一種100v電解電容器及其生產工藝的製作方法
2023-11-05 09:42:57 2
一種100v電解電容器及其生產工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種100V電解電容器及其生產工藝，其中，包括外殼、芯子、密封塞、負極引線和正極引線；所述芯子包括陰極箔和陽極箔，所述芯子還包括絕緣電解紙；所述絕緣電解紙上添加有電解液所述電解液的成分包括：乙二醇40%-70%、丙三醇10%-40%、γ-羥基丁酸內酯10%-40%、苯甲酸銨1%-10%、壬二酸EG液1%-10%、馬來酸氫銨2%-8%、鄰硝基苯甲醚0.1%-0.9%、檸檬酸0%-0.5%、磷鎢酸0.1%-0.5%、鉬酸0%-0.1%。本發明的電解電容器耐溫性好，壽命長，在105℃的條件下，負載壽命達到10000-15000小時。
【專利說明】 —種100V電解電容器及其生產工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電解電容，尤其涉及的是一種100V電解電容器及其生產工藝。
【背景技術】
[0002]電解電容的體積(尺寸)大小是制約電解電容器性能的一個重要因素，如何增大電解電容的尺寸，以提高電解電容的耐溫性和增加電解電容的壽命，是現有技術人員的研究方向。現有技術中的電解電容，在105°c (或以上)的條件下，負載壽命一般為1000-2000小時，這些電容用於隧道(公路)照明、海底照射、球場照明、廣告照射等方面耐久性差，需要經常更換，但是由於使用場地的複雜性，更換難道較大，成本較高。
[0003]因此，現有技術還有待於改進和發展。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種100V電解電容器及其生產工藝，旨在解決現有技術中的電解電容在105°C (或以上)的條件下負載壽命較短的技術問題。
[0005]本發明的技術方案如下:一種100V電解電容器,其中，包括外殼、芯子、密封塞、負極引線和正極引線；所述外殼設置成單端封閉式圓桶狀，所述芯子置於外殼內部，密封塞設置在外殼的開口端處，負極引線和正極引線分別與芯子連接，均透過密封塞從外殼的開口端伸出；
所述芯子包括與負極引線卷繞連接的陰極箔和與正極引線卷繞連接的陽極箔，所述芯子還包括分別卷繞包裹陰極箔和陽極箔的絕緣電解紙，所述絕緣電解紙分隔陰極箔和陽極箔；所述絕緣電解紙上添加有電解液；
所述電解液的成分包括:乙二醇40%-70%、丙三醇10%-40%、Y -羥基丁酸內酯10%-40%、苯甲酸銨1%-10%、壬二酸EG液1%-10%、馬來酸氫銨2%_8%、鄰硝基苯甲醚
0.1%-0.9%、檸檬酸 0%-0.5%、磷鎢酸 0.1%-0.5%、鑰酸 0%_0.1%。
[0006]所述的100V電解電容器，其中，所述陽極箔的氧化膜耐電壓的額定值為215VF。
[0007]所述的100V電解電容器，其中，所述陰極箔在化成過程中被施加的最終電壓為
1.5-5V。
[0008]所述的100V電解電容器，其中，所述電解電容器容量為10yF-220yF。
[0009]所述的100V電解電容器，其中，所述負極引線和正極引線均採用高溫化成引線。
[0010]所述的100V電解電容器，其中，所述密封塞採用100%IIR膠粒材料密封塞。
[0011]所述的100V電解電容器，其中，所述外殼底面直徑為8-18mm，高為12_30mm。
[0012]所述的100V電解電容器的生產工藝，其中，包括以下步驟:
