CN219246538U - 一种低esr的阴极芯块及钽电容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低ESR的阴极芯块及钽电容器，阴极芯块以制备与钽粉接触面积小的钽箔作为芯块的引出端，其引出端与高比容钽粉利用油压机和模具压制成型，所述阴极芯块的钽箔制备为与钽粉接触面积小的锯齿形、T形、梯形等，减少钽箔与钽粉接触面积，降低了阴极芯块的等效串联电阻，其钽箔与高比容钽粉压制过后钽箔不易脱落；所述钽电容器上组装有上述的低ESR的阴极芯块，所述钽电容器还包括钽壳，设在所述钽壳内依次逐个叠放的钽芯块和隔离膜，所述钽壳顶部设有钽盖和带正极引线的绝缘子，所述逐个叠放的钽芯块还包括带阳极钽丝的阳极芯块，组装此阴极芯块的钽电容器的电性能明显提高，且能够耐受3V及以下的反向电压。

Description

一种低ESR的阴极芯块及钽电容器

技术领域

本实用新型属于电容器技术领域，具体涉及一种低ESR的阴极芯块及钽电容器。

背景技术

耐反压钽电解电容器不仅具有高稳定性、高可靠性、整流效应和自愈作用，还可以耐受一定的反向电压，扩充了钽电容器的市场。目前，市面上对耐反压电容器有一定需求，耐反压电容器主要是非固体电解质钽电容器，非固体电解质钽电容器由两个部分组成，分别是阴极和阳极，阴极和阳极的电容量对非固体电解质钽电容量大小起到了决定作用，特别是阴极芯块上的钽箔与钽粉的接触面积大小会影响装配后产品的电性能参数。目前，非固体电解质钽电容器本身电性能有一定的缺陷，其主要原因是阴极芯块的等效串联电阻过大，影响组装后产品的性能。而阴极芯块的等效串联电阻过大，主要是由于非固体电解质钽电容器采用常规阴极的制备方法制得的阴极芯块的引出端或者说是钽箔为较大的长方形，阴极芯块上的钽箔与钽粉的接触面积大，导致阴极芯块的等效串联电阻过大，组装后产品的电性能容易不稳定；另外，阴极芯块采用长方形的钽箔，其钽箔与高比容钽粉压制过后钽箔容易脱落。

因此需要研发一种钽箔不易脱落的低ESR的阴极芯块及钽电容器。

公开号为CN103400695A的实用新型公开了一种高可靠性非固体电解质全钽电容器及其制作工艺，其钽电容器包括钽壳、电解液、绝缘子、阴极、阳极、正极引出线、负极引出线和隔膜，所述阳极和阴极依次叠放，相邻的阳极和阴极间均夹有隔膜，所述钽电容器的阴极采用常规阴极的制备方法制得的阴极芯块上的钽箔与钽粉的接触面积大，导致阴极芯块的等效串联电阻过大，使得钽电容器本身电性能有一定的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的正是针对上述现有技术所存在的状况，而设计的一种钽箔不易脱落、降低阴极芯块的等效串联电阻、提高组装后钽电容器的电性能的一种低ESR的阴极芯块及钽电容器。

实用新型内容具体如下文：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的阴极芯块由高比容钽粉和被高比容钽粉压制包裹的钽箔组成，所述阴极芯块以制备与钽粉接触面积小的多种形状的钽箔作为芯块的引出端，所述引出端与高比容钽粉利用油压机和模具压制成型，所述芯块经烧结、赋能后制成具备低ESR的阴极芯块，也就是等效串联电阻小的阴极芯块。

进一步地，所述阴极芯块的钽箔的形状制备为锯齿形、T形或梯形，相较于现有技术的长方形，制备为锯齿形、T形或梯形的钽箔在压制成型后阴极芯块里的截面面积减小，从而制备为锯齿形、T形或梯形的钽箔与钽粉的接触面积减小，达到降低了阴极芯块的等效串联电阻的效果，组装此低ESR阴极芯块的钽电容器的电性能明显提高；另外，相较于长方形的钽箔，使用锯齿形、T形或梯形的钽箔增强接触面的接触力，置于芯块内部更加牢固，压制过后也不易脱落。

