CN115881440B - 一种提高全钽电容器高频率特性的结构及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

该发明公开了一种提高全钽电容器高频率特性的结构及其制作方法，属于提高全钽电容器频率特性技术领域。针对全钽电容器的等效串联电阻（ESR）大，导致其高频特性差，快速充放电时发热严重，严重影响其工作寿命，本发明通过与全钽电容器共用阴极的方式，以上技术方案巧妙地将全钽电容器和固体铝电容结合到一起，充分利用了固体铝电容器的大容量，低ESR和高频特性好的特点，极大的提高了全钽电容器的频率特性。

Description

一种提高全钽电容器高频率特性的结构及其制作方法
技术领域
本发明属于全钽电容器技术领域，具体涉及一种提高全钽电容器高频率特性的结构及其制作方法。
背景技术
全钽电容器具有极高的体积能量密度、高工作电压和大电容量等优点，目前已广泛应用于航空电子设备、机载仪器仪表、医疗植入型设备和各类便携式设备。随着市场对快速充放电等大容量储能型全钽电容器需求的不断增加，全钽电容器的高频特性已不能满足需求。
公告号为CN101477895B的专利文件公开了一种复合结构的电容器，包括卷绕在芯棒上的芯组和接线端子，外壳为密封的铝壳，该采用同轴复合卷绕结构的电容器内包含不同容量的电容器，当电容器工作时，这两种容量的电容器相互独立工作，互不干涉。该结构制成一个整体解决了体积大及安装、使用、维修不便的问题，但是，相互独立工作的单个电容器的性能并没有提高。
公告号为CN206976183U的专利文件公开了一种TMC型高频片式混合电容器，所包括的内部芯片一与内部芯片二并联堆叠焊接到金属片上，树脂包封后形成外壳结构，该结构通过对陶瓷电容器芯片和钽电容器芯片的组合设计，具有频带宽，频率特性好等优点，但是，该结构设计的总体容量值仍然偏低，不适合用于大容量储能应用领域。
发明内容
全钽电容器的等效串联电阻（ESR）大，导致其高频特性差，快速充放电时发热严重，严重影响其工作寿命，本发明所要解决的问题是提供一种提高全钽电容器频率特性的方法，目的是满足全钽电容器在快速充放电领域的应用。
具体是通过以下技术方案来实现的：一种提高全钽电容器高频率特性的结构，该结构包括有：涂覆于全钽电容器钽壳外部的碳浆阴极，所述碳浆阴极的材料为碳黑颗粒、或石墨颗粒、或二者的混合物；碳浆阴极外表面依次覆盖第一圈电解纸、导电聚合物、化成铝箔、第二圈电解纸；所述导电聚合物采用带绝缘套管的导线连接全钽电容器的正极引出线；所述第二圈电解纸外设置一个管状的铝壳，管状铝壳的两头采用橡胶塞密封，全钽电容器的正极引出线和负极引出线从对应的橡胶塞中穿出。
制作提高全钽电容器高频率特性的结构的制作方法为：
步骤1：对全钽电容器，依次用去离子水和无水乙醇清洗钽壳外表面，然后干燥；
步骤2：在步骤1的全钽电容器钽壳的外表面上涂覆碳浆阴极，在85-125℃下烘干15-30分钟；
步骤3：在步骤2的碳阴极上依次卷绕两圈厚度为30-60μm的电解纸和一圈厚度为90-120μm的化成铝箔；
步骤4：将步骤3中卷绕在一起的芯子含浸导电聚合分散体，含浸时间为30-60分钟，然后在105-150℃下干燥60-120分钟；
步骤5：将步骤4中化成铝箔的正极引出线与全钽电容器的正极引出线用电阻焊焊接到一起，然后封装在铝壳中。
通过与全钽电容器共用阴极的方式，以上技术方案巧妙地将全钽电容器和固体铝电容结合到一起，充分利用了固体铝电容器的大容量，低ESR和高频特性好的特点，极大的提高了全钽电容器的频率特性。
附图说明
图1为本发明中全钽电容器的结构示意图。