A.製作陰極箔和陽極箔:電腐蝕陰極箔和陽極箔，電腐蝕完畢後氧化陰極箔和陽極箔，在陰極箔和陽極箔表面形成氧化膜；
B.裁剪陰極箔、陽極箔和絕緣電解紙，分別將引線與陰極箔和陽極箔連接，形成負極引線和正極引線，將絕緣電解紙和陰極箔、陽極箔卷繞； C.添加電解液，將電解液浸潰到絕緣電解紙上；
D.進行最後的裝配、卷邊、充電，老化測試和參數檢測。
[0013]本發明的有益效果:本發明通過對電解電容器的各個部件的特性進行合理配置，並且配合本發明的電解液，實現了增大100V電解電容器的整體體積，達到在保證電解電容正常工作的前提下提高其耐溫性和延長其壽命的實際應用效果，本發明的電解電容器在105°C的條件下正常工作，負載壽命達到10000-15000小時，遠遠大於現有技術的電解電容器的負載壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明中100V電解電容器的結構示意圖。
[0015]圖2是本發明中100V電解電容器芯子的結構示意圖。
[0016]圖3是本發明中100V電解電容器的測試數據表格圖。
【具體實施方式】
[0017]為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚、明確，以下參照附圖並舉實施例對本發明進一步詳細說明。
[0018]本發明公開了一種100V電解電容器,如圖1所不，包括外殼100、芯子200、密封塞300、負極引線400和正極引線500 ;其中，外殼100設置成單端封閉式圓桶狀，S卩外殼100 —端封閉，一端開口 ；芯子200置於外殼100內部,靠近外殼100的封閉端；密封塞300設置在外殼的開口端處，用於將芯子200與外界隔絕，保護芯子200 ;負極引線400和正極引線500分別與芯子200連接，均透過密封塞300從外殼100的開口端伸出，電解電容器使用時，負極引線400和正極引線500分別連接外界電路。
[0019]如圖2所示，芯子200包括與負極引線400卷繞連接的陰極箔210和與正極引線500卷繞連接的陽極箔220，所述芯子200還包括分別卷繞包裹陰極箔210和陽極箔220的絕緣電解紙230，所述絕緣電解紙230分隔陰極箔210和陽極箔220 ;所述絕緣電解紙230上添加有電解液。
[0020]電解電容器是一種體積較小的精密元器件，組成電解電容器的各部件的特性共同影響著電解電容器最終產品的性能，經研究發現，只單純增大每一個部件的尺寸(包括增大外殼、陰極箔、陽極箔和絕緣電解紙的尺寸)，以增大電解電容器的體積(內部空間)，是無法達到在保證電解電容正常工作的前提下提高其耐溫性和延長其壽命的實際應用效果，甚至無法保證電解電容器的正常工作。
[0021]組成電解電容器的各部件構成一個穩定的整體，當需要改變其中一個部件的特性時(比如改變其尺寸、電壓或者材料等)，其他部件的特性需要發生相對的改變，以保證電解電容器正常工作。經過發明人多次的試驗研究，採取以下方案可以達到很好的技術效果:設置陽極箔220的電壓值為215VF (其實是化成箔氧化膜耐電壓的額定值為215VF)，可以有效的降低電解電容器負載時的溫度，提高電解電容器的耐溫性；陰極箔210的電壓為
