卷绕喷涂一体化制程及装置的制作方法

本发明涉及一种电容器的制程及装置，特别是涉及一种适用于参与制作一个卷绕式电容器的卷绕喷涂一体化制程及装置。

背景技术：

电容器为基本电子元件，在电子设备中被大量使用，并具有各种外型及构造。其中，卷绕式电容器(如液态电解电容器)的制程能大致分为以下步骤：裁切(slitting)、钉接(stitching)、卷绕(winding)、含浸(impregnation)、组立(assembling)、清洗(cleaning)、套管(sleeving)、老化(aging)、选别(sorting)，及成型(forming)。

其中，在卷绕制程中，是将分别经铆接正负极后的正箔、负箔，与电解纸相叠卷绕成“素子”，并通过电子胶带或电子胶水固定卷绕末端，而在接下来的含浸制程中，将素子抽真空后浸入电解液中，使电解纸能浸润电解液而具有电容量。

然而，由于直径16mm以上的大型电容器体积较大，因此，在含浸制程中往往需要较长的时间才能使电解纸充分浸润，例如，一炉大型电容器通常需要3～4小时的浸润时间，且往往会产生大量浸润不充分的不良品，导致大型电容器的良率仅有60％左右。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能提高大型电容器的制作效率及良率的卷绕喷涂一体化制程。

本发明的卷绕喷涂一体化制程，适用于参与制作卷绕式电容器，所述卷绕喷涂一体化制程包含以下步骤：

(a)制备卷芯、正箔、第一电解纸、负箔及第二电解纸，将所述正箔、所述第一电解纸、所述负箔与所述第二电解纸依序叠设且以所述卷芯为轴心卷绕。

(b)制备正极喷头及负极喷头，于步骤(a)的卷绕过程中，所述正极喷头与所述负极喷头喷涂电解液而分别使所述第一电解纸与所述第二电解纸于卷绕过程中浸润电解液。

(c)于步骤(a)卷绕预定长度后，所述正极喷头及所述负极喷头停止喷涂，裁切所述正箔、所述第一电解纸、所述负箔与所述第二电解纸，并进行卷绕的末端固定。

本发明的卷绕喷涂一体化制程，于步骤(b)中，所述正极喷头与所述负极喷头分别朝所述正箔与所述负箔喷涂电解液，而使所述第一电解纸与所述第二电解纸于卷绕过程中沾附而浸润电解液。

本发明的卷绕喷涂一体化制程，于步骤(b)中，所述正极喷头与所述负极喷头的喷涂过程分为初始阶段、持续阶段及末尾阶段，于所述持续阶段中的每单位时间的喷涂量，大于所述初始阶段与所述末尾阶段中的每单位时间的喷涂量。

本发明的卷绕喷涂一体化制程，于步骤(b)中，还制备第一喷头及第二喷头，所述第一喷头与所述第二喷头于步骤(a)的卷绕过程中，分别朝所述第一电解纸及所述第二电解纸喷涂电解液。

本发明的卷绕喷涂一体化制程，所述第一喷头与所述第二喷头的每单位时间的喷涂量皆小于所述正极喷头与所述负极喷头的每单位时间的喷涂量。

本发明的目的在于提供一种能提高大型电容器的制作效率及良率的卷绕喷涂一体化装置。

本发明的卷绕喷涂一体化装置，适用于参与制作卷绕式电容器，并包含输送单元、卷绕单元及喷涂单元。

所述输送单元包括四个原料输送模块，所述原料输送模块分别适用于供正箔、第一电解纸、负箔及第二电解纸设置，以使所述正箔、所述第一电解纸、所述负箔与所述第二电解纸依序分层叠置朝卷绕轴心的方向输出。

所述卷绕单元适用于供卷芯设置于所述卷绕轴心的位置，并以所述卷绕轴心为轴心卷绕所述正箔、所述第一电解纸、所述负箔与所述第二电解纸。

所述喷涂单元包括用于喷涂电解液的正极喷头及负极喷头，及信号连接所述正极喷头及所述负极喷头的控制模块，所述正极喷头及所述负极喷头分别使所述第一电解纸与所述第二电解纸于卷绕过程中浸润电解液。

