一种高压叠片式铝电解电容器及其制备方法与流程

本发明涉及一种铝电解电容器，尤其涉及一种不需要进行铆接的高压叠片式铝电解电容器。

背景技术：

高压铝电解电容器对于阳极箔的要求特别高，阳极箔需要满足的是阳极箔表面的电介质，一般为铝箔表面的氧化膜的厚度特别厚。为了防止蚀坑被此厚氧化膜掩盖，用于要用在中电压至高电压阳极的铝箔的蚀坑通过进行直流电蚀刻被制成隧道型，然后被加工为用于待使用的电压的适当尺寸。相反，为在低电压电容器中使用，有必要使用小的蚀坑。因此，通常通过交流电蚀刻形成海绵状蚀坑。在阴极箔中，表面积类似地通过蚀刻增加。

然而传统的用于阳极和阴极的蚀刻处理都需要使用在盐酸中含有硫酸、磷酸、硝酸等的盐酸水溶液。盐酸具有强的环境影响，并且其处理也影响生产过程或生产成本。因此，有开发用于增加铝箔的表面积而不需要蚀刻的新方法的需求。

为了满足这种需求，日本东洋铝株式会社提出了将铝粉或者铝合金粉烧结在铝箔基体上（专利文件1）。这种在基体上烧结一层烧结体能够使得制作出来的铝箔可以获得与传统蚀刻箔相同或者更大的静电容量，特别适合在中高压铝电解电容器中使用。

由于传统的高压铝电解电容器表面的氧化膜比较厚，所以在生产电容器的时候，将阳极箔和阴极箔引出的时候，均需要将引线导针或者引出条采用铆钉铆接在阳极箔上，否则会导致导针或者引出条与阳极箔或者阴极箔之间的电性连接不良。目前已知的所有的技术均是采用铆接的方式，例如专利文件2和专利文件3等等；而采用铆接的连接形式会使得铆钉连接处的厚度增加，在电容器进行叠层的时候会对其他的阳极箔顶起，从而产生隆起；而高压铝电解电容器的阳极箔非常厚，也就使得阳极箔很脆，在这个顶起的力的作用下，会使得阳极箔表面产生裂缝，甚至在铆接的时候就会产生裂缝，例如专利文件4中所介绍的。当阳极箔上产生裂缝后，势必就会有毛刺的产生，而这个毛刺就有可能引起电荷的聚集，从而击穿电解纸，引起短路的发生。在对比文件4中采用的是一块阳极箔组成的芯包，其容量较小；同时电解纸没有特意的罩住整个阳极箔，使得基体留白位置在铝塑热压密封的时候，基体留白位置接触到阴极箔从而导致芯包短路。对比文件4，再进行热压铝塑封口的时候，没有进行其他的处理，由于阳极引出片和阴极引出片的材质和铝塑材质的不同，热压铝塑封口的时候容易出现封口的密封性不好的情况。

专利文件1：200880128783.4，用于铝电解电容器的电极材料和制造该电极。

专利文件2：201810753352.2，一种700v超高压铝电解电容器。

专利文件3：201810752682.x，一种600v高压耐高温长寿命的铝电解电容器及其制造方法。

专利文件4：201910557345x，边部留白的铝电解电容器用阳极箔、制备方法和电容器。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种容量大、不需要进行引线铆接并且密封性好的高压叠片式铝电解电容器。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种高压叠片式铝电解电容器，包括芯包和外壳，所述芯包被密封在外壳内；所述芯包由阳极箔、电解纸和阴极箔层叠而成，所述阳极箔包括基体和烧结在基体上的膜层，所述基体的一端留有裸露的基体为连接端，所述芯包成型后多块阳极箔的连接端和阳极引出片电性连接在一起；所述阴极箔和阴极引出片电性连接在一起；所述阳极引出片和阴极引出片伸出外壳；所述电解纸四周均伸出膜层的四周，电解纸完全盖住膜层。

在本发明中，电解纸的四周均伸出膜层的四周，这样阳极箔上四周的微小毛刺就不会碰到阴极箔。阳极箔基体留白的位置，也就是裸露的基体，或者说连接端，在进行热压铝塑成型的时候由于封边给芯包四周带来的挤压，由于电解纸完全罩住的阳极箔，这样就不出现连接端接触到阴极箔的情况。在本发明中，一般情况下，阳极箔引出端和阴极箔引出端均是错位布置的。