1.5V-5V (其實是陰極箔在化成過程中被施加的最終電壓為1.5V-5V)並且電解電容器容量在10yF-220yF之間，這樣可以有效的防止電解電容器在負載時被旁路幹擾；絕緣電解紙230採用複合兩層絕緣電解紙，其密度為70 g/ m3，絕緣電解紙230厚度為50 μ m;負極引線400和正極引線500均採用高溫化成引線，這樣可以提高電解電容器的耐溫性，保證電解電容器在高溫工作時的性能(因為在高溫時，負極引線400和正極引線500的材料受高溫影響發生變化，容易影響電解電容器管腳的導電性);密封塞採用100%IIR (丁基膠)膠粒材料密封塞，這樣可以增加電解電容器的密封性，保證芯子200不受外界影響；外殼100底面直徑為8-18mm，高為12_30mm，適當增大外殼的尺寸可以增大電解電容器的內部空間，有利於加強電解電容器在負載時的散熱功能，從而提高電解電容器的壽命。
[0022]本發明還公開了一種100V電解電容器的生產工藝，其中，包括以下步驟:
A.製作陰極箔和陽極箔:電腐蝕陰極箔和陽極箔，使陰極箔和陽極箔表面凹凸不平，這樣可以大大增加陰極箔和陽極箔與電解質的接觸面積，提高電解電容器的導電性能；電腐蝕完畢後氧化陰極箔和陽極箔，在陰極箔和陽極箔表面形成氧化膜，實際應用中主要採用鋁箔作為陰極箔和陽極箔，氧化鋁箔使其表面形成三氧化二鋁作為電解電容器的介質；
B.裁剪陰極箔、陽極箔和絕緣電解紙，分別將引線與陰極箔和陽極箔連接，形成負極引線和正極引線，將絕緣電解紙和陰極箔、陽極箔卷繞；實際應用中，引線可以分為與陰極箔和陽極箔直接連接的內引線和與內引線通過超聲波鍵合法連接的外引線，內引線置於外殼內部，夕卜弓丨線置於外殼外部；
C.添加電解液，將電解液浸潰到絕緣電解紙上；吸附了電解液的絕緣電解紙與陰極箔和陽極箔層層貼合；
D.進行最後的裝配、卷邊、充電，老化測試和參數檢測。
[0023]影響電解電容器性能的因素除了組成電解電容器的各部件的特性外，還有一個重要的因素就是製作電解電容器的電解液，電解液必須與組成電解電容器的各部件互相配合使用才能達到提高電解電容器性能的技術效果。
[0024]本發明中，所述電解液的成分包括:乙二醇40%_70%、丙三醇10%_40%、Y -羥基丁酸內酯10%-40%、苯甲酸銨1%-10%、壬二酸EG液1%_10%、馬來酸氫銨2%_8%、鄰硝基苯甲醚0.1%-0.9%、檸檬酸0%-0.5%、磷鎢酸0.1%-0.5%、鑰酸0%-0.1%。其中，檸檬酸有利於提高電解電容的閃火電壓；磷鎢酸有利於保護陽極箔和陰極箔的氧化膜，避免其被腐蝕；，鑰酸有利於降低電解電容的漏電流。
[0025]實施例1
取陰極箔和陽極箔:電腐蝕陰極箔和陽極箔，電腐蝕完畢後氧化陰極箔和陽極箔，在陰極箔和陽極箔表面形成氧化膜；裁剪陰極箔、陽極箔和絕緣電解紙，分別將引線與陰極箔和陽極箔連接，形成負極引線和正極引線，將絕緣電解紙和陰極箔、陽極箔卷繞；添加電解液，將電解液浸潰到絕緣電解紙上；進行最後的裝配、卷邊、充電，老化測試和參數檢測。
[0026]本實施例中，所述電解液的成分包括:乙二醇40%、丙三醇40%、Y -羥基丁酸內酯10%、苯甲酸銨5%、壬二酸EG液2%、馬來酸氫銨2.1%、鄰硝基苯甲醚0.65%、檸檬酸0.1%、磷鎢酸0.1%和鑰酸0.05%。
[0027]本實施例中，設置陽極箔的電壓值為215VF ;陰極箔的電壓為1.5V ;絕緣電解紙採用複合兩層絕緣電解紙，密度為70 g/m3，厚度為50 μ m;負極引線和正極引線均採用高溫化成引線；密封塞採用100%IIR膠粒材料密封塞；電解電容器電壓為100V，容量為10 μ F，外殼底面直徑為8mm,高為12mm。
[0028]本實施例製作得到的電解電容器的耐溫性好，壽命長，在105°C的條件下，負載壽命可達到10000-15000小時，特別適用於隧道(公路)照明、海底照射、球場照明或者廣告照射等。
[0029]實施例2
