CN112435856A - 一种铝电解电容器及其制造方法、应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝电解电容器及其制造方法、应用。一种铝电解电容器的制造方法,其包括以下步骤:(1)芯包卷绕:阳极箔和阴极箔之间介入电解纸卷绕成芯包,其中所述阴极箔为表面形成有金属钛皮膜的铝箔;(2)含浸步骤:将卷绕的芯包浸入电解液中进行含浸处理;其中,所述电解液的含水量≤40%,电导率≥34mS/cm;(3)封装步骤:将含浸后的芯包入壳及胶塞封口;(4)老化步骤。本发明通过选用特定的电解液与特定的阴极箔,两者协同作用,不仅满足‑55℃超低温要求,而且达到了超低阻抗特性。
Description
技术领域
本发明涉及了电容器制造技术领域,特别是涉及了一种铝电解电容器及其制造方法、应用。
背景技术
随着电子工业的发展,电子设备对环境温度适应性(耐寒性与耐热性)的要求越来越高,特别是户外整机(如LED、节能灯、镇流器、驱动电源、开关电源等)的应用也越来越多,而随着技术的不断发展,及成本的优化,LED、驱动电源、电源开关等不断往耐低温性能好的方向发展。
随着市场发展的需求,户外电源所应用场所的不固定,各个地区的环境温度也有较大差异,而电解电容对温度比较敏感,环境温度过低,会导致容量的下降,甚至损坏。很多系统为了简化系统,降低成本,大多采用阻容式复位电路实现,当电容因为温度过低时候,电容的容量过低,导致复位脉冲信号保持时间过短,进而是系统复位异常,造成系统不稳定。另外电容的另一个作用是电源滤波,容量的下降必然导致原先设计的滤波性能下降。对于一些对电源纹波比较敏感的电路,必然导致可靠性的下降。
现有技术中,使用常规的低压高电导、高含水电解液与普通非化成负箔搭配设计。现有液态低压电解电容,电解液含水率高,在低温环境下容易凝固,电导率明显下降、电容器的阻抗急剧上升。传统解决办法是,采用低含水量电解液以满足了低温的条件,但阻抗的特性一般或较差;采用高导电率的电解液以满足了低阻抗的条件,但低温特性一般或较差,无法满足既达到-55℃低温要求,又能满足低阻抗的特性要求。
发明内容
为了解决上述现有技术的问题,本发明提供了一种铝电解电容器及其制造方法、应用。本发明通过选用特定的电解液与特定的阴极箔,两者协同作用,不仅满足-55℃超低温要求,而且达到了超低阻抗特性。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现:
一方面,一种铝电解电容器的制造方法,其包括以下步骤:
(1)芯包卷绕:阳极箔和阴极箔之间介入电解纸卷绕成芯包,其中所述阴极箔为表面形成有金属钛皮膜的铝箔;
(2)含浸步骤:将卷绕的芯包浸入电解液中进行含浸处理;其中,所述电解液的含水量≤40%,电导率≥34mS/cm;
(3)封装步骤:将含浸后的芯包入壳及胶塞封口;
(4)老化步骤。
作为本发明提供的所述的铝电解电容器的制造方法的一种优选实施方式,所述金属钛皮膜厚度为0.5~1.5μm。
作为本发明提供的所述的铝电解电容器的制造方法的一种优选实施方式,所述金属钛皮膜厚度为1μm。
需要说明的是,表面形成有金属钛皮膜的铝箔是采用磁控溅射、电气沉积等的气相沉积方法,以在铝箔两表面形成微米厚的金属钛镀层。
作为本发明提供的所述的铝电解电容器的制造方法的一种优选实施方式,所述电解液由以下组份按重量份数组成:乙二醇25~30份、已二酸铵18~20份、水合抑制剂10~12份、甲酸铵8~10份、对硝基苯甲胺1~1.5份、氨水0.5~1份、去离子水18~20份、N-乙基甲酰胺5~8份、磷酸0.5~1.5份、磷酸二氢铵1~3份,甘露醇1~2份、三乙胺0.5~1份。
作为本发明提供的所述的铝电解电容器的制造方法的一种优选实施方式,所述电解液由以下组份按重量份数组成:乙二醇28份、已二酸铵18份、水合抑制剂12份、甲酸铵8份、对硝基苯甲胺1份、氨水0.5份、去离子水20份、N-乙基甲酰胺 8份、磷酸1份、磷酸二氢铵2份,甘露醇1份、三乙胺1份。
另一方面,一种铝电解电容器,其由上述的铝电解电容器的制造方法制得。
再一方面,一种所述的铝电解电容器在户外电源的应用。
作为本发明提供的所述的铝电解电容器在户外电源的应用的一种优选实施方式,所述户外电源包括LED、节能灯、镇流器、驱动电源或开关电源。
本发明具有如下有益效果:
