏,并且可以长时间稳定地维持电容器的特性。
附图说明
图1是从上方观察的根据本发明第一和第二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和第二实施例的电容器的立体图;
图3是根据本发明第一和第二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和第二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G的细节图;
图6是图3中的部分H的细节图;
图7是示出根据本发明第一和第二实施例的电容器的元件容纳过程的正视剖视图;
图8是示出根据本发明第一和第二实施例的电容器的元件容纳过程的平面图;以及
图9是示出了根据本发明第一和第二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、密封构件4和液体供应片10。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,本体壳体在一端处利用端壁部分2a闭合,而在另一端处敞开以具有开口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包括阳极箔5、阴极箔7和分隔件6。阳极箔5和阴极箔7均由金属箔形成,呈长形条的形状。分隔件6由无纺织物等形成,呈长形条的形状。
电容器元件3通过将阳极箔5和阴极箔7与其间的分隔件6一起卷绕成圆柱状而形成。阳极箔5、阴极箔7和分隔件6均为条的形状,沿卷绕方向(纵向方向、长边方向)伸长,并且其沿与卷绕方向正交的方向(横向方向、短边方向)的宽度小于它们沿卷绕方向的长度。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连接于阳极箔5,引线端子9连接于阴极箔7。
分隔件6沿轴向方向(横向方向)的宽度大于阳极箔5和阴极箔7沿轴向宽度的宽度。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由阀金属(诸如铝、钽、铌或钛)形成。阴极箔7横跨分隔件6面对阳极箔5,并且由铝等形成。阳极箔5和阴极箔7的表面上均形成有氧化膜(未示出)。
在电容器元件3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。电解溶液还有助于修复阳极箔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备剂,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。在该实施例中,可以使用γ-丁内酯作为亲油性溶剂。还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,亲油性溶剂包含γ-丁内酯是优选的。
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。可以使用例如聚乙二醇的衍生物或聚乙二醇与聚丙二醇的共聚物作为两亲性化合物。
电解质通过溶解在溶剂中而离解成离子以施加导电性,并且还将例如硼酸化合物或羧酸化合物的有机胺盐用作电解质。
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。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。
具体地说,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)、饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、聚丙三醇酯、或这些中的任一种的衍生物作为密封构件劣化抑制剂。为了使任何这样的密封构件劣化抑制剂容易溶解在亲油性溶剂中,可以添加非离子表面活性剂或两亲性化合物。
亲油性维生素的示例包括维生素A(视黄醇、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素和β-隐黄素)、维生素D(维生素D2和维生素D3)、维生素E(α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚、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)以及维生素K(维生素K1、维生素K2和甲萘醌-7)。
聚丙三醇酯的示例包括具有油酸作为脂肪酸基团的四丙三醇三酯。
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、硅橡胶、含氟橡胶可以用于密封构件4。
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、耐化学性和耐候性,电绝缘性高,并且气体渗透性低。硅橡胶和含氟橡胶虽然比丁基橡胶的气密性低,但是通过利用涂层17涂覆密封构件4的外表面,可以赋予其较高的气密性,这将在稍后进行描述。
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和供应部分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。供应部分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。
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,随后沿径向方向弯曲以被布置为面对密封构件4。这样,供应部分10b形成在液体供应片10的相对的端部中。