本實施例基本與實施例1相同，不同的是，本實施例中，電解液的成分包括:乙二醇70%、丙三醇10%、Y-羥基丁酸內酯10%、苯甲酸銨1%、壬二酸EG液1%、馬來酸氫銨7.75%、鄰硝基苯甲醚0.1%、磷鎢酸0.1%和鑰酸0.05%。
[0030]本實施例中，陰極箔的電壓為5V，電解電容器容量為22yF，外殼底面直徑為IOmm,高為 1 Bmnin
[0031]實施例3
本實施例基本與實施例1相同，不同的是，本實施例中，電解液的成分包括:乙二醇50%、丙三醇20%、Y-羥基丁酸內酯19%、苯甲酸銨4%、壬二酸EG液2%、馬來酸氫銨3.4%、鄰硝基苯甲醚0.6%、檸檬酸0.5%和磷鎢酸0.5%。
[0032]本實施例中，電解電容器容量為33 μ F，外殼底面直徑為10mm，高為20mm。
[0033]實施例4
本實施例基本與實施例1相同，不同的是，本實施例中，電解液的成分包括:乙二醇51.1%、丙三醇10%、Y-羥基丁酸內酯10%、苯甲酸銨10%、壬二酸EG液10%、馬來酸氫銨7.4%、鄰硝基苯甲醚0.9%、檸檬酸0.3%、磷鎢酸0.2%和鑰酸0.1%。
[0034]本實施例中，陰極箔的電壓為5V，電解電容器容量為47yF，外殼底面直徑為13mm,高為 21mm。
[0035]實施例5
本實施例基本與實施例1相同，不同的是，本實施例中，電解液的成分包括:乙二醇40%、丙三醇30%、Y-羥基丁酸內酯10%、苯甲酸銨5%、壬二酸EG液6.5%、馬來酸氫銨7.6%、鄰硝基苯甲醚0.5%、磷鎢酸0.4%。
[0036]本實施例中，陰極箔的電壓為5V,電解電容器容量為68 μ F,外殼底面直徑為13mm,高為 25mm。
[0037]實施例6
本實施例基本與實施例1相同，不同的是，本實施例中，電解液的成分包括:乙二醇60%、丙三醇10%、Y-羥基丁酸內酯10%、苯甲酸銨2%、壬二酸EG液9.1%、馬來酸氫銨
7.45%、鄰硝基苯甲醚0.9%、檸檬酸0.4%、磷鎢酸0.1%和鑰酸0.05%。
[0038]本實施例中，陰極箔的電壓為3V，電解電容器容量為100 μ F，外殼底面直徑為16mm,高為 25mm。
[0039]實施例7
本實施例基本與實施例1相同，不同的是，本實施例中，電解液的成分包括:乙二醇60%、丙三醇10%、Y-羥基丁酸內酯10%、苯甲酸銨2%、壬二酸EG液8.1%、馬來酸氫銨8%、鄰硝基苯甲醚0.9%、檸檬酸0.4%、磷鎢酸0.5%和鑰酸0.1%。
[0040]本實施例中，陰極箔的電壓為3V，電解電容器容量為220 μ F，外殼底面直徑為18mm,高為 30mm。
[0041]如圖3所示，是本發明中的100V電解電容器的測試數據，其中包括10 μ F、22 μ F、33 μ F、47 μ F、68 μ F、100 μ F和220 μ F七種容量(分別對應7個實施例)，每一種容量取100個作為測試樣品，圖3中記錄每種容量中100個樣品的測量參數(包括容量、損耗和漏電這三個電解電阻最重要的參數)的最高值、最低值和100個樣品的平均值。在電解電容的測量中，樣品需要滿足以下條件才是合格品:
1、容量不能超出(高於或低於)額定容量的20%；
2、100V的電解電容器的損耗小於20X0.01 ；
3、漏電小於LCmax，其中LCmax=容量X電壓X0.01 ( μΑ)；
本測試所用的測試儀器為ΤΗ2617型電容測試儀和ΤΗ2686型LC測試儀，採用的測試方法為溫度加速測試法，其中測試溫度為125°C，本發明的100V電解電容在125°C的條件下使用2500h仍能保持正常工作，也就是說本發明的電解電容器在125°C的條件下的壽命至少為2500h (即在115°C的條件下壽命約為5000h，在105°C的條件下壽命約為10000h)。
