CN117174491B - 一种电解电容器 - Google Patents

Abstract

本发明涉电容器技术领域，具体涉及一种电解电容器。其包括保护壳、电容器主体、吸附机构和触发机构，电容器主体设置于保护壳内，吸附机构同轴套设于电容器主体外侧，吸附机构包括若干吸附条，吸附条内开设有空心腔，空心腔内填充吸附介质，吸附条具有弹性能够形变。本发明在初始状态下吸附条螺旋扭转贴附在电容器主体的外侧壁，在电容器本体内部的电解液泄漏时，吸附条在轴向和周向各个位置吸附电解液，吸附无死角；在吸附机构的温度高于预设值后吸附条复位并贴附在保护壳的内侧壁，将电容器本体产生的热量传导至保护壳，加快热量散发速度，改善电容器内部高温环境，降低了电容器爆炸的概率。

Description

一种电解电容器

技术领域

本发明涉及电容器技术领域，具体涉及一种电解电容器。

背景技术

电解电容器是电容的一种，金属箔为正极，与正极紧贴金属的氧化膜是电介质，阴极由导电材料、电解质和其他材料共同组成，因电解质是阴极的主要部分，电解电容因此而得名。

电容器中的电解液发生泄漏的原因一般是由其内部的承压电压过大，导致电容器内部中的某一部分温度过高，导致包裹着阴阳箔的铝壳局部位置出现损坏，从而导致电解液出现泄漏，电解液泄露后，伴随着高温会蒸发掉一部分，蒸发的电解液变为气体在电容器外壳内部形成高压环境，电解液泄露严重时，会导致电容器鼓包甚至爆炸，损坏电容器周围的其他电子元件。授权公告号为CN 115083785 B的中国专利文献公开了一种电解电容器工作电解液防漏装置，该方案在保护壳内设置了吸附组件对泄漏的电解液进行吸附，以此降低了因电解液布满电容器本体表面，而引起电容器本体产生高温甚至发生爆炸事故的概率。但是上述方案中，吸附组件的加固板和吸附层无法对轴向和周向各个方位的电解液进行吸附，吸附能力有限，同时该方案单方面通过对电容器本体的夹持进行防爆，并没有对电容器内的高温环境以及高压气体进行处理，因此并不能完全阻止爆炸的发生。因此上述方案对电容器防漏液以及防爆能力的提高依然十分有限。

公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

根据现有技术的不足之处，本发明提出了一种电解电容器，该电容器的防漏液能力以及防爆能力均能够显著提高。

本发明的一种电解电容器采用如下技术方案：所述电解电容器包括：

保护壳，

电容器主体，其设置于保护壳内；

吸附机构，其同轴套设于电容器主体外侧，吸附机构包括上环、下环和若干吸附条，上环和下环同轴且间隔设置，上环与保护壳相对固定，下环能够与保护壳相对转动或锁止，若干吸附条连接在上环和下环之间且沿圆周方向均布，吸附条内部开设有空心腔，空心腔内填充吸附介质，吸附条靠近电容器主体的侧壁开设有细孔，吸附机构能够吸热和导热；

吸附条具有形变状态和复位状态；初始状态下吸附条处于形变状态，形变状态下吸附条螺旋扭转并贴附在电容器主体的外侧壁，以在电容器的电解液泄漏时吸附电解液；在吸附机构的温度高于预设值后吸附条处于复位状态，复位状态下吸附条贴附在保护壳的内侧壁，以将电容器主体的温度传导至保护壳；

触发机构，其配置成在初始状态下使下环与保护壳锁止，在吸附机构的温度高于预设值后使下环与保护壳解锁，进而使吸附条由形变状态变为复位状态。

可选地，触发机构包括活塞杆、插销和顶簧，保护壳的内底部设置有支撑柱，电容器主体设置于支撑柱上方，下环转动套设于支撑柱；

插销通过顶簧滑动设置于支撑柱，下环的内周壁上设置有驱动气腔，活塞杆滑动设置于驱动气腔，初始顶簧促使插销向靠近活塞杆的一侧移动并插入驱动气腔，活塞杆与驱动气腔围合的空间内填充感温介质，感温介质能够受热膨胀，进而将插销顶出驱动气腔。