本发明通过选用特定的电解液与特定的阴极箔,两者协同作用,不仅满足-55℃超低温要求,而且达到了超低阻抗特性。本发明制造得到的铝电解电容器在-55℃的容量比与阻抗比均合格。同时,与现有常规电解液搭配常规铝阴极箔的铝电解电容器相比,-55℃条件下,本发明铝电解电容器的容量比比现有常规搭配的容量比明显提高了约13%(提高率达约20%),本发明铝电解电容器的阻抗比比现有常规搭配的阻抗比降低了2.27(降幅率达约47%),本发明铝电解电容器的ESR比现有常规搭配的ESR小3.04Ω(降幅率达约68%),特性均更优。本发明通过特定的搭配后在-55度的低温条件下,具有明显优势,更能保证产品的质量,满足客户的使用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明,实施例仅是本发明的优选实施方式,不是对本发明的限定。为了便于说明,下面每个实施例对比例的铝电解电容器规格为1500UF /35V,尺寸10*35mm2,生产数量为300只,此电容器规格及数量只是便于举例说明并不是对本发明的特殊限定。
实施例1
本实施例提供一种铝电解电容器的制造方法,具体地,该制造方法包括以下步骤:
(1)芯包卷绕:将阳极箔和阴极箔之间介入电解纸,卷绕成芯包,其中,阳极箔与阴极箔的宽度相等,使得所得芯包中阳极箔的上端部超过电解纸和阴极箔而外露,阴极箔的下端部超过电解纸和阳极箔而外露,卷绕的芯包用胶带环绕粘紧固定。
其中,其中所述阴极箔为表面形成有金属钛皮膜的铝箔,所述金属钛皮膜厚度为1μm。
(2)含浸步骤:将卷绕的芯包浸入电解液中进行含浸处理。其中,
所述电解液由以下组份按重量份数组成:乙二醇28份、已二酸铵18份、水合抑制剂12份、甲酸铵8份、对硝基苯甲胺1份、氨水0.5份、去离子水20份、N-乙基甲酰胺 8份、磷酸1份、磷酸二氢铵2份,甘露醇1份、三乙胺1份。
(3)封装步骤:将含浸后的芯包入壳及胶塞封口。
(4)老化步骤。
实施例2
本实施例提供一种铝电解电容器的制造方法,具体地,该制造方法包括以下步骤:
(1)芯包卷绕:将阳极箔和阴极箔之间介入电解纸,卷绕成芯包,其中,阳极箔与阴极箔的宽度相等,使得所得芯包中阳极箔的上端部超过电解纸和阴极箔而外露,阴极箔的下端部超过电解纸和阳极箔而外露,卷绕的芯包用胶带环绕粘紧固定。
其中,其中所述阴极箔为表面形成有金属钛皮膜的铝箔,所述金属钛皮膜厚度为0.5μm。
(2)含浸步骤:将卷绕的芯包浸入电解液中进行含浸处理。其中,
所述电解液由以下组份按重量份数组成:乙二醇25份、已二酸铵20份、水合抑制剂11份、甲酸铵9份、对硝基苯甲胺1.5份、氨水1份、去离子水18份、N-乙基甲酰胺5份、磷酸1.5份、磷酸二氢铵1份,甘露醇2份、三乙胺1份。
(3)封装步骤:将含浸后的芯包入壳及胶塞封口。
(4)老化步骤。
实施例3
本实施例提供一种铝电解电容器的制造方法,具体地,该制造方法包括以下步骤:
(1)芯包卷绕:将阳极箔和阴极箔之间介入电解纸,卷绕成芯包,其中,阳极箔与阴极箔的宽度相等,使得所得芯包中阳极箔的上端部超过电解纸和阴极箔而外露,阴极箔的下端部超过电解纸和阳极箔而外露,卷绕的芯包用胶带环绕粘紧固定。
其中,其中所述阴极箔为表面形成有金属钛皮膜的铝箔,所述金属钛皮膜厚度为1.5μm。
(2)含浸步骤:将卷绕的芯包浸入电解液中进行含浸处理。其中,
所述电解液由以下组份按重量份数组成:乙二醇30份、已二酸铵18份、水合抑制剂10份、甲酸铵10份、对硝基苯甲胺1.2份、氨水0.8份、去离子水20份、N-乙基甲酰胺8份、磷酸0.5份、磷酸二氢铵3份,甘露醇1份、三乙胺1份。
(3)封装步骤:将含浸后的芯包入壳及胶塞封口。
(4)老化步骤。
对比例1
本对比例与实施例1不同之处在于:所述阴极箔为常规化成的铝箔(此铝箔为耐压2.5V,厚度50μm的常规铝箔);所述电解液为常规电解液(电解液为导电率约30mS/cm,含水率约50%)。
对比例2
本对比例与实施例1不同之处在于:所述阴极箔为常规化成的铝箔(此铝箔为耐压2.5V,厚度50μm的常规铝箔)。
对比例3
本对比例与实施例1不同之处在于:所述电解液为常规电解液(电解液为导电率约30mS/cm,含水率约50%)。
对实施例1和对比例1-3各取10只电容器进行高低温特性试验,在20℃或-55℃下保持2h,再测试低温下容量CAP、ESR、阻抗(Z)、容量变化率(-55度情况下容量与20度情况下容量的比值X/X+20)。
实施例1 | 实施例1 | 对比例1 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例3 | |
温度 | 20℃ | -55℃ | 20℃ | -55℃ | 20℃ | -55℃ | 20℃ | -55℃ |
CAP | 1430 | 1088 | 1412 | 890.3 | 1422 | 979.2 | 1419 | 965.4 |
CAP(X/X+20) | / | 76% | / | 63% | / | 69% | / | 68% |
ESR(Ω) | 0.028 | 1.455 | 0.037 | 4.495 | 0.033 | 3.87 | 0.035 | 4.022 |
