CN210349580U - 一种平板式层叠结构的金属化膜电容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种平板式层叠结构的金属化膜电容器，包括：外壳及设置在外壳内的层叠结构的金属化膜电容器元件，金属化膜电容器元件包括多片大小结构相同的自带长条形极耳的小片长方形正电极、与正电极大小相同的多片大小结构相同的自带长条形极耳的小片长方形负电极；多片小片长方形正电极与多片小片长方形负电极采用正负电极间隔排布的方式层叠对齐布置，并且通过在长条形极耳同一位置采用螺栓穿孔固定的方式将多片小片长方形正电极与多片小片长方形负电极分别固定起来，由此组成层叠结构的金属化膜电容器元件。所述层叠结构金属化膜电容器为平板式，结构紧凑，形式灵活，可串并联后组合应用于高度有限但面积较宽的场合。

Description

一种平板式层叠结构的金属化膜电容器

技术领域

本实用新型属于电力设备技术领域，具体涉及一种采用新型层叠结构的干式金属化膜电容器，其平板式结构能有效降低损耗，较传统圆柱形电容器元件更易形成不同形态的模组，满足不同应用场合的需求。

背景技术

传统的金属化膜电容器元件由一定厚度和层数的金属化有机薄膜围绕聚合物绝缘芯棒卷绕而成，在元件的端部采用喷金工艺实现电容器电极的引出。

卷绕式金属化膜电容器元件的正负电极是两张很长的金属化膜卷绕后两端引出，在高度一定的情况下，要做大电容值，就要增加卷绕的层数，即增加金属化膜的长度，整张膜的面积增大。对于电容器元件的内部等效电阻而言，相当于同样的厚度(横截面)，表面积越大，电阻越大。

实用新型内容

针对背景技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种平板型层叠结构的金属化膜电容器，改进金属化膜电容器元件的形态，同时降低内部损耗。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种平板式层叠结构的金属化膜电容器，其特征在于，包括：外壳及设置在外壳内的层叠结构的金属化膜电容器元件，所述层叠结构的金属化膜电容器元件包括：多片大小结构完全相同的自带长条形极耳的小片长方形正电极、与正电极大小相同的多片大小结构完全相同的自带长条形极耳的小片长方形负电极，所述自带长条形极耳的小片长方形正电极是由金属化膜原膜统一切割而成，长条形极耳设置在小片长方形正电极的上端部靠近左侧顶点的位置；所述自带长条形极耳的小片长方形负电极也是由金属化膜原膜统一切割而成，长条形极耳设置在小片长方形负电极的上端部靠近右侧顶点的位置；多片小片长方形正电极与多片小片长方形负电极采用正负电极间隔排布的方式层叠对齐布置，并且通过在长条形极耳同一位置采用螺栓穿孔固定的方式将多片小片长方形正电极与多片小片长方形负电极分别固定起来，由此组成层叠结构的金属化膜电容器元件。

进一步的，所述长条形极耳的宽度是整片长方形电极宽度的1/5～1/4，所述长条形极耳的长度为其宽度的2倍。

进一步的，所述长条形极耳的位置设置需保证正负极之间的绝缘及安装机械强度，所述长条形极耳设置在小片长方形正电极的上端部靠近左侧顶点的位置，距离左侧顶点的距离为整片长方形电极宽度的1/4～1/3，所述长条形极耳设置在小片长方形负电极的上端部靠近右侧顶点的位置，距离右侧顶点的距离为整片长方形负电极宽度的1/4～1/3。

进一步的，所述自带长条形极耳的小片长方形正电极或负电极是由金属化膜原膜统一切割而成，切割极片时采取整体切割，保证所有正电极的长条形极耳设置在同一个位置，亦保证所有负电极的长条形极耳设置在同一个位置。

进一步的，根据长条形极耳的宽度与总厚度，选择合适型号的普通螺栓将多片小片长方形正电极或负电极分别穿孔固定。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型金属化膜电容器具有以下优点：

1、形成的金属化膜电容器为平板型，结构紧凑，形式灵活，可串并联后组合应用于高度有限但面积较宽的场合；

2、由于内部为多个小电极并联组成，相对于相同电压和相同容量的卷绕式金属化膜电容器，具有更低的内阻，相同运行条件下具有更低的内部损耗。

附图说明

图1为金属化膜电容器内部单片正(负)电极的结构示意图。

图2为金属化膜电容器内部正(负)电极的层叠结构示意图。

图3为金属化膜电容器组装起来的结构示意图，其中正(负)极各片小电极分别采用螺栓形式连接。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示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。

本实用新型提出的层叠结构金属化膜电容器，是把相同面积的一整张大电极拆为n个小张电极，如图1至图2所示，为了区别开正负电极，用灰色代表正极的镀金属面，白色代表负极的镀金属面，各自的背面为光膜面。正(负)极各个小电极之间是并联关系，单体的电容是n个电容的并联即等于单个小单元电容值的n倍，而单体的电阻则是n个小面积电极的并联即等于单个小单元电阻值的 1/n，从而在保证容量不变的情况下，有效减小了整个单体的内阻。

每片电极的形状由两部分组成，一部分相同大小的长方形或正方形，另一部分是在本片电极上引出的较窄长条形的极耳，即在对原材料金属化膜切割成片这道工序上就使用模具切割成如图1所示的形状。