可选地，下环和保护壳之间设置有卷簧，下环和保护壳处于锁止状态时卷簧蓄力。

可选地，支撑柱上设置有与外界连通的泄压通道；下环上设置有减压孔，上环和下环之间形成有主腔室，下环和保护壳的内底部之间形成有减压腔室，主腔室能够通过减压孔与减压腔室连通，减压腔室能够通过泄压通道与外界连通；

所述电解电容器还包括有泄压机构，泄压机构配置成初始封堵减压孔和泄压通道，且在下环转动时先打开减压孔使主腔室和减压腔室连通，之后打开泄压通道使减压腔室与外界连通。

可选地，泄压机构包括随动环和遮挡套，随动环转动套设于下环的底部，随动环上设置有连通孔，初始连通孔和减压孔错位；遮挡套转动套设于支撑柱，遮挡套上设置有贯通孔，初始贯通孔与泄压通道错位；

下环和随动环之间设置有第一推动结构，下环和遮挡套之间设置有第二推动结构，下环转动预设角度后减压孔和连通孔重合，减压孔和连通孔重合后下环在第一推动结构的作用下能够推动随动环同步转动；减压孔和连通孔重合后下环能够通过第二推动结构推动遮挡套转动，最终使得贯通孔与泄压通道重合。

可选地，第一推动结构包括设置于下环上的推板和设置于随动环外周壁的配合槽，推板位于配合槽内，推板在圆周方向的长度小于配合槽的长度；

第二推动结构包括设置于下环上的推杆和设置于遮挡套外周壁的拨杆，推杆随下环转动至与拨杆抵触后能够推动遮挡套转动。

可选地，下环上设置有锁定腔，空心腔连通锁定腔，锁定腔内填充有锁定介质，锁定介质为能够吸附电解液并膨胀的物质。

可选地，保护壳的外部设置有连通泄压通道的气囊。

可选地，上环和保护壳的顶板之间设置有密封垫。

可选地，保护壳包括上壳和底座，上壳和底座密封连接且能够拆卸。

本发明的有益效果是：本发明的一种电解电容器中设置了吸附机构，常规状态下吸附机构的吸附条螺旋扭转贴附在电容器主体的外周壁上，吸附条的螺旋设置使其能够覆盖电容器主体轴向和周向各个位置，在电容器本体内部的电解液泄漏时，无论哪个位置的电解液均能够以较快的速度被吸附进吸附条内部，吸附无死角、吸附能力强，极大的提高了电容器的防漏液能力；同时，在电容器本体的温度达到预设值后，吸附条复位，吸附条复位后与电容器本体脱离并贴附在保护壳的内周壁，将电容器本体产生的热量传导至保护壳，加快热量散发速度，改善电容器内部高温环境，降低了电容器爆炸的概率。

进一步的，在吸附条复位的过程中，吸附机构的下环带动泄压机构动作，打开泄压通道使得电容器内部的高温气体释放，且泄压的时候，先减压再泄压，高压气体被缓慢释放，泄压过程平稳可靠，进一步降低电容器爆炸的概率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。

图1为本发明一种电解电容器的整体结构示意图；

图2为本发明一种电解电容器的剖视图；

图3为图2中A处放大图；

图4为本发明一种电解电容器隐去上壳的内部结构示意图；

图5为图4的分解示意图；

图6为本发明中底座及其上零部件的结构示意图；

图7为本发明中吸附机构的结构示意图一(吸附条处于扭转形变状态)；

图8为图7中吸附机构的立体剖切示意图；

图9为图8中B处放大图；

图10为本发明中吸附机构的结构示意图二(吸附条处于形变恢复状态)；

图11为本发明中触发机构的结构示意图。

图中：

100、保护壳；110、底座；111、支撑柱；112、限位板；113、限位环槽；114、插孔；115、泄压通道；120、上壳；

200、电容器主体；201、连接端子；210、密封垫；

300、吸附机构；301、上环；302、下环；3021、减压孔；3022、锁定腔；3023、驱动气腔；3024、连接板；303、吸附条；3031、空心腔；304、推板；305、推杆；310、随动环；311、配合槽；312、连通孔；320、卷簧；330、遮挡套；331、拨杆；332、贯通孔；