阻抗比(X/X+20) | / | 2.51 | / | 4.78 | / | 3.92 | / | 4.31 |
以上数据为每10只测试数据的平均值。
如上表所示,本发明制造得到的铝电解电容器在-55℃的容量比与阻抗比均合格。-55℃条件下,本发明实施例1铝电解电容器的容量比比对比例1的容量比明显提高了约13%(提高率达约20%),本发明实施例1铝电解电容器的阻抗比比对比例1的阻抗比降低了2.27(降幅率达约47%),本发明实施例1铝电解电容器的ESR比对比例1的ESR小3.04Ω(降幅率达约68%),特性均更优。
本发明实施例1铝电解电容器的容量比比对比例2的容量比明显提高了约7%(提高率达约10.14%),本发明实施例1铝电解电容器的阻抗比比对比例2的阻抗比降低了1.41(降幅率达约35.97%),本发明实施例1铝电解电容器的ESR比对比例2的ESR小2.415Ω(降幅率达约62.4%),特性均更优。
本发明实施例1铝电解电容器的容量比比对比例3的容量比明显提高了约8%(提高率达约11.76%),本发明实施例1铝电解电容器的阻抗比比对比例3的阻抗比降低了1.8(降幅率达约41.76%),本发明实施例1铝电解电容器的ESR比对比例3的ESR小2.567Ω(降幅率达约63.82%),特性均更优。
可见当仅优化电解液或仅优化负极箔,均导致所得铝电解电容器在-55℃低温条件下的静电容量小、高ESR和高阻抗,证明了只有同时采用这些处理和/或工艺参数,才能取得最好的技术效果。可以理解,本发明的技术效果是各个步骤技术特征协同作用的总和,各步骤之间具有一定的内在相关性,并非单个技术特征效果的简单叠加。故本发明通过选用特定的电解液与特定的阴极箔,两者协同作用,不仅满足-55℃超低温要求,而且达到了超低阻抗特性。在-55度的低温条件下,本发明铝电解电容器具有明显优势,更能保证产品的质量,满足客户的使用。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制,但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案,均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种铝电解电容器的制造方法,其特征在于,其包括以下步骤
芯包卷绕:阳极箔和阴极箔之间介入电解纸卷绕成芯包,其中所述阴极箔为表面形成有金属钛皮膜的铝箔;
含浸步骤:将卷绕的芯包浸入电解液中进行含浸处理;其中,所述电解液的含水量≤40%,电导率≥34mS/cm;
封装步骤:将含浸后的芯包入壳及胶塞封口;
老化步骤。
2.根据权利要求1所述的铝电解电容器的制造方法,其特征在于,所述金属钛皮膜厚度为0.5~1.5μm。
3.根据权利要求1所述的铝电解电容器的制造方法,其特征在于,所述金属钛皮膜厚度为1μm。
4.根据权利要求1所述的铝电解电容器的制造方法,其特征在于,所述电解液由以下组份按重量份数组成:乙二醇25~30份、已二酸铵18~20份、水合抑制剂10~12份、甲酸铵8~10份、对硝基苯甲胺1~1.5份、氨水0.5~1份、去离子水18~20份、N-乙基甲酰胺5~8份、磷酸0.5~1.5份、磷酸二氢铵1~3份,甘露醇1~2份、三乙胺0.5~1份。
5.根据权利要求1所述的铝电解电容器的制造方法,其特征在于,所述电解液由以下组份按重量份数组成:乙二醇28份、已二酸铵18份、水合抑制剂12份、甲酸铵8份、对硝基苯甲胺1份、氨水0.5份、去离子水20份、N-乙基甲酰胺 8份、磷酸1份、磷酸二氢铵2份,甘露醇1份、三乙胺1份。
6.一种铝电解电容器,其特征在于,其由权利要求1至5任一所述的铝电解电容器的制造方法制得。
7.如权利要求6所述的铝电解电容器在户外电源的应用。
8.根据权利要求7所述的铝电解电容器在户外电源的应用,其特征在于,所述户外电源包括LED、节能灯、镇流器、驱动电源或开关电源。
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CN202011224051.4A Pending CN112435856A (zh) | 2020-11-05 | 2020-11-05 | 一种铝电解电容器及其制造方法、应用 |
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Citations (7)
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2020
- 2020-11-05 CN CN202011224051.4A patent/CN112435856A/zh active Pending
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