进一步地，所述阴极芯块放于磷酸和去离子水组合成的溶液通电以进行赋能，在5V电压下赋能形成耐压值为3V的阴极芯块。

一种钽电容器，其钽电容器上设有上述低ESR的阴极芯块，所述钽电容器还包括钽壳，设在所述钽壳内依次逐个叠放的钽芯块和隔离膜，所述钽壳顶部设有钽盖和带正极引线的绝缘子，所述逐个叠放的钽芯块还包括带阳极钽丝的阳极芯块，所述阴极芯块与阳极芯块相互叠加装配，芯块中间由隔离膜隔开，所述阴极芯块的钽箔由钽壳内壁边缘引出至外，引出的钽箔与钽壳以及钽盖焊连接，所述阴极芯块上设有的阴极钽丝连接负极引线，所述阳极芯块的阳极钽丝穿过隔离膜与绝缘子正极引线焊连接。

进一步地，所述钽壳内部设有电解液。

进一步地，所述钽盖上设有注入电解液的注液孔。

进一步地，所述阳极芯块、阴极芯块表面均形成有一层绝缘介质层五氧化二钽。

进一步地，所述阴极芯块引出的钽箔与钽壳以及钽盖采用激光进行焊连接。

本实用新型提供的一种低ESR的阴极芯块及钽电容器有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型的阴极芯块由高比容钽粉和被高比容钽粉压制包裹的钽箔组成，所述阴极芯块以制备与钽粉接触面积小的钽箔作为芯块的引出端，其引出端与高比容钽粉利用油压机和模具压制成型，阴极芯块经烧结、赋能后制成具备低ESR的阴极芯块，所述阴极芯块的钽箔制备为与钽粉接触面积小的锯齿形、T形、梯形等，减少钽箔与钽粉接触面积，降低了阴极芯块的等效串联电阻，其次，阴极芯块的钽箔为锯齿形、T形、梯形等，其钽箔与高比容钽粉压制过后钽箔不易脱落；另外，组装此阴极芯块的钽电容器的电性能明显提高，且能够耐受3V及以下的反向电压。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为设有低ESR的阴极芯块的钽电容器示意图；

图2为锯齿形钽箔引出端阴极芯块俯视结构示意图；

图3为T形钽箔引出端阴极芯块俯视结构示意图；

图4为梯形钽箔引出端阴极芯块俯视结构示意图。

其中，图中各附图标记：1.阴极芯块；2.阴极钽箔；3.阳极芯块；4.钽壳；5.绝缘子；6.钽盖；7.正极引线；8.负极引线；9.隔离膜；10.阳极钽丝；11.环形垫；12.注液孔；13.阳极芯块钽丝焊接处，14.钽粉。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图2～4所示，本实用新型提供的一种低ESR的阴极芯块，阴极芯块1由高比容钽粉14和被高比容钽粉14压制包裹的钽箔2组成，所述阴极芯块1以制备与钽粉14接触面积小的钽箔2作为芯块的引出端，其引出端与高比容钽粉14利用油压机和模具压制成型，其阴极芯块1经烧结、赋能后制成具备低ESR的阴极芯块1，所述阴极芯块的钽箔2制备为锯齿形、T形、梯形等形状，减少钽箔2与钽粉14接触面积，降低了阴极芯块1的等效串联电阻。

上述阴极芯块1在压制之前，对钽箔2表面进行打磨至哑光感，冲压成特定的形状，在设计好的特定模具中，利用油压机将比容40000μFV/g的钽粉14压制成带钽箔2引出端的芯块，由钽箔2引出，经过1250℃烧结，采用磷酸和去离子水组成的形成溶液，在5V电压下赋能形成耐压值为3V且电容容量为12000μF的阴极芯块1。压制成型后的阴极芯块1，钽箔2与钽粉14的接触面积大小会影响装配后产品的电性能参数，上述实施例中采用特定的钽箔2形状作为引出端，例如钽箔2形状为锯齿形、T形、梯形等，减少钽箔2与钽粉14接触面积，降低了阴极芯块1的等效串联电阻，提高了电容器的实用性，达到既不影响电参数也可以耐受反向电压的目的。

