一種低發熱金屬化薄膜的製作方法

2023-09-24 01:34:30

本實用新型涉及一種低發熱金屬化薄膜，屬於電容器技術領域。

背景技術：

能源短缺和環境惡化已經成為威脅人類生存的全球化問題，發展新能源是實現人類可持續發展的必經之路，中國應該加快開發利用新能源的步伐，大力發展新能源，逐步實現從常規能源向清潔能源轉變。

用新能源逐步取代傳統能源進行發電將是今後電力工業發展的趨勢，新能源發電主要包括太陽能發電、風力發電、生物質能發電、地熱發電、潮汐發電等方面。

城市軌道交通是指具有運量大、速度快、安全、準點、保護環境、節約能源和用地等特點的交通方式，包括地鐵、輕軌、磁懸浮、快軌、有軌電車、新交通系統等。因此，在城市軌道交通技術領域中綜合利用新能源也成為未來城市軌道交通的發展需求。

新能源汽車是指採用非常規的車用燃料作為動力來源，新能源汽車包括混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池電動汽車、氫發動機汽車、其他新能源（如高效儲能器、二甲醚）汽車等各類別產品。

無論是新能源發電、新能源汽車還是城市軌道交通等領域，最終都是要電力設備來驅動、轉換或實現，在電力設備中，電容器作為儲能元件是其中的重要部件，尤其是在新能源作為非常規能源，在其綜合利用過程中，對傳統的電力設備尤其是電容器在體積、耐壓、耐溫、耐電流衝擊、可靠性、使用時間上有很高的要求，目前國際上以金屬化薄膜電容器最符合其要求，這方面最關鍵性的材料就是金屬化薄膜。

現有金屬化薄膜的結構通常包括若干規則排列的極板單元和微型保險絲，當某一個極板單元發生擊穿時，微型保險絲發生熔斷能及時切斷該極板單元的電流，從而可以減少介質的燒傷面積並降低電容器薄膜自愈時的發熱量。長期以往，不但電容器的容量會減小，而且現有極板單元的發熱量偏大，在金屬化薄膜在自愈時容易發生多層介質連續擊穿造成大面積灼傷的現象，影響金屬化薄膜的質量以及使用壽命。

技術實現要素：

本實用新型針對現有技術存在的不足，提供了一種低發熱金屬化薄膜，具體技術方案如下：

一種低發熱金屬化薄膜，包括絕緣基膜和金屬層，金屬層的左右兩側設置有空白留邊，所述金屬層包括多個正方形金屬區，金屬區的中央設置有圓形散熱區，散熱區的中央設置有圓形金屬電極，金屬電極和金屬區之間設置有最少八個輻條，輻條以金屬電極的圓心為中心在絕緣基膜的表面對稱分布，金屬電極和金屬區之間通過輻條電氣連接，相鄰的輻條之間設置有弧形第一安全熔絲和弧形第二安全熔絲，第一安全熔絲與金屬電極之間設置有間隙，第二安全熔絲設置在第一安全熔絲的外側且第二安全熔絲與金屬區之間設置有間隙，第一安全熔絲與輻條電氣連接，第二安全熔絲與輻條電氣連接；相鄰的金屬區之間設置有多條連接帶，連接帶與金屬區電氣連接，相鄰的連接帶之間設置有第三安全熔絲，第三安全熔絲與連接帶之間設置有間隙，第三安全熔絲與金屬區電氣連接。

作為上述技術方案的改進，所述連接帶的寬度為a，所述第三安全熔絲的寬度為b，a＞5b。

作為上述技術方案的改進，所述輻條和金屬區為一體式結構，所述金屬電極和輻條為一體式結構，所述第一安全熔絲和輻條為一體式結構，所述第二安全熔絲和輻條為一體式結構。

本實用新型所述低發熱金屬化薄膜設置有多重保護區域，通過第一安全熔絲、第二安全熔絲、連接帶、第三安全熔絲使得金屬層發生自愈的機率顯著降低；即使金屬層發生自愈，單次自愈損失的有效面積偏小，使得該低發熱金屬化薄膜在經歷多次自愈過程之後依然保持良好的性能。該低發熱金屬化薄膜發熱低，散熱快，在發生自愈時能有效避免發生多層絕緣基膜連續擊穿造成大面積灼傷的現象，該低發熱金屬化薄膜的質量高、使用壽命長。