本发明的卷绕喷涂一体化装置，所述正极喷头与所述负极喷头分别对应所述正箔与所述负箔设置，并分别用于朝所述正箔与所述负箔喷涂电解液，而使所述第一电解纸与所述第二电解纸于卷绕过程中沾附而浸润电解液。

本发明的卷绕喷涂一体化装置，所述控制模块控制所述正极喷头与所述负极喷头的喷涂过程分为初始阶段、持续阶段及末尾阶段，于所述持续阶段中的每单位时间的喷涂量，大于所述初始阶段与所述末尾阶段中的每单位时间的喷涂量。

本发明的卷绕喷涂一体化装置，所述喷涂单元还包括分别对应所述第一电解纸及所述第二电解纸设置且信号连接所述控制模块的第一喷头及第二喷头，所述第一喷头与所述第二喷头分别用于朝所述第一电解纸及所述第二电解纸喷涂电解液。

本发明的卷绕喷涂一体化装置，所述第一喷头与所述第二喷头的每单位时间的喷涂量皆小于所述正极喷头与所述负极喷头的每单位时间的喷涂量。

本发明的有益效果在于：通过设置所述喷涂单元在卷绕过程中喷涂电解液，能使所述第一电解纸与所述第二电解纸于卷绕过程中同时浸润电解液，所以可以将含浸制程合并于卷绕制程中，并省去整个含浸装置的安装，因此，可以大幅提高卷绕式电容器的制作效率并降低制作成本。

附图说明

本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是一个卷绕式电容器的示意图；

图2是本发明卷绕喷涂一体化装置的一个实施例的示意图；及

图3是本发明卷绕喷涂一体化制程应用于所述实施例的流程图。

具体实施方式

参阅图1与图2，本发明卷绕喷涂一体化装置的一个实施例，适用于参与制作一个卷绕式电容器9，并包含一个输送单元2、一个卷绕单元3及一个喷涂单元4。

所述输送单元2包括四个原料输送模块21，每一个原料输送模块21较佳是具有一个原料置放轴211及至少一个原料转轴212，所述原料置放轴211分别适用于供一个正箔91、一个第一电解纸92、一个负箔93及一个第二电解纸94成卷设置，所述原料转轴212则供所述正箔91、所述第一电解纸92、所述负箔93与所述第二电解纸94设置以提供运输过程中的适当张力，并使所述正箔91、所述第一电解纸92、所述负箔93与所述第二电解纸94依序分层叠置朝一个卷绕轴心8的方向输出。其中，图2中的所述原料置放轴211与所述原料转轴212设置方式仅为示意，其实施态样能依实际需求而变化，并不以此为限。

所述输送单元2较佳是还包括一个胶带输送模块22，所述胶带输送模块22具有一个适用于供一个胶带95成卷设置的胶带置放轴221，及一个供所述胶带95朝所述卷绕轴心8的方向输出的胶带转轴222。于本实施例中，是使用胶带95将所述电容器9的卷绕的末端固定，以使卷绕完成的所述电容器9的半成品固定成型，但所述电容器9也可以是使用胶水进行固定，如此，则不需设置所述胶带输送模块22，而改为使用注胶装置(图未示)。

其中，所述原料转轴212、所述胶带转轴222的数量皆能依实际上的设置需求而增减，其数量能为一个或任意数量，图2所绘制的数量仅为示意，不以此为限。

所述输送单元2较佳是还包括一个卷芯输送模块23，适用于将多个卷芯96朝所述卷绕轴心8的方向输出。

所述输送单元2较佳是还包括两个铆接模块24，所述铆接模块24分别设置于所述正箔91与所述负箔93的输送路径上，并分别适用于将一个正极杆97及一个负极杆98铆接或焊接于所述正箔91与所述负箔93上。如此，能将背景技术中所述的钉接(stitching)制程合并于本实施例的卷绕喷涂一体化装置中。