实施例2

如图1和图2所示，本实用新型提供的一种钽电容器，采用上述实施例1所述的阴极芯块1，钽电容器还包括钽壳4，设在所述钽壳4内依次逐个叠放的钽芯块和隔离膜9，所述钽壳4顶部设有钽盖6和带正极引线7的绝缘子5，所述逐个叠放的钽芯块还包括带阳极钽丝10的阳极芯块3，所述阴极芯块1与阳极芯块3相互叠加装配，芯块中间由隔离膜9隔开，所述阴极芯块1的钽箔2由钽壳4内壁边缘引出至外，引出的钽箔2与钽壳4以及钽盖6焊连接，所述阴极芯块1上设有的阴极钽丝连接负极引线8，所述阳极芯块3的阳极钽丝10穿过隔离膜9与绝缘子5上的正极引线7焊连接；上述阴极芯块1由高比容钽粉14和被高比容钽粉14压制包裹的钽箔2组成，所述阴极芯块1以制备与钽粉14接触面积小的钽箔2作为芯块的引出端，引出端与高比容钽粉14利用油压机和模具压制成型，其阴极芯块1经烧结、赋能后制成具备低ESR的阴极芯块1，所述阴极芯块1的钽箔2制备为锯齿形，减少了钽箔2与钽粉14接触面积，降低了阴极芯块1的等效串联电阻，其钽箔2与高比容钽粉14压制过后钽箔2不易脱落，组装此阴极芯块1的钽电容器的电性能明显提高，且能够耐受3V及以下的反向电压。

上述装配所述阴极芯块1的钽电容器，其原理与高能坦电容器原理相同，在电解液的作用下，阳极发生氧化反应失去电子；阴极发生还原反应得到电子，进行放电。但在接受到3V以下的反向电压的情况时，阴极芯块1可以在一段时间内进行氧化反应失去电子，减小常规高能钽混合电容器因为反向电压的影响而损伤产品或使产品爆炸。

进一步地，所述钽壳4、绝缘子5均是采用钽材加工制作而成，阴极芯块1和阳极芯块3均是由钽金属粉末经压制和烧结而成，采用电化学赋能的方式在阳极芯块3、阴极芯块1表面均形成一层致密的绝缘介质层五氧化二钽，将形成好的阳极芯块3和阴极芯块1之间采用叠加的方式并联组合，将采用耐高温耐酸的隔离膜9隔离开的阳极芯块3和阴极芯1块一同置于钽壳4内。

实施例3

如图1和图3所示，本实用新型提供的一种钽电容器，采用上述实施例1所述的阴极芯块1，钽电容器还包括钽壳4，设在所述钽壳4内依次逐个叠放的钽芯块和隔离膜9，所述钽壳4顶部设有钽盖6和带正极引线7的绝缘子5，所述逐个叠放的钽芯块还包括带阳极钽丝10的阳极芯块3，所述阴极芯块1与阳极芯块3相互叠加装配，芯块中间由隔离膜9隔开，所述阴极芯块1的钽箔2由钽壳4内壁边缘引出至外，引出的钽箔2与钽壳4以及钽盖6焊连接，所述阴极芯块1上设有的阴极钽丝连接负极引线8，所述阳极芯块3的阳极钽丝10穿过隔离膜9与绝缘子5上的正极引线7焊连接；上述阴极芯块1由高比容钽粉14和被高比容钽粉14压制包裹的钽箔2组成，所述阴极芯块1以制备与钽粉14接触面积小的钽箔2作为芯块的引出端，其引出端与高比容钽粉利用油压机和模具压制成型，所述阴极芯块1经烧结、赋能后制成具备低ESR的阴极芯块1，所述阴极芯块1的钽箔2制备为T形，减少了钽箔2与钽粉14接触面积，降低了阴极芯块1的等效串联电阻，其钽箔2与高比容钽粉14压制过后钽箔2不易脱落，组装此阴极芯块1的钽电容器的电性能明显提高，且能够耐受3V及以下的反向电压。

上述装配所述阴极芯块1的钽电容器，其原理与高能坦电容器原理相同，在电解液的作用下，阳极发生氧化反应失去电子；阴极发生还原反应得到电子，进行放电。但在接受到3V以下的反向电压的情况时，阴极芯块1可以在一段时间内进行氧化反应失去电子，减小常规高能钽混合电容器因为反向电压的影响而损伤产品或使产品爆炸。

进一步地，所述阴极芯块1引出的钽箔2与钽壳4以及钽盖6采用激光进行焊连接，阳极芯块3的阳极钽丝10穿过隔离膜9与绝缘子5上的正极引线7焊连接，阳极钽丝10与正极引线7的焊接处为13，阳极钽丝10与钽壳4之间通过环形垫11隔开。