[0042]本發明通過利用上述的電解液與上述各特定特性參數的部件組合製作電解電容器，得到的電解電容器比現有技術中的電解電容器的耐溫性更強，壽命更長，在105°C的條件下，本發明的電解電容器的負載壽命是普通電解電容器的十倍，並且本發明提供的電解電容器特別適用於隧道(公路)照明、海底照射、球場照明或者廣告照射等，其耐久性和可靠性顯著。
[0043]本發明所公開的技術方案能且僅能適用於100V電解電容器，假如將本發明用於其他電壓的電解電容器(例如用於200V電壓的電解電容器)，並不能達到將電解電容器壽命延長到10000小時的技術效果，假如需要將其他電壓的電解電容器在105°C溫度環境下的使用壽命延長到10000小時以上，必須要使用其他技術方案，詳細請參考本 申請人:的其他
申請方案。
[0044]應當理解的是，本發明的應用不限於上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種IOOV電解電容器，其特徵在於，包括外殼、芯子、密封塞、負極引線和正極引線；所述外殼設置成單端封閉式圓桶狀，所述芯子置於外殼內部，密封塞設置在外殼的開口端處，負極引線和正極引線分別與芯子連接，均透過密封塞從外殼的開口端伸出； 所述芯子包括與負極引線卷繞連接的陰極箔和與正極引線卷繞連接的陽極箔，所述芯子還包括分別卷繞包裹陰極箔和陽極箔的絕緣電解紙，所述絕緣電解紙分隔陰極箔和陽極箔；所述絕緣電解紙上添加有電解液； 所述電解液的成分包括:乙二醇40%-70%、丙三醇10%-40%、Y -羥基丁酸內酯10%-40%、苯甲酸銨1%-10%、壬二酸EG液1%-10%、馬來酸氫銨2%_8%、鄰硝基苯甲醚0.1%-0.9%、檸檬酸 0%-0.5%、磷鎢酸 0.1%-0.5%、鑰酸 0%_0.1%。
2.根據權利要求1所述的100V電解電容器，其特徵在於，所述陽極箔的氧化膜耐電壓的額定值為215VF。
3.根據權利要求1所述的100V電解電容器，其特徵在於，所述陰極箔在化成過程中被施加的最終電壓為1.5-5V。
4.根據權利要求1所述的100V電解電容器，其特徵在於，所述電解電容器容量為10 u F_220 u F0
5.根據權利要求1所述的100V電解電容器，其特徵在於，所述負極引線和正極引線均採用高溫化成引線。
6.根據權利要求1所述的100V電解電容器，其特徵在於，所述密封塞採用100%IIR膠粒材料密封塞。
7.根據權利要求1所述的100V電解電容器，其特徵在於，所述外殼底面直徑為 高為 12_30mm。
8.一種如權利要求1-7任意一項所述的100V電解電容器的生產工藝，其特徵在於，包括以下步驟: A.製作陰極箔和陽極箔:電腐蝕陰極箔和陽極箔，電腐蝕完畢後氧化陰極箔和陽極箔，在陰極箔和陽極箔表面形成氧化膜； B.裁剪陰極箔、陽極箔和絕緣電解紙，分別將引線與陰極箔和陽極箔連接，形成負極引線和正極引線，將絕緣電解紙和陰極箔、陽極箔卷繞； C.添加電解液，將電解液浸潰到絕緣電解紙上； D.進行最後的裝配、卷邊、充電，老化測試和參數檢測。
【文檔編號】H01G9/035GK103700507SQ201310728394
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年12月25日
【發明者】張錦成, 黃永福 申請人:佛山市高明區利明電子有限公司