图中，1、上密封橡胶塞，2、固体铝电容器正极引出线，3、绝缘套管，4、全钽电容器正极引出线，5、铝壳，6、钽芯，7、下垫，8、钽壳，9、玻璃绝缘子10、绝缘子套，11、上垫12、液体电解质，13、负极筒，14、导电聚合物，15、第二圈电解纸，16、化成铝箔，17、第一圈电解纸，18、碳阴极，19、下密封橡胶塞，20、全钽电容器负极引出线。
实施方式
本发明全钽电容器的结构，如图1所示，包括有：涂覆于全钽电容器钽壳外部的碳浆阴极，所述碳浆阴极的材料为碳黑颗粒、或石墨颗粒、或二者的混合物；碳浆阴极外表面依次覆盖第一圈电解纸、导电聚合物、化成铝箔、第二圈电解纸；所述导电聚合物采用带绝缘套管的导线连接全钽电容器的正极引出线；所述第二圈电解纸外设置一个管状的铝壳，管状铝壳的两头采用橡胶塞密封，全钽电容器的正极引出线和负极引出线从对应的橡胶塞中穿出。
实施例
一种提高全钽电容器频率特性的方法，具体包含以下步骤：
（1）选取尺寸为ϕ7.14x16.3mm，工作电压为50V，容量为120μF，ESR为550mΩ的全钽电容器，依次用去离子水和无水乙醇清洗钽壳外表面15分钟，在空气中风干30分钟后备用；
（2）在步骤（1）的全钽电容器钽壳的外表面上涂覆含有碳黑颗粒的碳浆阴极，在105℃下烘干30分钟；
（3）在步骤（2）的碳阴极上依次卷绕两圈厚度为30μm的电解纸和一圈厚度为110μm的100 Vf化成铝箔；
（4） 将步骤（3）中卷绕在一起的芯子含浸导电聚合分散体，含浸时间为30分钟，然后在125℃下干燥90分钟；
（5）将步骤（4）中化成铝箔的正极引出线与全钽电容器的正极引出线用电阻焊焊接到一起，然后封装在铝壳中。
对比例1
尺寸为ϕ7.14x16.3mm，工作电压为50V，容量为120μF，ESR为550mΩ的全钽电容器。
实施例
一种提高全钽电容器频率特性的方法，具体包含以下步骤：
（1）选取尺寸为ϕ9.52x27mm，工作电压为75V，容量为330μF，ESR为480mΩ的全钽电容器，依次用去离子水和无水乙醇清洗钽壳外表面30分钟，在空气中风干60分钟后备用；
（2） 在步骤（1）的全钽电容器钽壳的外表面上涂覆含有石墨颗粒的碳浆阴极，在125℃下烘干20分钟；
（3）在步骤（2）的碳阴极上依次卷绕两圈厚度为47μm的电解纸和一圈厚度为90μm的147 Vf化成铝箔；
（4） 将步骤（3）中卷绕在一起的芯子含浸导电聚合分散体，含浸时间为45分钟，然后在150℃下干燥60分钟；
（5）将步骤（4）中化成铝箔的正极引出线与全钽电容器的正极引出线用电阻焊焊接到一起，然后封装在铝壳中。
对比例2
尺寸为ϕ9.52x27mm，工作电压为75V，容量为330μF，ESR为480mΩ的全钽电容器。
实施例
一种提高全钽电容器频率特性的方法，具体包含以下步骤：
（1）选取尺寸为ϕ28x10.52mm，工作电压为125V，容量为120μF，ESR为620mΩ的全钽电容器，依次用去离子水和无水乙醇清洗钽壳外表面30分钟，在空气中风干60分钟后备用；
（2） 在步骤（1）的全钽电容器钽壳的外表面上涂覆含有碳黑颗粒和石墨颗粒的碳浆阴极，在 85℃下烘干30分钟；
（3）在步骤（2）的碳阴极上依次卷绕两圈厚度为60μm的电解纸和一圈厚度为90μm的240 Vf化成铝箔；
（4） 将步骤（3）中卷绕在一起的芯子含浸导电聚合分散体，含浸时间为30分钟，然后在150℃下干燥90分钟；
（5）将步骤（4）中化成铝箔的正极引出线与全钽电容器的正极引出线用电阻焊焊接到一起，然后封装在铝壳中。
对比例3
尺寸为ϕ28x10.52mm，工作电压为125V，容量为120μF，ESR为620mΩ的全钽电容器
表1
由表1测试结果可知，采用本技术方案的全钽电容器的ESR有接近一个数量级的降低，频率特性得到有效的提高，快速充放电时的发热量会有明显减少，全钽电容器的寿命和可靠性会进一步提高。

Claims (2)