实施例4

如图1和图4所示，本实用新型提供的一种钽电容器，采用上述实施例1所述的阴极芯块1，钽电容器还包括钽壳4，设在所述钽壳4内依次逐个叠放的钽芯块和隔离膜9，所述钽壳4顶部设有钽盖6和带正极引线7的绝缘子5，所述逐个叠放的钽芯块还包括带阳极钽丝10的阳极芯块3，所述阴极芯块1与阳极芯块3相互叠加装配，芯块中间由隔离膜9隔开，所述阴极芯块1的钽箔2由钽壳4内壁边缘引出至外，引出的钽箔2与钽壳4以及钽盖6焊连接，所述阴极芯块1上设有的阴极钽丝连接负极引线8，所述阳极芯块3的阳极钽丝10穿过隔离膜9与绝缘子5上的正极引线7焊连接；上述阴极芯块1由高比容钽粉14和被高比容钽粉14压制包裹的钽箔2组成，所述阴极芯块1以制备与钽粉14接触面积小的钽箔2作为芯块的引出端，其引出端与高比容钽粉利用油压机和模具压制成型，随后阴极芯块1经烧结、赋能后制成具备低ESR的阴极芯块1，所述阴极芯块1的钽箔2制备为梯形，减少了钽箔2与钽粉14接触面积，降低了阴极芯块1的等效串联电阻，其钽箔2与高比容钽粉14压制过后钽箔2不易脱落，组装此阴极芯块1的钽电容器的电性能明显提高，且能够耐受3V及以下的反向电压。

上述装配所述阴极芯块1的钽电容器，其原理与高能坦电容器原理相同，在电解液的作用下，阳极发生氧化反应失去电子；阴极发生还原反应得到电子，进行放电。但在接受到3V以下的反向电压的情况时，阴极芯块1可以在一段时间内进行氧化反应失去电子，减小常规高能钽混合电容器因为反向电压的影响而损伤产品或使产品爆炸。

进一步地，所述钽壳4内部设有电解液，钽盖6上设有注入电解液的注液孔12。

以上所述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，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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包含范围之内。

Claims (10)

1.一种低ESR的阴极芯块，其特征在于：阴极芯块由高比容钽粉和被高比容钽粉压制包裹的钽箔组成，所述阴极芯块以制备与钽粉接触面积小的多种形状的钽箔作为芯块的引出端，所述引出端与高比容钽粉利用油压机和模具压制成型。

2.根据权利要求1所述的一种低ESR的阴极芯块，其特征在于，所述阴极芯块的钽箔的形状为锯齿形。

3.根据权利要求1所述的一种低ESR的阴极芯块，其特征在于，所述阴极芯块的钽箔的形状为T形。

4.根据权利要求1所述的一种低ESR的阴极芯块，其特征在于，所述阴极芯块的钽箔的形状为梯形。

5.根据权利要求1所述的一种低ESR的阴极芯块，其特征在于，所述阴极芯块放于磷酸和去离子水组合成的溶液通电以进行赋能。

6.一种钽电容器，其特征在于，钽电容器上设有权利要求1所述的低ESR的阴极芯块，所述钽电容器还包括钽壳，设在所述钽壳内依次逐个叠放的钽芯块和隔离膜，所述钽壳顶部设有钽盖和带正极引线的绝缘子，所述逐个叠放的钽芯块还包括带阳极钽丝的阳极芯块，所述阴极芯块与阳极芯块相互叠加装配，芯块中间由隔离膜隔开，所述阴极芯块的钽箔由钽壳内壁边缘引出至外，引出的钽箔与钽壳以及钽盖焊连接，所述阴极芯块上设有的阴极钽丝连接负极引线，所述阳极芯块的阳极钽丝穿过隔离膜与绝缘子正极引线焊连接。

7.根据权利要求6所述的一种钽电容器，其特征在于，所述钽壳内部设有电解液。

8.根据权利要求6所述的一种钽电容器，其特征在于，所述钽盖上设有注入电解液的注液孔。

9.根据权利要求6所述的一种钽电容器，其特征在于，所述阳极芯块、阴极芯块表面均形成有一层绝缘介质层五氧化二钽。

10.根据权利要求6所述的一种钽电容器，其特征在于，所述阴极芯块引出的钽箔与钽壳以及钽盖采用激光进行焊连接。

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