400、触发机构；401、活塞杆；402、插销；403、顶簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图11所示，本发明实施例提供的一种电解电容器(以下简称电容器)包括保护壳100、电容器主体200、吸附机构300和触发机构400，电容器主体200设置于保护壳100内，且其上的连接端子201伸出保护壳100；吸附机构300同轴套设于电容器主体200外侧且位于电容器主体200和保护壳100之间，参照图7、图8、图9和图10，吸附机构300包括上环301、下环302和若干吸附条303，上环301和下环302同轴且间隔设置，上环301与保护壳100相对固定，下环302能够与保护壳100相对转动或锁止，若干吸附条303连接在上环301和下环302之间且沿圆周方向均布，吸附条303内部开设有空心腔3031，空心腔3031内填充吸附介质，吸附介质可以是高吸附性的细丝材料，或能够实现同等功能的其他材料，吸附条303靠近电容器主体200的侧壁开设有细孔，在吸附条303与电容器主体200贴靠时，吸附介质能够通过细孔吸附电容器主体200泄漏的电解液；吸附机构300能够吸热和导热，具体的说，吸附机构300的吸附条303和下环302均采用高导热材料制成，具有优良的吸热和导热能力。

吸附条303具有形变状态和复位状态，也就是说吸附条303具有弹性且能够形变；初始状态下(初始状态指的是电容器为合格品且能够正常使用的状态)吸附条303处于形变状态，形变状态下吸附条303螺旋扭转并贴附在电容器主体200的外侧壁，以在电容器的电解液泄漏时吸附电解液；在吸附机构300的温度高于预设值后吸附条303处于复位状态，复位状态下吸附条303贴附在保护壳100的内侧壁，以将电容器主体200的温度传导至保护壳100，加快电容器内部热量的散发。

触发机构400配置成初始状态下使下环302与保护壳100锁止，吸附机构300的温度高于预设值后使下环302与保护壳100解锁，进而使吸附条303由形变状态变为复位状态。

能够理解的是，初始状态下下环302与保护壳100在触发机构400的作用下处于锁止状态，此时上环301和下环302的相对位置使得吸附条303处于形变状态，也就是吸附条303螺旋扭转贴附在电容器主体200的外周壁(电容器主体200通常包括芯子和包裹芯子的铝壳，图中简化为一个整体)，电容器接入电路正常使用。如果使用过程中，如果电容器电压失衡导致电解液泄漏，吸附条303内的吸附介质将电解液吸附，由于吸附条303螺旋扭转覆盖电容器主体200轴向和周向各个位置，电解液能够以较快的速度被吸附进吸附条303内部，不会出现吸附死角、吸附能力强，吸附效率高。电解液的泄漏通常会伴随着电容器主体200的温度升高，因此吸附机构300会同时吸收电容器主体200的高温，在吸附机构300的温度达到预设值后，触发机构400动作使得下环302与保护壳100解锁，解锁后下环302能够转动，吸附条303复位并贴附在保护壳100的内周壁(复位后的吸附条303弹性形变消失，处于竖直形态)，将电容器主体200的热量传导至保护壳100，加快热量的散发，改善电容器内部的高温环境，避免电容器持续漏液甚至发生爆炸。

在进一步的实施例中，参照图3和图11，触发机构400包括活塞杆401、插销402和顶簧403，保护壳100的内底部设置有支撑柱111，电容器主体200设置于支撑柱111上方，支撑柱111上设置有限位板112，限位板112有两个且上下间隔，下环302转动套设于支撑柱111且位于两个限位板112之间，限位板112用于对下环302进行限位。