所述卷绕单元3包括一个能绕自身轴线转动的安装轴31，所述安装轴31具有多个围绕自身轴线设置并适用于分别供所述卷芯96能转动地设置的安装部32，其中一个安装部32能使其安装的卷芯96位于所述卷绕轴心8位置，且使所述卷芯96的轴心相同于所述卷绕轴心8，所述卷绕单元3能旋转所述安装部32而使对应的所述卷芯96以所述卷绕轴心8为轴心卷绕所述正箔91、所述第一电解纸92、所述负箔93与所述第二电解纸94。其中，由所述卷芯96向外的叠置顺序为所述正箔91、所述第一电解纸92、所述负箔93与所述第二电解纸94。

于安装于所述卷绕轴心8位置的所述安装部32的所述卷芯96完成卷绕及胶带95固定后，所述安装轴31旋转以使下一个安装部32的卷芯96位于所述卷绕轴心8位置，并进行下一个电容器9的卷绕。其中，图2所示的所述卷绕单元3架构仅为其中一种架构的示意说明，由于其架构为此业界所熟悉的内容，本发明所属技术领域中具有通常知识者自能依实际需求而变化，不以此为限。

所述喷涂单元4包括用于喷涂电解液的一个正极喷头41及一个负极喷头42，及一个信号连接所述正极喷头41及所述负极喷头42的控制模块43，所述正极喷头41及所述负极喷头42分别使所述第一电解纸92与所述第二电解纸94于卷绕过程中浸润电解液。其中，由于纸张在输送过程需要维持一定张力，因此，为避免直接向所述第一电解纸92及所述第二电解纸94喷涂足量电解液会导致所述第一电解纸92及所述第二电解纸94在输送中破裂，所述正极喷头41与所述负极喷头42较佳是分别对应所述正箔91与所述负箔93设置，并分别用于朝所述正箔91与所述负箔93喷涂电解液，而使所述第一电解纸92与所述第二电解纸94于卷绕过程中沾附而浸润电解液。

所述喷涂单元4较佳是还包括分别对应所述第一电解纸92及所述第二电解纸94设置且信号连接所述控制模块43的一个第一喷头44及一个第二喷头45，所述第一喷头44与所述第二喷头45分别用于朝所述第一电解纸92及所述第二电解纸94喷涂电解液，并且，较佳是设计所述第一喷头44与所述第二喷头45的每单位时间的喷涂量皆小于所述正极喷头41与所述负极喷头42的每单位时间的喷涂量，例如，能针对所述正极喷头41与所述负极喷头42喷涂较不足的边角部分进行少量喷涂。如此，可以增加所述第一电解纸92及所述第二电解纸94的浸润程度，达到更佳的电容效能，且同时避免因喷涂过多电解液会导致所述第一电解纸92及所述第二电解纸94在输送中破裂的问题。值得一提的是，当所述正极喷头41与所述负极喷头42的喷涂量即可满足所述第一电解纸92及所述第二电解纸94的浸润要求时，也可以不增设所述第一喷头44与所述第二喷头45。

值得一提的是，本实施例中，所述电容器9是使用两层电解纸92、94搭配一层正箔91与一层负箔93的架构，并主要搭配设置一个正极喷头41及一个负极喷头42，但当所述电容器9是使用四层电解纸搭配两层正箔与两层负箔或是六层以上的电解纸搭配三层以上正箔与三层以上负箔的架构时，所述喷涂单元4可以再包括一个或两个以上的辅助正极喷头及辅助负极喷头，其数量对应原则为使每一层电解纸皆能对应至少一个喷头。

所述控制模块43较佳是控制所述正极喷头41与所述负极喷头42的喷涂过程分为一个初始阶段、一个持续阶段及一个末尾阶段，于所述持续阶段中的每单位时间的喷涂量，大于所述初始阶段与所述末尾阶段中的每单位时间的喷涂量，也就是说，使所述正极喷头41与所述负极喷头42于每单位时间的喷涂量以少、多、少的次序进行，例如，以卷绕时间4秒进行说明，0～1秒时以较少量进行喷涂，1～3秒以较多量进行喷涂，3～4秒以较少量进行喷涂，如此，可以维持较佳的浸润效果，并避免头尾端的电解液过多而溢出。

所述卷绕喷涂一体化装置较佳是还包含一个裁切装置(图未示)，用于裁切所述正箔91、所述第一电解纸92、所述负箔93、所述第二电解纸94与所述胶带95，且较佳是将所述第一电解纸92与所述第二电解纸94的长度裁切为大于所述正箔91与所述负箔93的长度，以得到较佳的隔离及包覆效果。由于所述裁切装置的细节架构为此业界所熟悉的内容，在此不赘述。