在本发明中，将多块阳极箔的连接端电性连接在一起，实际上是将阳极箔进行了并联，这样可以增加电容器的容量。

上述的高压叠片式铝电解电容器，优选的，所述阳极箔上的两端均设置有裸露基体的连接端，多块阳极箔通过连接端首尾相连从而串联在一起，相邻两端连接端之间电性连接在一起；阴极箔与阳极箔一样也串联在一起；所述阳极引出片和阴极引出片分别电性连接在一块阳极箔和一块阴极箔上。进一步的，为了增加电容器的电压，可以将阳极箔的两端均裸露基体，并且通过连接端将多块阳极箔首尾相连，电性连接在一起，这样实际上是将阳极箔进行了串联，从而增加电容器的耐压值。

在对比文件4中，一个电容器单元只有一块阳极箔；当然也可以选择将电容器单元串联或者并联来使用，然后一起封装在铝壳内。但是这样势必增加电容器的体积。

上述的高压叠片式铝电解电容器，优选的，所述电性连接包括焊接、胶水接触式连接和卡箍接触式连接。

上述的高压叠片式铝电解电容器，优选的，所述外壳为铝塑外壳，芯包通过热压密封或者真空热压密封在铝塑外壳内。

上述的高压叠片式铝电解电容器，优选的，所述膜层包括铝粉或铝合金至少一种颗粒的烧结体；所述膜层烧结体内含有占烧结体体积25%-40%的空隙。

上述的高压叠片式铝电解电容器，优选的，所述阳极箔上膜层的厚度不低于3μm。

上述的高压叠片式铝电解电容器，优选的，所述阳极引出片和阴极引出片的两侧铝塑封口位置上均贴有极耳胶。极耳胶可以采用传统的极耳胶，例如专利：低温极耳胶，201721448197.0。

一种制备高压叠片式铝电解电容器的制作方法，包括以下步骤：1）将铝粉或者铝合金粉在浆料中混合均匀得到混合涂料，所述浆料包括粘结剂和溶剂；

2）将混合涂料间歇式的涂覆在阳极箔基体上；

3）将涂覆有混合涂料的阳极箔基体在烧结炉内进行200-350℃的预烧结，时间为5-30min;

4）将预烧结后的阳极箔基体在真空烧结炉内进行真空烧结，烧结温度不高于铝粉或者铝合金粉的熔点，并且不低于铝粉或者铝合金粉的熔点-100摄氏度的温度；在本发明中，由于采用铝合金的时候，不同的铝合金的熔点是不同的，所以在本发明中的烧结温度不高于铝粉或者铝合金粉的熔点，并且不低于铝粉或者铝合金粉的熔点-100摄氏度的温度。

5）将烧结完成后的阳极箔裁切成所需的尺寸，同时对阴极箔和电解纸也裁切刀所需的尺寸；在裁切的时候使得阳极箔和阴极箔均具有裸露基体的连接端；在本发明中，阳极箔的尺寸略大于阳极箔的尺寸，阴极箔能够完全罩住阳极箔；电解纸的尺寸略大于阴极箔的尺寸，即电解纸可以将阴极箔完全罩住。

6）将阳极箔、电解纸和阴极箔层叠成芯包，并且将阳极箔上的连接端电性连接，使得多块阳极箔之间串联或者并联；同时也将阴极箔上的连接端电性连接，使得多块阴极箔之间串联或者并联；

7）将阳极引出片和阴极引出片分别与阳极箔和阴极箔上的连接端电性连接；

8）含浸电解液；

9）将含浸电解液后的芯包真空密封包装在铝塑外壳内；使得阳极引出片和阴极引出片伸出铝塑外壳。

上述的高压叠片式铝电解电容器的制作方法，优选的，在步骤4)和步骤5）之间增加退火工序，将烧结后的阳极箔进行一次或者两次退火，选择一次退火时温度选在250-350摄氏度；选择两次退火时，第一次温度选在300-400摄氏度之间，第二次退火选在200-300之间。