支撑柱111上设置有插孔114，插销402通过顶簧403滑动设置于支撑柱111的插孔114内，下环302的内周壁上设置有驱动气腔3023，驱动气腔3023与插孔114对应且连通，活塞杆401滑动设置于驱动气腔3023，初始顶簧403促使插销402向靠近活塞杆401的一侧移动并插入驱动气腔3023，进而将下环302与支撑柱111锁定，也就是下环302与保护壳100锁定，活塞杆401与驱动气腔3023围合的空间内填充感温介质，感温介质能够受热膨胀，感温介质可以为能够实现其功能的气体或液体，当电容器工作的电压失衡导致电解液泄露时，电容器本体的温度随之升高，随着吸附条303和下环302的热传递，驱动气腔3023内部的感温介质膨胀将活塞杆401顶出使得插销402缩回至支撑柱111内，插销402解除对下环302的限位，下环302能够相对支撑柱111转动，允许吸附条303复位。

在进一步的实施例中，下环302和保护壳100之间设置有卷簧320，下环302和保护壳100处于锁止状态时卷簧320蓄力，进而在下环302和保护壳100解锁后，卷簧320复位推动下环302转动，确保下环302能够转动至吸附条303恢复初始状态，也就是吸附条303恢复至与保护壳100的内周壁贴合。能够理解的是，本发明的电解电容器在正常使用的过程中，吸附条303始终是处于形变状态，长时间处于形变状态会让吸附条303产生微量的永久变形，这就导致吸附条303可能无法完全复位至初始形态进而与保护壳100的内周壁贴合，通过卷簧320的设置，在下环302与保护壳100解锁之后，卷簧320为下环302提供转动作用力，即使吸附条303自身无法恢复至原始形态，下环302转动也会使吸附条303恢复至原始形态。为便于卷簧320的安装，支撑柱111上设置有限位环槽113，卷簧320安装于限位环槽113，下环302的内周壁设置有连接板3024，卷簧320一端固定于支撑柱111、另一端固定于连接板3024，在下环302解锁后，卷簧320驱动下环302复位。

在进一步的实施例中，支撑柱111上设置有与外界连通的泄压通道115；下环302上设置有减压孔3021，上环301和下环302之间形成有主腔室，下环302和保护壳100的内底部之间形成有减压腔室，主腔室能够通过减压孔3021与减压腔室连通，减压腔室能够通过泄压通道115与外界连通。

本发明的电解电容器还包括有泄压机构，泄压机构配置成初始封堵减压孔3021和泄压通道115，且在下环302转动时先打开减压孔3021使主腔室和减压腔室连通，主腔室内的气体流入减压腔室进行减压，之后打开泄压通道115使减压腔室与外界连通，主腔室和减压腔室内的气体通过泄压通道115泄压。本发明再用先降压再泄压的方式，避免一次直接泄压导致气体流速过快，泄压平稳可靠，减小泄压气体体带走电解液的概率，同时减小电容器爆炸的概率。

在进一步的实施例中，泄压机构包括随动环310和遮挡套330，随动环310转动套设于下环302的底部，随动环310上设置有连通孔312，初始连通孔312和减压孔3021错位进而封堵减压孔3021；遮挡套330转动套设于支撑柱111，遮挡套330上设置有贯通孔332，初始贯通孔332与泄压通道115错位进而封堵泄压通道115。

下环302和随动环310之间设置有第一推动结构，下环302和遮挡套330之间设置有第二推动结构，下环302转动预设角度后减压孔3021和连通孔312重合，减压孔3021和连通孔312重合后下环302在第一推动结构的作用下能够推动随动环310同步转动，使得减压孔3021和连通孔312保持重合；减压孔3021和连通孔312重合后下环302能够通过第二推动结构推动遮挡套330转动，最终使得贯通孔332与泄压通道115重合。