为了组成较大电容量的电容器元件，需要多对电极并联，在单个元件内部，可能需要数百片电极，为加强电气连接及机械连接强度，此数百片电极的引出极耳需要采用螺栓穿孔进行固定连接，结构见图3所示。最后在外层加以封装。

极耳的宽度一般在整片电极宽度的1/5～1/4左右，极耳的长度一般为其宽度的2倍左右。极耳的位置设置主要考虑保证正负极之间的绝缘及安装机械强度，极耳一般设置在整片电极的中间偏外侧，距离外侧的宽度约为极片宽度的 1/4～1/3。切割极片时应采取整体切割，保证所有电极的长条形极耳设置在同一个位置。并将其层叠放置对齐，统一冲孔，便于用螺栓穿孔连接固定。根据极耳的宽度与总厚度，选择不同型号的普通螺栓。电容器单元的组装过程与常规干式电容器相同。

制作方法包括如下步骤：

(1)切割：将金属化膜原膜统一切割为多片大小、结构完全相同的自带长条形极耳的小片长方形正电极，长条形极耳设置在小片长方形正电极的上端部靠近左侧顶点的位置；按照相同方法切割出多片与正电极大小相同的，自带长条形极耳的小片长方形负电极，对于负电极，长条形极耳设置在小片长方形负电极的上端部靠近右侧顶点的位置；

(2)冲孔：将多片长方形正电极层叠放置对齐，在长条形极耳的同一位置上统一冲孔，便于用螺栓穿孔连接固定；采用同样方法将多片长方形负电极的长条形极耳的同一位置上统一冲孔；

(3)组装：根据容量要求，将数百片或上千片小片长方形电极采用正负电极间隔排布的方式层叠对齐布置，然后将多个长方形正电极的极耳采用一个螺栓穿孔固定，并采用同样方法将多个长方形负电极的极耳采用一个螺栓穿孔固定，由此组成层叠结构的金属化膜电容器元件，再外面封装上外壳，即组成层叠结构的金属化膜电容器。

具体实施例：制作一个容量约为30μF的金属化膜电容器元件，约需要采用如下尺寸的正负极小电极片各约800片交错层叠布置。

其中电极片的长度约为75mm，宽度约为45mm，长条形极耳的宽度约为 10mm，长度约为20mm，打孔半径约为6mm，选择M6螺栓。

单片电极片的厚度约为6.8μm(微米)，组装后加外壳的电容器元件厚度应在12mm左右。整体体积与传统卷绕式元件基本相当。

相对于卷绕结构，本层叠结构的电容器元件取消了卷绕结构所需的内芯棒，各片层叠放置的金属化膜所受压力基本是均衡的，而卷绕结构电容器层间压强存在差异，外圈层间压强小，自愈点面积大，运行过程中电容器损失大，内圈层则电容器损失小。本层叠结构由于各片电极的所受的压强是相等的，因此自愈情况基本是一致的。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种平板式层叠结构的金属化膜电容器，其特征在于，包括：外壳及设置在外壳内的层叠结构的金属化膜电容器元件，所述层叠结构的金属化膜电容器元件包括：多片大小结构完全相同的自带长条形极耳的小片长方形正电极、与正电极大小相同的多片大小结构完全相同的自带长条形极耳的小片长方形负电极，所述自带长条形极耳的小片长方形正电极是由金属化膜原膜统一切割而成，长条形极耳设置在小片长方形正电极的上端部靠近左侧顶点的位置；所述自带长条形极耳的小片长方形负电极也是由金属化膜原膜统一切割而成，长条形极耳设置在小片长方形负电极的上端部靠近右侧顶点的位置；多片小片长方形正电极与多片小片长方形负电极采用正负电极间隔排布的方式层叠对齐布置，并且通过在长条形极耳同一位置采用螺栓穿孔固定的方式将多片小片长方形正电极与多片小片长方形负电极分别固定起来，由此组成层叠结构的金属化膜电容器元件。

2.如权利要求1所述的一种平板式层叠结构的金属化膜电容器，其特征在于，所述长条形极耳的宽度是整片长方形电极宽度的1/5～1/4，所述长条形极耳的长度为其宽度的2倍。

3.如权利要求1所述的一种平板式层叠结构的金属化膜电容器，其特征在于，所述长条形极耳的位置设置需保证正负极之间的绝缘及安装机械强度，所述长条形极耳设置在小片长方形正电极的上端部靠近左侧顶点的位置，距离左侧顶点的距离为整片长方形电极宽度的1/4～1/3，所述长条形极耳设置在小片长方形负电极的上端部靠近右侧顶点的位置，距离右侧顶点的距离为整片长方形负电极宽度的1/4～1/3。

4.如权利要求1所述的一种平板式层叠结构的金属化膜电容器，其特征在于，所述自带长条形极耳的小片长方形正电极或负电极是由金属化膜原膜统一切割而成，切割极片时采取整体切割，保证所有正电极的长条形极耳设置在同一个位置，亦保证所有负电极的长条形极耳设置在同一个位置。

5.如权利要求1所述的一种平板式层叠结构的金属化膜电容器，其特征在于，根据长条形极耳的宽度与总厚度，选择合适型号的普通螺栓将多片小片长方形正电极或负电极分别穿孔固定。

Images