图5和图6分别是图3中的部分G和部分H的细节图。朝向端壁部分2a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吸收部分10a接触。同样,由于液体供应片10的相对端部沿径向方向弯曲而成的供应部分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供应部分10b被恒定地供应到密封构件4。电解溶液中包含的密封构件劣化抑制剂通过密封构件4的分子间间隙渗透密封构件4。因此,利用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,并且防止电解溶液经由密封构件4中的裂纹等蒸发。
渗透密封构件4的电解溶液到达密封构件4的外表面(背离电容器元件3的面)。因此,密封构件4的外表面由电解溶液以油膜形式覆盖。
密封构件4的外表面上的密封构件劣化抑制剂在存在空气中的氧气的情况下暴露于高温时通过氧化而固化。因此,在根据该实施例的电容器1经受高温处理时,密封构件4的外表面由涂层17覆盖,该涂层由密封构件劣化抑制剂通过氧化而固化所产生。密封构件4的外表面可以覆盖有油膜;然而,如稍后将详细描述的,通过用涂层17覆盖它,可以更可靠地防止由于密封构件4的劣化而引起的电解溶液的蒸发。
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,并且供应部分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供应部分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。
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通过从其外周面的外侧挤压而进行模压(swage)。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和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。
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。
图7和图8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,将条形的液体供应片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5)。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9)。
图9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容纳在本体壳体内)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,并且形成供应部分10b,该供应部分与密封构件4的内表面(与电容器元件3面对的面)接触。
在模制过程中,通过模压,形成向本体壳体2内突出的收缩部13,并且折叠本体壳体2的敞开端部以形成折返部分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35V的电压30分钟。已到达密封构件4的外表面的密封构件劣化抑制剂通过在高温环境下氧化而固化以形成涂层17。在此,在密封构件4的内部包含密封构件劣化抑制剂的电解溶液存在于涂层17的电容器元件3侧上。
因此,密封构件4的外表面由涂层17覆盖,并且这使得整个密封构件4不太可能暴露于本体壳体2外部的氧气。此外,即使涂层17的一部分劣化,该部分也被供以存在于密封构件4内部的液态的电解溶液,并且密封构件劣化抑制剂固化以修复涂层17。因此,可以长期抑制密封构件4由于氧化而引起的劣化。因此,可以更可靠地防止电解溶液经由密封构件4中的裂纹等蒸发。
涂层17可以在修复过程中形成,或者在不同于修复过程的过程中形成。高温环境加快了电解溶液向密封构件4的供应,并加速了密封构件劣化抑制剂的氧化反应。因此,优选在105℃或更高的温度下(更优选在125℃或更高的温度下)形成涂层17。然而,在密封构件劣化抑制剂是饱和脂肪酸或饱和脂肪酸的酯化合物的情况下,其固化反应花费时间;因此,优选在160℃或更高的温度下形成涂层17。
为了充分促进涂层17的形成,优选在高温环境下处理的持续时间为30分钟或更长;然而,在160℃的温度下,持续时间可以更短。
优选的是,电解溶液中的密封构件劣化抑制剂的浓度是1wt%至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,导致用于电容器1的工时增加。电解溶液中的密封构件劣化抑制剂的浓度为3wt%至80wt%是特别优选的,以实现更有效的氧化抑制并因此减少工时。
随后,在150℃的高温环境下对电容器1进行耐久性测试,以研究其电容随时间的变化。对于该实施例的电容器1的电解溶液,γ-丁内酯被用作亲油性溶剂,并且α-生育酚被用作密封构件劣化抑制剂。电解溶液中的密封构件劣化抑制剂的浓度为10wt%。为了与该实施例进行比较,电解溶液中不包含密封构件劣化抑制剂的比较例也经受耐久性测试。在该实施例和比较例两者的电容器1中,密封构件4均由丁基橡胶形成。
耐久性测试揭露如下。与其初始电容相比,根据该实施例的电容器1在8000小时内表现出20%或更小的电容变化。因此,它可以在高温环境下长期稳定地维持其特性。