其中，第一推动结构包括设置于下环302上的推板304和设置于随动环310外周壁的配合槽311，推板304位于配合槽311内，推板304在圆周方向的长度小于配合槽311的长度，推板304随下环302转动至与配合槽311的侧壁贴合后推动随动环310转动。第二推动结构包括设置于下环302上的推杆305和设置于遮挡套330外周壁的拨杆331，推杆305随下环302转动至与拨杆331抵触后推动遮挡套330转动。在下环302与保护壳100解锁后，下环302相对于保护壳100转动，在此过程中，推板304逐渐沿配合槽311转动至配合槽311的一侧尽头，此时减压孔3021和连通孔312连通(降压)，然后推板304推着随动环310一起转动使得推杆305将拨杆331拨动，贯通孔332逐渐与泄压通道115连通(泄压)。

在进一步的实施例中，下环302上设置有锁定腔3022，空心腔3031连通锁定腔3022，锁定腔3022内填充有锁定介质，锁定介质为能够吸附电解液并膨胀的物质，例如聚丙烯酸钠凝胶等，吸附条303吸附的电解液逐渐流至锁定腔3022，锁定腔3022内的锁定介质吸附电解液，锁定介质吸附电解液后逐渐膨胀并充满锁定腔3022，使得泄露的大部分电解液被锁定在锁定腔3022内，进一步减小泄压过程中，气体带走电解液的概率，也就是尽可能的避免已经被吸附条303吸附的电解液在电容器泄压的过程中反流。

在进一步的实施例中，保护壳100的外部设置有连通泄压通道115的气囊(图中未示出)，泄压通道115泄压后气囊鼓起，维修者以此判断本发明的电解电容器是否损坏，便于电路检修和故障查找。

在进一步的实施例中，上环301和保护壳100的顶板之间设置有密封垫210，进一步对电容器主体200进行密封。

在进一步的实施例中，保护壳100包括上壳120和底座110，上壳120和底座110密封连接且能够拆卸，支撑柱111设置于底座110的内底部，为简化结构，便于加工，本发明优选的底座110和支撑柱111一体成型，自然地，在其他实施例中，底座110和支撑柱111还可以采用焊接或者胶合等其他方式连接。

结合上述实施例，本发明的使用原理和工作过程为：

初始状态下，下环302与保护壳100锁止(具体通过支撑柱111锁止)，吸附条303螺旋扭转(吸附条303处于形变状态)贴附在电容器主体200的外周壁，电容器可正常工作。

当电容器工作的电压失衡导致电解液泄露时，紧贴电容器主体200外周壁的吸附条303由于螺旋设置，覆盖电容器主体200轴向和周向各个位置，电解液能够以较快的速度被吸附进吸附条303内部，然后逐渐流至锁定腔3022内，锁定腔3022内的锁定介质逐渐膨胀并充满锁定腔3022的腔室，使得泄露的大部分电解液被锁定在锁定腔3022内。

随着吸附条303和下环302的热传递，使得驱动气腔3023内部的感温介质膨胀将活塞杆401顶出使得插销402脱离对下环302的限位，卷簧320扭力释放，在卷簧320的作用下以及吸附条303自身形变恢复的作用下，下环302转动(图7到图10的变化)。在此过程中，推板304逐渐沿配合槽311转动至配合槽311的一侧尽头，此时减压孔3021和连通孔312连通(降压)，然后推板304推着随动环310一起转动使得推杆305将拨杆331拨动，贯通孔332逐渐靠近泄压通道115，并最终与泄压通道115连通(泄压)。吸附条303复位后贴附在上壳120的内侧壁，将电容器主体200的热量传导至保护壳100，加快热量的散发，由此本发明在吸附电容器主体200泄漏的电解液的同时，改善了电容器内部的高热高压环境，从根本上缓解了电容器爆炸的成因，减小了电容器爆炸的概率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电解电容器，其特征在于，所述电解电容器包括：

