CN203312041U - 一种固体电解质铝电解电容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种固体电解质铝电解电容器，其包括铝壳、设置于铝壳内的芯包、胶盖、正极端子、负极端子，芯包包括阳极化成铝箔、阴极箔、设置在阳极化成铝箔与阴极箔之间的电解纸以及聚合物电解质，正极端子与阳极化成铝箔连接，负极端子与阴极箔连接，特别是，电解纸由三层无纺布构成，其中上层和下层分别为厚度 10~30 μ m 的涂纶纺粘无纺布；中间层为厚度 10~40 μ m 的 PET 无纺布，构成所述涂纶纺粘无纺布的涤纶纤维的平均直径为 10~20 μ m ，构成所述 PET 无纺布的 PET 纤维的平均直径为 0.5~2.0 μ m 。本实用新型可通过简单、高效的生产工艺获得且产品一致性好，寿命长，耐高温性能较好。

Description

一种固体电解质铝电解电容器

技术领域

本实用新型涉及电解电容器技术领域，具体涉及一种固体电解质铝电解电容器。

背景技术

固体电解电容器相比较普通的液体电解电容器，其电性能很突出，具有等效串联电阻（ESR）低、耐纹波电流高、使用寿命长、性能稳定等优点。然而，由于受到制造工艺的限定，现在固体电解电容器业界普遍存在产品一致性差，合格率较低的问题。为了提高固体电解电容器产品的一致性及合格率，中国发明专利公开CN102592849A提出了一种采用多次化成多次碳化工序来制造电容器的工艺，该工艺包括如下步骤：

1）、在阳极化成箔和阴极箔之间介入电解纸卷绕成芯包，且阴极箔朝外且包住电解纸，再用高温胶带环绕粘紧固定；

2）、将密封用的胶盖安装于芯包上；

3）、将芯包浸入化成液中进行化成修复处理；

4）、将化成修复处理后的芯包进行碳化处理；

5）、将3）和4）的步骤重复2-10次；

6）、芯包再次浸入化成液中进行化成修复处理；

7）、芯包分别放入单体、氧化剂中进行含浸，加热聚合，装入铝壳，封口，老化处理制成产品。

如上可见，该专利方法虽然可以提高电容器产品的一致性，然而，其须采用多次化成和碳化工序，工艺复杂，生产效率低，而且其中碳化是在高温下进行的，能源消耗大，更关键的是，采取这样的工艺生产出来的产品漏电通常较大且耐高温性能不理想，寿命通常在105℃5000小时或125℃3000小时左右。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的固体电解质铝电解电容器，其可通过简单、高效的生产工艺获得且产品一致性好，寿命长，耐高温性能较好。

为解决以上技术问题，本实用新型采取如下技术方案：

一种固体电解质铝电解电容器，其包括铝壳、设置于铝壳内的芯包、设置在芯包顶部且与铝壳密封连接的胶盖、正极端子、负极端子，芯包包括阳极化成铝箔、阴极箔、设置在阳极化成铝箔与阴极箔之间的电解纸以及聚合物电解质，正极端子与阳极化成铝箔连接，负极端子与阴极箔连接，特别是，所述的电解纸由三层无纺布构成，其中上层和下层分别为厚度10～30μm的涂纶纺粘无纺布；中间层为厚度10～40μm的PET无纺布，构成所述涂纶纺粘无纺布的涤纶纤维的平均直径为10～20μm，构成所述PET无纺布的PET纤维的平均直径为0.5～2.0μm。

优选地，所述的芯包还包括设置在阴极箔外侧的电解纸。

优选地，所述的胶盖选用耐高温材料，例如可以为硫化丁基橡胶或聚对苯二甲酸乙二酯（PET）。

优选地，所述铝壳的外壁上覆设有厚度为5μm～50μm的绝缘层或者包覆有聚对苯二甲酸乙二酯（PET）或聚乙烯（PE）材质的胶管。所述绝缘层的材质可以为例如涤纶、环氧树脂或聚乙烯（PE）树脂。

优选地，所述的阳极化成铝箔与阴极箔之间以及电解纸中充满了所述聚合物电解质。或者说，所述聚合物电解质存在于所述的阳极化成铝箔与阴极箔之间以及存在于电解纸上和内。

本实用新型的固体电解质铝电解电容器在制造时无需多次化成和碳化处理，只需进行一次化成修复处理即可。具体地，本实用新型的电容器的制造方法包括如下步骤：

（1）在阳极化成铝箔和阴极箔之间介入电解纸并卷绕成芯包；

（2）一次化成修复；

（3）含浸单体和氧化剂并加热聚合以形成聚合物电解质；

（4）安装胶盖及入铝壳工序；

（5）老化处理和测试分选工序。

上述各步骤均可参照本领域常规手段实施，没有特别限制。

由于上述技术方案的采用，本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

本实用新型采用的电解纸的成分为涤纶纤维和PET纤维，采取该电解纸制成的芯包，无需碳化处理，且只需进行一次化成修复处理即可。此外，该电解纸具有强度好，透气性好，透液性好的特点，有利于氧化剂与单体的吸收与含浸。采取本实用新型结构，只需通过简单的工艺即可获得产品一致性好，寿命可达10000小时，且耐高温性能较好的电容器产品。

