一种固态铝电解电容器的制备方法与流程

文档序号:35914611发布日期:2023-10-30 00:20阅读:72来源:国知局

本发明涉及电容器的制备,具体涉及一种固态铝电解电容器的制备方法。


背景技术:

1、电容器作为一类储能元件,在电路中主要起到调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时的作用。而铝电解电容器作为电容器一种,其特点在于容量大,但是漏电大,误差大,稳定性差,常用作交流旁路和滤波,在要求不高时也用于信号耦合。

2、在现有技术中,常见的铝电解电容器主要有液态和固态两种,相比于液态铝电解电容器以铝箔与氧化剂形成氧化膜作为电容极板,再以液体电解质作为芯子含浸介质实现电解质的功能实现形式;固态电容的结构体主要由聚合物或陶瓷材料构成,具有低失真、小体积、高频响和长使用寿命等优点,普遍应用于高频调制器、电话器材、振荡器、脉冲幅度调制等方面,且随着电容器性能的不断提高,铝电解电容器已广泛应用于消费电子产品、通信产品、电脑及周边产品、新能源、自动化控制、汽车工业、光电产品、高速铁路与航空及军事装备等。

3、传统的固态铝电解电容器的生产流程通常包括钉卷-焊接-化成-干燥-含浸-聚合或干燥-组立-老化-测试-成型等工序流程。其中,由于固态铝电解电容器的芯包主要由裁切后铝箔铆接引线后与电解纸卷绕而成,其中,由于铝箔是直接裁切成型,在铝箔的裁切边上会出现毛刺,这种铝箔毛刺在微观层面上导致裁切边的铝基体裸露,具有漏电的风险,直接影响到固态铝电解电容器的成品使用寿命和良品率。

4、目前,主要在化成工艺阶段来修复上述缺陷,从而降低产品的漏电流风险。但现有技术中的化成方法较为简单,成型的铝箔依然存在较大的缺陷风险,这种铝箔的表面通过短时间化成生长的三氧化二铝氧化膜不一定会覆盖完全,且厚薄程度不一,因而产品依然存在较大的漏电流风险,且此处存在的裁切毛刺,也是导致电容器出现击穿失效的主要因素。


技术实现思路

1、本发明所解决的技术问题在于提供一种固态铝电解电容器的制备方法,可用以解决上述技术背景中的缺陷。

2、本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:

3、一种固态铝电解电容器的制备方法,具体包括以下操作步骤:

4、s1裁切:对作为原料的阳极箔、阴极箔和电解纸进行尺寸裁切,将阳极箔、阴极箔和电解纸按照指定工艺宽度进行裁切;

5、s2钉卷:将正负导针分别铆接导对应的阳极箔以及阴极箔上,按照电解纸夹在阳极箔和阴极箔之间,并卷绕成圆柱形的芯包;

6、s3化成:先将卷绕完成后的芯包置于化成容器中,在所述化成容器中进行浸渍一次化成液,使电容芯包完全吸附一次化成液后取出;热风烘干后在另一化成容器中浸渍二次化成液,所述二次化成液仅浸渍电容芯包上下缘裁切边外缘;直接在芯包的正负极上施加电压进行通电化成,使阳极箔的缺陷部位生长三氧化二铝氧化膜来实现结构修复;

7、在此过程中,一次化成液与二次化成液为组分相同的硼酸系化成液,且采用的硼酸系化成液浓度不同:一次化成液的浓度为1.075~1.125g/ml;而二次化成液浓度为1.225~1.315g/ml;

8、s4将化成完成后的芯包含浸导电聚合物分散液,含浸完成后进行干燥处理,并在干燥后将芯包进行碳化处理,以将芯包中的电解纸碳化;

9、s5将碳化后的芯包含浸处理剂然后进行二次干燥,干燥完成后依次含浸导电高分子单体和氧化剂;

10、s6将含浸后处理导电高分子单体和氧化剂处理的芯包依次进行聚合、组立后清洗铝壳与引线表面,再送入老化处理单元进行老化处理,即得到固态铝电解电容器。

11、作为进一步限定,所述电容芯包在上下缘进行二次化成液浸渍操作时,其化成液在电容芯包边缘的浸渍深度为对应电容芯包中阳极箔与阴极箔箔片宽度的5~10%。

12、作为进一步限定,所述电容芯包在浸渍化成液时为常压浸渍:

13、其一次化成液的浸渍时长为25~40min,二次化成液的浸渍时长为30~45min。

14、作为进一步限定,所述电容芯包在浸渍化成液时为真空负压浸渍:

15、其一次化成液浸渍时的真空度为0.1~0.5×10-2pa,浸渍处理时长为60~90s,而二次化成液浸渍时的真空度为1~5×10-2pa,浸渍处理时长为90~180s。