相反,比较例在4000小时内在密封构件4中产生了不希望的路径(裂纹),并且因此由于电解溶液迅速蒸发,与其初始电容相比,表现出大于30%的急剧下降。这使得在高温环境下难以保证质量。
根据该实施例,电容器元件3保持有电解溶液,该电解溶液是具有溶解在亲油性溶剂中的密封构件劣化抑制剂的溶液,并且液体供应片10具有吸收部分10a和接触部分10b,该吸收部分与分隔件6接触以吸收电解溶液,该供应部分与密封构件4接触以向密封构件供应电解溶液。这允许密封构件劣化抑制剂通过液体供应片10从分隔件6被供应到密封构件4,并且这有助于长期抑制密封构件4由于氧化而劣化。因此,可以防止保持在电容器元件3中的电解溶液泄漏,并且可以长期稳定地维持电容器1的特性。
液体供应片10的吸收部分10a被布置为面对端壁部分2a,并且液体供应片10从吸收部分10a弯曲以在轴向方向上沿着本体壳体2的内周面2c延伸。因此,容易形成与分隔件6接触的吸收部分10a和与密封构件4接触的供应部分10b。
液体供应片10的相对端部从吸收部分10a弯曲以在相对端部中形成供应部分10b。因此,通过将液体供应片10放置在本体壳体2的开口2b上并将电容器元件插入到其中,容易形成吸收部分10a和供应部分10b。
分隔件6朝向端壁部分2a突出超过阳极箔5和阴极箔7。因此,可以可靠地保持液体供应片10与分隔件6接触,以形成吸收部分10a。
液体供应片10朝向密封构件4突出超过电容器元件3。因此,可以可靠地保持液体供应片10与密封构件4接触,以形成供应部分10b。
通过将在轴向方向上延伸的液体供应片10沿径向方向弯曲成面对密封构件4来布置供应部分10b,并且这有助于增加供应部分10b与密封构件4的接触面积。因此可以可靠地将电解溶液供应到密封构件4。
涂层17覆盖密封构件4的外表面,并且电解溶液渗透密封构件4,从而在密封构件4内部存在于涂层17的电容器元件3侧上。因此,可以长期抑制密封构件4由于氧化而劣化,并且可以长期维持电容器1的特性。
电解溶液中的密封构件劣化抑制剂的1wt%至90wt%的浓度有助于抑制工时的增加,并且有助于长期抑制密封构件4的劣化。
电解溶液中的密封构件劣化抑制剂的3wt%至80wt%的浓度有助于进一步抑制工时的增加,并且有助于长期抑制密封构件4的劣化。
在电解溶液中使用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电解溶液。
在电解溶液中的亲油性溶剂中混有环丁砜、乙二醇和二甘醇中的至少一种以及非离子表面活性剂,使得容易制备其中溶解有密封构件劣化抑制剂的电解溶液。
在电解溶液中使用与亲油性基团联接的聚乙二醇或聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物作为亲油性溶剂,使得容易制备其中溶解有密封构件劣化抑制剂的电解溶液。
利用脂溶性维生素(诸如生育酚或生育三烯酚),容易制备防止密封构件4由于氧化而劣化的密封构件劣化抑制剂。
<第二实施例>
接下来,将描述第二实施例。在该实施例中,电容器元件3保持固体电解质(未示出)和预定的功能液,而非电解溶液。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等形成。导电聚合物有助于降低电容器1的ESR。例如聚噻吩、聚吡咯或这些中任一种的衍生物可以用作导电聚合物。聚乙烯二氧噻吩由于其高导电性而是特别优选的。
电容器元件3浸渍在导电聚合物的分散液中预定时间并且随后进行干燥,该结果允许由导电聚合物形成的固体电解质被保持在阳极箔5与阴极箔7之间。
在阳极箔5与阴极箔7之间还保持有具有进一步降低电容器1的ESR的功能的功能液。电容器元件3浸渍在该功能液中预定时间允许功能液渗透保持在阳极箔5与阴极箔7之间的分隔件6。
功能液是在亲油性溶剂中溶解有密封构件劣化抑制剂的溶液。例如包含环丁砜、乙二醇、二甘醇中的至少一种连同非离子性表面活性剂可以用作亲油性溶剂。具有与其键合的亲油性基团的聚乙二醇,或者两亲性聚合物化合物(诸如聚乙二醇与聚丙二醇的共聚物)也可以用作亲油性溶剂。为了密封构件劣化抑制剂在密封构件4中的令人满意的渗透性,优选混合有γ-丁内酯。
如上所述,脂溶性维生素、饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、聚丙三醇酯、或这些中任一种的衍生物可以用作密封构件劣化抑制剂。为了使任何所述密封构件劣化抑制剂容易溶解在亲油性溶剂中,可以添加非离子表面活性剂或两亲性聚合物化合物。
亲油性维生素的示例包括维生素A(视黄醇、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素和β-隐黄素)、维生素D(维生素D2和维生素D3)、维生素E(α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚、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)以及维生素K(维生素K1、维生素K2和甲萘醌-7)。
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。
与第一实施例相同,在液体供应片10中,液体供应片10的吸收部分10a与电容器元件3中的分隔件6接触,并且液体供应片10的供应部分10b与密封构件4接触,密封构件4通过液体供应片10被恒定地供以功能液。功能液通过密封构件4中的分子间间隙渗透密封构件4。因此,可以利用包含在功能液中的密封构件劣化抑制剂,长期抑制密封构件4由于氧化而劣化,并且防止功能液经由密封构件4中的裂纹等而蒸发。