上述的高压叠片式铝电解电容器的制作方法，优选的，在阳极引出片和阴极引出片位置的铝塑外壳上先贴有极耳胶，然后再进行热压铝塑封口。

与现有技术相比，本发明的优点在于：在本发明中不仅没有引线铆接带来的，阳极氧化膜开裂的情况；同时通过阳极箔的串联或者并联来增加电容器的耐压值和容量。电解纸尺寸的特殊设置保证连接端在热压铝塑封口的时候不会接触到阴极箔，从而避免短路的情况发生。

附图说明

图1为阳极箔烧结后的示意图。

图2为对比例2中阳极箔出现裂缝的影像图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

实施例

一种高压叠片式铝电解电容器，包括芯包和外壳，所述芯包被密封在外壳内；所述芯包由阳极箔、电解纸和阴极箔层叠而成。如图1所示，阳极箔包括基体和烧结在基体上的膜层，所述基体的一端留有裸露的基体为连接端，所述芯包成型后多块阳极箔的连接端和阳极引出片电性连接在一起，这里采用的是超声波焊接；所述阴极箔和阴极引出片电性连接在一起；所述阳极引出片和阴极引出片伸出外壳；所述电解纸四周均伸出膜层的四周，电解纸完全盖住膜层。在本实施例中，是将阳极箔在铝塑外壳内进行并联，从而增加单个电容器的容量。

在本实施例中，铝塑外壳在进行热压密封后，阳极引出片和阴极引出片是伸出铝塑外壳外的，在进行封口的时候阳极引出片和阴极引出片的两侧铝塑封口位置上均贴有极耳胶。

在本实施例中，膜层为铝粉的烧结体；所述膜层烧结体内含有占烧结体体积25%-40%的空隙。阳极箔上膜层的厚度为5μm。

本实施例的高压叠片式铝电解电容器的制作方法，包括以下步骤：1）将铝粉或者铝合金粉在浆料中混合均匀得到混合涂料，所述浆料包括粘结剂和溶剂；

2）将混合涂料间歇式的涂覆在阳极箔基体上；

3）将涂覆有混合涂料的阳极箔基体在烧结炉内进行260℃的预烧结，时间为10min；从而将粘结剂和溶剂挥发掉，这个时候烧结炉是有气体流动的，一般采用的是惰性气体。

4）将预烧结后的阳极箔基体在真空烧结炉内进行真空烧结，烧结温度为650℃，时间为20分钟；

5）将烧结完成后的阳极箔裁切成所需的尺寸，同时对阴极箔和电解纸也裁切刀所需的尺寸；在裁切的时候使得阳极箔和阴极箔均具有裸露基体的连接端；

6）将阳极箔、电解纸和阴极箔层叠成芯包，并且将阳极箔上的连接端电性连接，使得多块阳极箔之间串联或者并联；同时也将阴极箔上的连接端电性连接，使得多块阴极箔之间串联或者并联；

7）将阳极引出片和阴极引出片分别与阳极箔和阴极箔上的连接端电性连接；

8）含浸电解液；

9）将含浸电解液后的芯包真空密封包装在铝塑外壳内；使得阳极引出片和阴极引出片伸出铝塑外壳。

9、根据权利要求8所述的高压叠片式铝电解电容器的制作方法，其特征在于：在步骤4)和步骤5）之间增加退火工序，将烧结后的阳极箔进行一次退火处理，退火时温度选在250-350摄氏度。

实施例2

在本实施例中，阳极箔上的两端均设置有裸露基体的连接端，多块阳极箔通过连接端首尾相连从而串联在一起，相邻两端连接端之间电性连接在一起；阴极箔与阳极箔一样也串联在一起；所述阳极引出片和阴极引出片分别电性连接在一块阳极箔和一块阴极箔上。本实施例的其他部分与实施例1相同。

对比例1

在本实施例中，采用对比文件1制作而成的阳极箔，在进行阳极箔铆接的时候，5块阳极箔中出现有2块如图2所示的裂缝。在实施例1中，因为不需要进行铆接，就不存在膜层发生裂缝的情况，

对比例2

在本实施例中，电解纸的尺寸大小和阴极箔相同，而阴极箔能够完全罩住阳极箔的膜层，在实验中，制作了10个芯包，并且均组装成电容器，在进行老化的时候出现3块短路的现象。而制作10块实施例1的电容器，在进行老化的时候没有出现短路的现象。