一種100v電解電容器及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種100V電解電容器及其生產(chǎn)工藝，其中，包括外殼、芯子、密封塞、負(fù)極引線和正極引線；所述芯子包括陰極箔和陽(yáng)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(nèi)酯10%-40%、苯甲酸銨1%-10%、壬二酸EG液1%-10%、馬來(lái)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(fā)明的電解電容器耐溫性好，壽命長(zhǎng)，在105℃的條件下，負(fù)載壽命達(dá)到10000-15000小時(shí)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 —種100V電解電容器及其生產(chǎn)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[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(gè)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(xiàn)有技術(shù)人員的研究方向?，F(xiàn)有技術(shù)中的電解電容，在105°c (或以上)的條件下，負(fù)載壽命一般為1000-2000小時(shí)，這些電容用于隧道(公路)照明、海底照射、球場(chǎng)照明、廣告照射等方面耐久性差，需要經(jīng)常更換，但是由于使用場(chǎng)地的復(fù)雜性，更換難道較大，成本較高。
[0003]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種100V電解電容器及其生產(chǎn)工藝，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的電解電容在105°C (或以上)的條件下負(fù)載壽命較短的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種100V電解電容器,其中，包括外殼、芯子、密封塞、負(fù)極引線和正極引線；所述外殼設(shè)置成單端封閉式圓桶狀，所述芯子置于外殼內(nèi)部，密封塞設(shè)置在外殼的開(kāi)口端處，負(fù)極引線和正極引線分別與芯子連接，均透過(guò)密封塞從外殼的開(kāi)口端伸出；
所述芯子包括與負(fù)極引線卷繞連接的陰極箔和與正極引線卷繞連接的陽(yáng)極箔，所述芯子還包括分別卷繞包裹陰極箔和陽(yáng)極箔的絕緣電解紙，所述絕緣電解紙分隔陰極箔和陽(yáng)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(nèi)酯10%-40%、苯甲酸銨1%-10%、壬二酸EG液1%-10%、馬來(lái)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(yáng)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(guò)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(fù)極引線和正極引線均采用高溫化成引線。
[0010]所述的100V電解電容器，其中，所述密封塞采用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(chǎn)工藝，其中，包括以下步驟:
A.制作陰極箔和陽(yáng)極箔:電腐蝕陰極箔和陽(yáng)極箔，電腐蝕完畢后氧化陰極箔和陽(yáng)極箔，在陰極箔和陽(yáng)極箔表面形成氧化膜；
B.裁剪陰極箔、陽(yáng)極箔和絕緣電解紙，分別將引線與陰極箔和陽(yáng)極箔連接，形成負(fù)極引線和正極引線，將絕緣電解紙和陰極箔、陽(yáng)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(jìn)行最后的裝配、卷邊、充電，老化測(cè)試和參數(shù)檢測(cè)。
[0013]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過(guò)對(duì)電解電容器的各個(gè)部件的特性進(jìn)行合理配置，并且配合本發(fā)明的電解液，實(shí)現(xiàn)了增大100V電解電容器的整體體積，達(dá)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(zhǎng)其壽命的實(shí)際應(yīng)用效果，本發(fā)明的電解電容器在105°C的條件下正常工作，負(fù)載壽命達(dá)到10000-15000小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)有技術(shù)的電解電容器的負(fù)載壽命。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明中100V電解電容器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明中100V電解電容器芯子的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明中100V電解電容器的測(cè)試數(shù)據(jù)表格圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]本發(fā)明公開(kāi)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(fù)極引線400和正極引線500 ;其中，外殼100設(shè)置成單端封閉式圓桶狀，S卩外殼100 —端封閉，一端開(kāi)口 ；芯子200置于外殼100內(nèi)部,靠近外殼100的封閉端；密封塞300設(shè)置在外殼的開(kāi)口端處，用于將芯子200與外界隔絕，保護(hù)芯子200 ;負(fù)極引線400和正極引線500分別與芯子200連接，均透過(guò)密封塞300從外殼100的開(kāi)口端伸出，電解電容器使用時(shí)，負(fù)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(fù)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(yáng)極箔220，所述芯子200還包括分別卷繞包裹陰極箔210和陽(yáng)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(yáng)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(chǎn)品的性能，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，只單純?cè)龃竺恳粋€(gè)部件的尺寸(包括增大外殼、陰極箔、陽(yáng)極箔和絕緣電解紙的尺寸)，以增大電解電容器的體積(內(nèi)部空間)，是無(wú)法達(dá)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(zhǎng)其壽命的實(shí)際應(yīng)用效果，甚至無(wú)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(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的整體，當(dāng)需要改變其中一個(gè)部件的特性時(shí)(比如改變其尺寸、電壓或者材料等)，其他部件的特性需要發(fā)生相對(duì)的改變，以保證電解電容器正常工作。經(jīng)過(guò)發(fā)明人多次的試驗(yàn)研究，采取以下方案可以達(dá)到很好的技術(shù)效果:設(shè)置陽(yáng)極箔220的電壓值為215VF (其實(shí)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(fù)載時(shí)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(shí)是陰極箔在化成過(guò)程中被施加的最終電壓為1.5V-5V)并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(fù)載時(shí)被旁路干擾；絕緣電解紙230采用復(fù)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(fù)極引線400和正極引線500均采用高溫化成引線，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(shí)的性能(因?yàn)樵诟邷貢r(shí)，負(fù)極引線400和正極引線500的材料受高溫影響發(fā)生變化，容易影響電解電容器管腳的導(dǎo)電性);密封塞采用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(dāng)增大外殼的尺寸可以增大電解電容器的內(nèi)部空間，有利于加強(qiáng)電解電容器在負(fù)載時(shí)的散熱功能，從而提高電解電容器的壽命。