密封构件4的外表面由涂层17(所述涂层由密封构件劣化抑制剂通过氧化而固化所产生)覆盖,并且这使整个密封构件4不太可能暴露于本体壳体2外部的氧气。此外,即使涂层17的一部分劣化,该部分被供以存在于密封构件4内部的液态的功能液,并且密封构件劣化抑制剂固化以修复涂层17。因此,可以长期抑制密封构件4的由氧化引起的劣化。因此,可以更可靠地防止功能液经由密封构件4中的裂纹等蒸发。
由于功能液的渗透,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。
根据该实施例,电容器元件3保持功能液,该功能液是在亲油性溶剂中溶解有密封构件劣化抑制剂的溶液,并且液体供应片10具有与分隔件6接触以吸收功能液的吸收部分10a和与密封构件4接触以向密封构件供应功能液的供应部分10b。这允许密封构件劣化抑制剂通过液体供应片10从分隔件6供应到密封构件4,并且这有助于长期抑制密封构件4由于氧化而劣化。因此,可以防止保持在电容器元件3中的功能液泄漏,并且可以长期稳定地维持电容器1的特性。
涂层17覆盖密封构件4的外表面,并且功能液渗透密封构件4以在密封构件4内部存在于涂层17的电容器元件3侧上。因此,可以长期抑制密封构件4由于氧化而劣化,并且可以长期维持电容器1的特性。
虽然在该实施例中功能液用于降低电容器1的ESR,但功能液也可以具有增强电容器1的任何其它特性的功能(修复阳极箔和阴极箔上的氧化膜的瑕疵的功能、提高电容器1的耐电压的功能等)。
取代功能液,与第一实施例中的电解溶液类似的电解溶液可以保持在阳极箔5与阴极箔7之间。将固体电解质连同电解溶液保持在阳极箔5与阴极箔7之间有助于进一步降低电容器1的ESR。
虽然在第一和第二实施例中电容器元件3保持固体电解质或电解溶液,但是电容器1可以保持如第二实施例中所述的功能液,而不保持固体电解质或电解溶液。
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
10a 吸收部分
10b 供应部分
12 带
13 收缩部
14 折返部分
15 座板
16 通孔
17 涂层。
Claims (16)
1.一种电容器,包括:
电容器元件,所述电容器元件在阳极箔与阴极箔之间保持预定的溶液,所述阳极箔和阴极箔与其间的分隔件一起卷绕;
本体壳体,
其形成为有底的筒的形状,所述筒在一端处以端壁部分闭合而在另一端处保持敞开以具有开口,并且
所述电容器元件容纳在所述本体壳体中,
液体供应片,所述液体供应片被布置在所述本体壳体的内表面与所述电容器元件的外表面之间;以及
密封构件,其密封所述开口,
其中,
所述溶液具有溶解在亲油性溶剂中的密封构件劣化抑制剂,并且
所述液体供应片具有:
吸收部分,其与所述分隔件接触以吸收所述溶液;以及
供应部分,其与所述密封构件接触以向所述密封构件供应所述溶液。
2.根据权利要求1所述的电容器,其中,
所述液体供应片的所述吸收部分被布置为面对所述端壁部分,并且所述液体供应片从所述吸收部分弯曲以在轴向方向上沿着所述本体壳体的内周面延伸。
3.根据权利要求2所述的电容器,其中,
所述液体供应片的相对端部从所述吸收部分弯曲,以在所述相对端部中形成所述供应部分。
4.根据权利要求2或3所述的电容器,其中,
所述分隔件沿所述轴向方向的宽度大于所述阳极箔和所述阴极箔沿所述轴向方向的宽度,并且
所述分隔件朝向所述端壁部分突出超过所述阳极箔和所述阴极箔。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的电容器,其中,
所述液体供应片朝向所述密封构件突出超过所述电容器元件。
6.根据权利要求5所述的电容器,其中,
所述液体供应片的在所述轴向方向上延伸的供应部分在径向方向上被弯曲以被布置为面对所述密封构件。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电容器,其中,
通过所述供应部分供应到所述密封构件的溶液渗透所述密封构件,
由所述密封构件劣化抑制剂通过氧化而固化所产生的涂层覆盖所述密封构件的外表面,并且
在所述密封构件内部所述溶液存在于所述涂层的电容器元件侧上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电容器,其中,
所述电容器元件保持固体电解质。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电容器,其中,
所述溶液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。
10.根据权利要求9所述的电容器,其中,
所述电解溶液中的所述密封构件劣化抑制剂的浓度为1wt%至90wt%。
11.根据权利要求9所述的电容器,其中,
所述电解溶液中的所述密封构件劣化抑制剂的浓度为3wt%至80wt%。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的电容器,其中,
所述亲油性溶剂是γ-丁内酯。
13.根据权利要求1至11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、聚乙二醇和丙三醇中的一种。
14.根据权利要求1至11中任一项所述的电容器,其中,
所述溶液包含:
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。
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。
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