1.一种提高全钽电容器高频率特性的结构，其特征在于，该结构包括有：涂覆于全钽电容器钽壳外部的碳浆阴极，所述碳浆阴极的材料为碳黑颗粒、或石墨颗粒、或二者的混合物；碳浆阴极外表面依次覆盖第一圈电解纸、导电聚合物、化成铝箔、第二圈电解纸；所述导电聚合物采用带绝缘套管的导线连接全钽电容器的正极引出线；所述第二圈电解纸外设置一个管状的铝壳，管状铝壳的两头采用橡胶塞密封，全钽电容器的正极引出线和负极引出线从对应的橡胶塞中穿出。
2.一种制作如权利要求1所述的提高全钽电容器高频率特性的结构的制作方法，其特征在于，该方法为：
步骤1：对全钽电容器，依次用去离子水和无水乙醇清洗钽壳外表面，然后干燥；
步骤2：在步骤1的全钽电容器钽壳的外表面上涂覆碳浆阴极，在85-125℃下烘干15-30分钟；
步骤3：在步骤2的碳阴极上依次卷绕两圈厚度为30-60μm的电解纸和一圈厚度为90-120μm的化成铝箔；
步骤4：将步骤3中卷绕在一起的芯子含浸导电聚合分散体，含浸时间为30-60分钟，然后在105-150℃下干燥60-120分钟；
步骤5：将步骤4中化成铝箔的正极引出线与全钽电容器的正极引出线用电阻焊焊接到一起，然后封装在铝壳中。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB979024A (en) * 1962-10-15 1965-01-01 Dubilier Condenser Co 1925 Ltd Improvements in or relating to electrolytic capacitors
US4876451A (en) * 1987-08-05 1989-10-24 Sanyo Electric Co., Ltd. Aluminum solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof
CN105655132A (zh) * 2016-03-31 2016-06-08 中山市中广科研技术服务有限公司 一种电解电容器
CN105702464A (zh) * 2016-03-31 2016-06-22 中山市中广科研技术服务有限公司 一种带自放电功能的电解电容器
JP2017004987A (ja) * 2014-04-11 2017-01-05 三洋化成工業株式会社 固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤
CN206059180U (zh) * 2016-08-14 2017-03-29 中国振华（集团）新云电子元器件有限责任公司 一种高压大容量双钽芯固体电解质钽电容器
CN106610683A (zh) * 2015-10-22 2017-05-03 湖南南车时代电动汽车股份有限公司 一种ldo电源电路
CN206293294U (zh) * 2016-12-10 2017-06-30 天津市华电电力科技有限公司 一种高能宽温组合式钽电容器
CN111180212A (zh) * 2019-12-31 2020-05-19 中国振华(集团)新云电子元器件有限责任公司(国营第四三二六厂) 一种钽电容器阳极及其赋能工艺、钽电容器及其制备方法
CN111613444A (zh) * 2019-02-26 2020-09-01 苏州市朴力冭材料科技有限公司 钽、铝电容器及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070171596A1 (en) * 2006-01-20 2007-07-26 Chacko Antony P Electrode compositions containing carbon nanotubes for solid electrolyte capacitors
US8062385B2 (en) * 2008-02-12 2011-11-22 Kemet Electronics Corporation Solid electrolytic capacitor with improved volumetric efficiency method of making

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB979024A (en) * 1962-10-15 1965-01-01 Dubilier Condenser Co 1925 Ltd Improvements in or relating to electrolytic capacitors
US4876451A (en) * 1987-08-05 1989-10-24 Sanyo Electric Co., Ltd. Aluminum solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof
JP2017004987A (ja) * 2014-04-11 2017-01-05 三洋化成工業株式会社 固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤
CN106610683A (zh) * 2015-10-22 2017-05-03 湖南南车时代电动汽车股份有限公司 一种ldo电源电路
CN105655132A (zh) * 2016-03-31 2016-06-08 中山市中广科研技术服务有限公司 一种电解电容器
CN105702464A (zh) * 2016-03-31 2016-06-22 中山市中广科研技术服务有限公司 一种带自放电功能的电解电容器
CN206059180U (zh) * 2016-08-14 2017-03-29 中国振华（集团）新云电子元器件有限责任公司 一种高压大容量双钽芯固体电解质钽电容器
CN206293294U (zh) * 2016-12-10 2017-06-30 天津市华电电力科技有限公司 一种高能宽温组合式钽电容器
CN111613444A (zh) * 2019-02-26 2020-09-01 苏州市朴力冭材料科技有限公司 钽、铝电容器及其制备方法
CN111180212A (zh) * 2019-12-31 2020-05-19 中国振华(集团)新云电子元器件有限责任公司(国营第四三二六厂) 一种钽电容器阳极及其赋能工艺、钽电容器及其制备方法

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