16、作为进一步限定,所述化成容器包括由惰性材料成型的板体以及盘体,板体与盘体成套使用,所述盘体上成型有用于放置所述板体的外缘阶梯,所述盆内盛装有化成液;所述板体上呈阵列设置有若干与电容芯包尺寸相匹配的料碗,所述料碗底部开连通孔,以在板体放置于盘体上时,盘体中的化成液能通过连通孔进入料碗,并对料碗中的电容芯包进行化成液浸渍。

17、作为进一步限定,在步骤s3的化成步骤中,进行通电化成时,芯包正负极上施加的电压值为阳极箔耐压值的0.8~1.2倍。

18、作为进一步限定,在步骤s4中进行干燥处理时先进行离心甩干,然后进行热风干燥处理;而在步骤s5中进行二次干燥处理时,直接沥干后进行热风干燥处理。

19、作为进一步限定,在步骤s5的芯包含浸处理剂的操作步骤中,其含浸的处理剂为二甲基亚砜、n,n二甲基甲酰胺、2,5二乙基四氢呋喃、山梨醇中的一种或者组合;其含浸处理剂的含浸处理次数为1~5次,每次含浸的处理时长为5~8min。

20、有益效果:本发明制得的固态铝电解电容器的制备方法结构简单,制备工艺方便且易于操作,其在芯包的边缘形成缓冲区域,使产品耐高纹波电流,其一方面具有极佳的操作便利性,能有效节省材料及流程成本,另一方面能通过缓冲结构区域在铝箔的裁切部位形成保护,降低产品的漏电流,以及减少因为毛刺导致产品失效的概率,从而提高产品的可靠性。



技术特征:

1.一种固态铝电解电容器的制备方法,其特征在于,具体包括以下操作步骤:

2.根据权利要求1所述的固态铝电解电容器的制备方法,其特征在于,所述电容芯包在上下缘进行二次化成液浸渍操作时,其化成液在电容芯包边缘的浸渍深度为对应电容芯包中阳极箔与阴极箔箔片宽度的5~10%。

3.根据权利要求1所述的固态铝电解电容器的制备方法,其特征在于,所述电容芯包在浸渍化成液时为常压浸渍:

4.根据权利要求1所述的固态铝电解电容器的制备方法,其特征在于,所述电容芯包在浸渍化成液时为真空负压浸渍:

5.根据权利要求1所述的固态铝电解电容器的制备方法,其特征在于,所述化成容器包括由惰性材料成型的板体以及盘体,板体与盘体成套使用,所述盘体上成型有用于放置所述板体的外缘阶梯,所述盆内盛装有化成液;所述板体上呈阵列设置有若干与电容芯包尺寸相匹配的料碗,所述料碗底部开连通孔,以在板体放置于盘体上时,盘体中的化成液能通过连通孔进入料碗,并对料碗中的电容芯包进行化成液浸渍。

6.根据权利要求1所述的固态铝电解电容器的制备方法,其特征在于,在步骤s3的化成步骤中,进行通电化成时,芯包正负极上施加的电压值为阳极箔耐压值的0.8~1.2倍。

7.根据权利要求1所述的固态铝电解电容器的制备方法,其特征在于,在步骤s4中进行干燥处理时先进行离心甩干,然后进行热风干燥处理;而在步骤s5中进行二次干燥处理时,直接沥干后进行热风干燥处理。

8.根据权利要求1所述的固态铝电解电容器的制备方法,其特征在于,在步骤s5的芯包含浸处理剂的操作步骤中,其含浸的处理剂为二甲基亚砜、n,n二甲基甲酰胺、2,5二乙基四氢呋喃、山梨醇中的一种或者组合;其含浸处理剂的含浸处理次数为1~5次,每次含浸的处理时长为5~8min。


技术总结
本发明公开了一种固态铝电解电容器的制备方法,其先对阳极箔、阴极箔和电解纸进行尺寸裁切,然后钉卷并卷绕成圆柱形的芯包;将卷绕完成后的芯包依次进行两次化成液浸渍,其二次化成液仅浸渍电容芯包上下缘裁切边外缘,然后在芯包的正负极上进行通电化成,将化成完成后的芯包含浸导电聚合物分散液后依次进行干燥和碳化处理;将碳化后的芯包依次含浸处理剂、导电高分子单体和氧化剂,将含浸后处理导电高分子单体和氧化剂处理的芯包依次进行聚合、组立后清洗铝壳与引线表面,再老化处理即得到固态铝电解电容器。本发明能有效提高产品耐高纹波电流,并降低产品的漏电流,提高产品的可靠性。

技术研发人员:张成伟,廖勇吏
受保护的技术使用者:湖南建顺电子有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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