附圖說明

圖1為本實用新型所述低發熱金屬化薄膜結構示意圖；

圖2為本實用新型所述金屬層結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

如圖1~2所示，圖1為本實用新型所述低發熱金屬化薄膜結構示意圖，圖2為本實用新型所述金屬層結構示意圖。所述低發熱金屬化薄膜，包括絕緣基膜1和金屬層2，金屬層2的左右兩側設置有空白留邊11，所述金屬層2包括多個正方形金屬區21，金屬區21的中央設置有圓形散熱區22，散熱區22的中央設置有圓形金屬電極23，金屬電極23和金屬區21之間設置有最少八個輻條24，輻條24以金屬電極23的圓心為中心在絕緣基膜1的表面對稱分布，金屬電極23和金屬區21之間通過輻條24電氣連接，相鄰的輻條24之間設置有弧形第一安全熔絲25和弧形第二安全熔絲26，所有第一安全熔絲25均位於金屬電極23外的第一同心圓上，所有第二安全熔絲26均位於金屬電極23外的第一同心圓上，第一安全熔絲25與金屬電極23之間設置有間隙，第二安全熔絲26設置在第一安全熔絲25的外側且第二安全熔絲26與金屬區21之間設置有間隙，第一安全熔絲25與輻條24電氣連接，第二安全熔絲26與輻條24電氣連接；相鄰的金屬區21之間設置有多條連接帶27，連接帶27與金屬區21電氣連接，相鄰的連接帶27之間設置有第三安全熔絲28，第三安全熔絲28與連接帶27之間設置有間隙，第三安全熔絲28與金屬區21電氣連接。進一步地，所述連接帶27的寬度為a，所述第三安全熔絲28的寬度為b，a＞5b。進一步地，所述輻條24和金屬區21為一體式結構，所述金屬電極23和輻條24為一體式結構，所述第一安全熔絲25和輻條24為一體式結構，所述第二安全熔絲26和輻條24為一體式結構。

絕緣基膜1可選擇聚丙烯薄膜、聚乙酯薄膜、聚苯乙烯薄膜或聚碳酸酯薄膜等塑料薄膜，金屬層2中的金屬區21、金屬電極23、輻條24、第一安全熔絲25和第二安全熔絲26都是用鋁絲採用真空蒸鍍工藝製作而成，金屬區21、金屬電極23、輻條24、第一安全熔絲25和第二安全熔絲26為一個整體；連接帶27和第三安全熔絲28採用熔點低的鋅絲或錫絲採用真空蒸鍍工藝製作而成。當電流通過金屬區21時，由於輻條24是向外輻射的結構，因此金屬層2的熱量能夠迅速的從中間向兩側發散，當該低發熱金屬化薄膜卷繞成電容器芯子時，該結構能夠促進卷繞後的電容器芯子內部的熱量向外散發，避免電容器芯子內部熱量累積，從而降低該低發熱金屬化薄膜發生擊穿的機率。同時，金屬電極23、輻條24、第一安全熔絲25和第二安全熔絲26不存在尖銳的凸點或凸部，金屬電極23、輻條24、第一安全熔絲25和第二安全熔絲26處的電流密度小，分布均勻，金屬電極23、輻條24、第一安全熔絲25和第二安全熔絲26發熱小。

當電流通過金屬層2時，若某一個金屬區21因疵點導致電流密度過大，由於第三安全熔絲28熔點低，金屬區21外的某一個第三安全熔絲28先熔斷，該金屬區21的電流密度下降，降低發生擊穿的機率；如若該金屬區21處的電流密度繼續增大，直至金屬區21兩側所有的第三安全熔絲28均熔斷；甚至，該金屬區21處的電流密度持續增大，直至金屬區21兩側的連接帶27開始發生自愈，由於連接帶27為相互獨立的結構，可降低發生大規模自愈的機率。如果金屬區21處的電流密度增大至極限值，所有的連接帶27均發生自愈，使得該金屬區21成為獨立的一個單元，由於金屬區21還與電容器的引線電極相連，金屬區21仍能繼續工作，此時電容器的容量下降的不嚴重，該過程中金屬區21中的電流密度下降至正常水平；在後續使用中，如果該金屬區21中因存在新疵點而導致電流密度增大，該新疵點如果在金屬區21的拐角處，由於金屬區21四個側邊的中部非常窄，當電流密度增大到一定程度時，金屬區21側邊的中部會熔斷使得新疵點所在區域被隔離；該新疵點如果在金屬電極23上，金屬電極23發生自愈形成隔離區；該新疵點如果在輻條24上，由於所有第一安全熔絲25均位於金屬電極23外的第一同心圓上，所有第一安全熔絲25均處於等電位的線圈上，所有第二安全熔絲26均位於金屬電極23外的第一同心圓上，所有第二安全熔絲26均處於等電位的線圈上，靠近該新疵點的第一安全熔絲25或第二安全熔絲26熔斷，當輻條24上電流增大至一定程度時，該輻條24發生自愈，與其他的輻條24隔離；弧形的第一安全熔絲25和第二安全熔絲26響應動作快，避免相鄰的輻條24相繼自愈。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。