附图说明

图1为根据本实用新型的固体电解铝电容器的主结构示意图；

图2为图1除去铝壳后的立体结构示意图；

图3为图2中电解纸的结构示意图；

其中：1、正极端子；2、负极端子；3、胶盖；4、铝壳；5、芯包；50、阳极化成铝箔；51、阴极箔；52、电解纸；52a、上层；52b、下层；52c、中层；6、绝缘层。

具体实施方式

本实用新型旨在通过对电容器的结构进行改进，以实现电容器产品工艺的简化及性能的提升。

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参阅图1至图3，本实施例提供一种固体电解质铝电解电容器，其包括正极端子1、负极端子2、胶盖3、铝壳4以及芯包5。芯包5由阳极化成铝箔50、阴极箔51、电解纸52以及聚合物电解质构成。阳极化成铝箔50的上端连接正极端子1，阴极箔51的上端连接负极端子2。电解纸52进一步由三层无纺布复合而成，其中上层52a和下层52b分别为厚度约20μm的涂纶纺粘无纺布；中间层52c为厚度25μm的PET无纺布，构成涂纶纺粘无纺布的涤纶纤维的平均直径为10～20μm，构成PET无纺布的PET纤维的平均直径为0.5～2.0μm。该电解纸具有强度好，透气性好，透液性好的特点，有利于氧化剂与单体的吸收与含浸。采取该电解纸制成的芯包，无需碳化处理，且只需进行一次化成修复处理即可。此外，在铝壳4的外壁上覆设有厚度为25μm左右的材质为环氧树脂的绝缘层6。

以4V560μF8＊8mm壳号电容器产品为例，电容器的制造方法包括依次进行的下列步骤：

（1）、采用化成电压为6VF的阳极化成铝箔，采用电容量无穷大的阴极箔，在阳极化成铝箔和阴极箔之间介入实施例1提供的电解纸并卷绕成理论容量为750μF的芯包；

（2）、将芯包浸入水性化成液（10wt%已二酸铵水溶液）中进行化成修复处理，处理时间35分钟；

（3）、将芯包放入温度125℃±10℃的烘箱中，干燥25分钟；

（4）、对芯包进行单体含浸，含浸时间2分钟，完毕后，除去溶剂；

（5）、将芯包含浸氧化剂，含浸的方法是先将内部为常压的芯包含浸于氧化剂中2分钟，再脱离氧化剂，抽真空至真空度90KPa以下，保持2min，时间到后放气于常压，再在常压下含浸2分钟，时间到完成含浸。

（6）、对含浸好的芯包进行两段式聚合：

首先，低温聚合，聚合温度50℃±10℃，聚合时间200±10分钟；

其次，高温聚合，聚合温度150℃±10℃，聚合时间100±10分钟；

（7）、将芯包装入尺寸为8＊8.3mm的铝壳，用7.6＊2.0mm橡胶帽进行封口；

（8）、分段式老化处理和分选测试：以2V电压施加20分钟，再以4V电压施加20分钟，最后以4.8V电压施加40分钟进行老化处理，老化温度125±10℃。老化结束抽取10PCS进行测试。结果参见表1。

表1

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1. 一种固体电解质铝电解电容器，其包括铝壳、设置于所述铝壳内的芯包、设置在所述芯包顶部且与所述铝壳密封连接的胶盖、正极端子、负极端子，所述芯包包括阳极化成铝箔、阴极箔、设置在所述阳极化成铝箔与所述阴极箔之间的电解纸以及聚合物电解质，所述正极端子与所述阳极化成铝箔连接，所述负极端子与所述阴极箔连接，其特征在于：所述的电解纸由三层无纺布构成，其中上层和下层分别为厚度10~30μm的涂纶纺粘无纺布；中间层为厚度10~40μm的PET无纺布，构成所述涂纶纺粘无纺布的涤纶纤维的平均直径为10~20μm，构成所述PET无纺布的PET纤维的平均直径为0.5~2.0μm。

2. 根据权利要求1所述的固体电解质铝电解电容器，其特征在于：所述的胶盖的材质为硫化丁基橡胶或聚对苯二甲酸乙二酯。

3. 根据权利要求1所述的固体电解质铝电解电容器，其特征在于：所述铝壳的外壁上覆设有厚度为5μm ~50μm的绝缘层或者包覆有聚对苯二甲酸乙二酯材质或聚乙烯材质的胶管。

4. 根据权利要求3所述的固体电解质铝电解电容器，其特征在于：所述绝缘层的材质为涤纶、环氧树脂或聚乙烯树脂。

5. 根据权利要求1所述的固体电解质铝电解电容器，其特征在于：所述的阳极化成铝箔与阴极箔之间以及所述电解纸中充满了所述聚合物电解质。

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