保护壳，

电容器主体，其设置于保护壳内；

吸附机构，其同轴套设于电容器主体外侧，吸附机构包括上环、下环和若干吸附条，上环和下环同轴且间隔设置，上环与保护壳相对固定，下环能够与保护壳相对转动或锁止，若干吸附条连接在上环和下环之间且沿圆周方向均布，吸附条内部开设有空心腔，空心腔内填充吸附介质，吸附条靠近电容器主体的侧壁开设有细孔，吸附机构能够吸热和导热；

吸附条具有形变状态和复位状态；初始状态下吸附条处于形变状态，形变状态下吸附条螺旋扭转并贴附在电容器主体的外侧壁，以在电容器的电解液泄漏时吸附电解液；在吸附机构的温度高于预设值后吸附条处于复位状态，复位状态下吸附条贴附在保护壳的内侧壁，以将电容器主体的温度传导至保护壳；

触发机构，其配置成在初始状态下使下环与保护壳锁止，在吸附机构的温度高于预设值后使下环与保护壳解锁，进而使吸附条由形变状态变为复位状态。

2.根据权利要求1所述的一种电解电容器，其特征在于，触发机构包括活塞杆、插销和顶簧，保护壳的内底部设置有支撑柱，电容器主体设置于支撑柱上方，下环转动套设于支撑柱；

插销通过顶簧滑动设置于支撑柱，下环的内周壁上设置有驱动气腔，活塞杆滑动设置于驱动气腔，初始顶簧促使插销向靠近活塞杆的一侧移动并插入驱动气腔，活塞杆与驱动气腔围合的空间内填充感温介质，感温介质能够受热膨胀，进而将插销顶出驱动气腔。

3.根据权利要求1所述的一种电解电容器，其特征在于，下环和保护壳之间设置有卷簧，下环和保护壳处于锁止状态时卷簧蓄力。

4.根据权利要求1所述的一种电解电容器，其特征在于，支撑柱上设置有与外界连通的泄压通道；下环上设置有减压孔，上环和下环之间形成有主腔室，下环和保护壳的内底部之间形成有减压腔室，主腔室能够通过减压孔与减压腔室连通，减压腔室能够通过泄压通道与外界连通；

所述电解电容器还包括有泄压机构，泄压机构配置成初始封堵减压孔和泄压通道，且在下环转动时先打开减压孔使主腔室和减压腔室连通，之后打开泄压通道使减压腔室与外界连通。

5.根据权利要求4所述的一种电解电容器，其特征在于，泄压机构包括随动环和遮挡套，随动环转动套设于下环的底部，随动环上设置有连通孔，初始连通孔和减压孔错位；遮挡套转动套设于支撑柱，遮挡套上设置有贯通孔，初始贯通孔与泄压通道错位；

下环和随动环之间设置有第一推动结构，下环和遮挡套之间设置有第二推动结构，下环转动预设角度后减压孔和连通孔重合，减压孔和连通孔重合后下环在第一推动结构的作用下能够推动随动环同步转动；减压孔和连通孔重合后下环能够通过第二推动结构推动遮挡套转动，最终使得贯通孔与泄压通道重合。

6.根据权利要求5所述的一种电解电容器，其特征在于，第一推动结构包括设置于下环上的推板和设置于随动环外周壁的配合槽，推板位于配合槽内，推板在圆周方向的长度小于配合槽的长度；

第二推动结构包括设置于下环上的推杆和设置于遮挡套外周壁的拨杆，推杆随下环转动至与拨杆抵触后能够推动遮挡套转动。

7.根据权利要求4所述的一种电解电容器，其特征在于，下环上设置有锁定腔，空心腔连通锁定腔，锁定腔内填充有锁定介质，锁定介质为能够吸附电解液并膨胀的物质。

8.根据权利要求4所述的一种电解电容器，其特征在于，保护壳的外部设置有连通泄压通道的气囊。

9.根据权利要求1所述的一种电解电容器，其特征在于，上环和保护壳的顶板之间设置有密封垫。

10.根据权利要求1所述的一种电解电容器，其特征在于，保护壳包括上壳和底座，上壳和底座密封连接且能够拆卸。