参阅图1、图2及图3，本实施例所使用的一种卷绕喷涂一体化制程，包含以下步骤：

步骤51：制备所述卷芯96、所述正箔91、所述第一电解纸92、所述负箔93及所述第二电解纸94，将所述正箔91、所述第一电解纸92、所述负箔93与所述第二电解纸94依序叠设且以所述卷芯96为轴心卷绕。

步骤52：制备所述正极喷头41及所述负极喷头42，于步骤51的卷绕过程中，所述正极喷头41与所述负极喷头42喷涂电解液而分别使所述第一电解纸92与所述第二电解纸94于卷绕过程中浸润电解液。

其中，所述正极喷头41与所述负极喷头42分别朝所述正箔91与所述负箔93喷涂电解液，而使所述第一电解纸92与所述第二电解纸94于卷绕过程中沾附而浸润电解液。

其中，所述正极喷头41与所述负极喷头42的喷涂过程分为所述初始阶段、所述持续阶段及所述末尾阶段，于所述持续阶段中的每单位时间的喷涂量，大于所述初始阶段与所述末尾阶段中的每单位时间的喷涂量。

其中，还制备所述第一喷头44及所述第二喷头45，所述第一喷头44与所述第二喷头45于步骤51的卷绕过程中，分别朝所述第一电解纸92及所述第二电解纸94喷涂电解液。

其中，所述第一喷头44与所述第二喷头45的每单位时间的喷涂量皆小于所述正极喷头41与所述负极喷头42的每单位时间的喷涂量。

步骤53：于步骤51卷绕一个预定长度后，所述正极喷头41及所述负极喷头42停止喷涂，裁切所述正箔91、所述第一电解纸92、所述负箔93与所述第二电解纸94，并进行卷绕的末端固定。

其中，所述预定长度依所欲制作的所述电容器9的规格而定。

其中，使用所述胶带95或胶水将所述电容器9的卷绕的末端固定，而完成“素子”的制作。

经由以上叙述，将本实施例的功效说明如下：

一、通过设置所述喷涂单元4在卷绕过程中喷涂电解液，能使所述第一电解纸92与所述第二电解纸94于卷绕过程中同时浸润电解液，所以可以将含浸(impregnation)制程合并于卷绕(winding)制程中，并在卷绕制程原本的执行时间中，即完成含浸制程所需达到的浸润电解液效果，因此，可以省去整个含浸制程的执行时间，大幅缩短卷绕式电容器9的制作时间，进而提高卷绕式电容器9的制作效率，并且，使用喷涂方式较含浸方式节省大量电解液的消耗，因此，还具有降低生产成本与减少废液污染的功效。

再者，由于本实施例可以直接使用现有卷绕制程所使用的卷绕装置进行改造，例如，能在现有的3000型或6000型卷绕装置上安装本实施例的所述喷涂单元4，即可将含浸制程所需达到的浸润电解液效果整合至现有的卷绕装置，如此，在系统上即可省去整个含浸装置，因此，可以省去设置含浸装置的空间、费用及维护成本，所以还能大幅降低卷绕式电容器9的制作成本。其中，3000型、6000型为此业界的通用型号，指其能制作的最大电容器分别为直径30mm及60mm，若以世宏机械公司的产品为例，其对应产品编号分别为spht-3000及spht-6000。

本实施例于实际操作中，可以视所应用的电容器9大小而对应调整所喷涂的电解液分量，因此，经最佳化调整后，可以较现有技术提高所述第一电解纸92与所述第二电解纸94的浸润程度，使电容器的良率大幅提高至90％以上。

值得一提的是，在电学原理上，电容器9能作为电池使用，且目前部分电池(如锂电池)的制程同样包括卷绕、含浸制程，其主要差异仅为电容器9与电池所使用的电解液配方不同，因此，本发明卷绕喷涂一体化装置与卷绕喷涂一体化制程也能适用于参与制作一个电池。

综上所述，本发明卷绕喷涂一体化装置与卷绕喷涂一体化制程，确实能达成本发明的目的。

以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。