[0022]本發(fā)明還公開(kāi)了一種100V電解電容器的生產(chǎn)工藝，其中，包括以下步驟:
A.制作陰極箔和陽(yáng)極箔:電腐蝕陰極箔和陽(yáng)極箔，使陰極箔和陽(yáng)極箔表面凹凸不平，這樣可以大大增加陰極箔和陽(yáng)極箔與電解質(zhì)的接觸面積，提高電解電容器的導(dǎo)電性能；電腐蝕完畢后氧化陰極箔和陽(yáng)極箔，在陰極箔和陽(yáng)極箔表面形成氧化膜，實(shí)際應(yīng)用中主要采用鋁箔作為陰極箔和陽(yáng)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(zhì)；
B.裁剪陰極箔、陽(yáng)極箔和絕緣電解紙，分別將引線與陰極箔和陽(yáng)極箔連接，形成負(fù)極引線和正極引線，將絕緣電解紙和陰極箔、陽(yáng)極箔卷繞；實(shí)際應(yīng)用中，引線可以分為與陰極箔和陽(yáng)極箔直接連接的內(nèi)引線和與內(nèi)引線通過(guò)超聲波鍵合法連接的外引線，內(nèi)引線置于外殼內(nèi)部，夕卜弓丨線置于外殼外部；
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(yáng)極箔層層貼合；
D.進(jìn)行最后的裝配、卷邊、充電，老化測(cè)試和參數(shù)檢測(cè)。
[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(gè)重要的因素就是制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(dá)到提高電解電容器性能的技術(shù)效果。
[0024]本發(fā)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(nèi)酯10%-40%、苯甲酸銨1%-10%、壬二酸EG液1%_10%、馬來(lái)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，檸檬酸有利于提高電解電容的閃火電壓；磷鎢酸有利于保護(hù)陽(yáng)極箔和陰極箔的氧化膜，避免其被腐蝕；，鑰酸有利于降低電解電容的漏電流。
[0025]實(shí)施例1
取陰極箔和陽(yáng)極箔:電腐蝕陰極箔和陽(yáng)極箔，電腐蝕完畢后氧化陰極箔和陽(yáng)極箔，在陰極箔和陽(yáng)極箔表面形成氧化膜；裁剪陰極箔、陽(yáng)極箔和絕緣電解紙，分別將引線與陰極箔和陽(yáng)極箔連接，形成負(fù)極引線和正極引線，將絕緣電解紙和陰極箔、陽(yáng)極箔卷繞；添加電解液，將電解液浸潰到絕緣電解紙上；進(jìn)行最后的裝配、卷邊、充電，老化測(cè)試和參數(shù)檢測(cè)。
[0026]本實(shí)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(nèi)酯10%、苯甲酸銨5%、壬二酸EG液2%、馬來(lái)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(shí)施例中，設(shè)置陽(yáng)極箔的電壓值為215VF ;陰極箔的電壓為1.5V ;絕緣電解紙采用復(fù)合兩層絕緣電解紙，密度為70 g/m3，厚度為50 μ m;負(fù)極引線和正極引線均采用高溫化成引線；密封塞采用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(shí)施例制作得到的電解電容器的耐溫性好，壽命長(zhǎng)，在105°C的條件下，負(fù)載壽命可達(dá)到10000-15000小時(shí)，特別適用于隧道(公路)照明、海底照射、球場(chǎng)照明或者廣告照射等。
[0029]實(shí)施例2
本實(shí)施例基本與實(shí)施例1相同，不同的是，本實(shí)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(nèi)酯10%、苯甲酸銨1%、壬二酸EG液1%、馬來(lái)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(shí)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(shí)施例3
本實(shí)施例基本與實(shí)施例1相同，不同的是，本實(shí)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(nèi)酯19%、苯甲酸銨4%、壬二酸EG液2%、馬來(lái)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(shí)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(shí)施例4
本實(shí)施例基本與實(shí)施例1相同，不同的是，本實(shí)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(nèi)酯10%、苯甲酸銨10%、壬二酸EG液10%、馬來(lái)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(shí)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(shí)施例5
本實(shí)施例基本與實(shí)施例1相同，不同的是，本實(shí)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(nèi)酯10%、苯甲酸銨5%、壬二酸EG液6.5%、馬來(lái)酸氫銨7.6%、鄰硝基苯甲醚0.5%、磷鎢酸0.4%。
[0036]本實(shí)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(shí)施例6
本實(shí)施例基本與實(shí)施例1相同，不同的是，本實(shí)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(nèi)酯10%、苯甲酸銨2%、壬二酸EG液9.1%、馬來(lái)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(shí)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(shí)施例7
本實(shí)施例基本與實(shí)施例1相同，不同的是，本實(shí)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(nèi)酯10%、苯甲酸銨2%、壬二酸EG液8.1%、馬來(lái)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(shí)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(fā)明中的100V電解電容器的測(cè)試數(shù)據(jù)，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(duì)應(yīng)7個(gè)實(shí)施例)，每一種容量取100個(gè)作為測(cè)試樣品，圖3中記錄每種容量中100個(gè)樣品的測(cè)量參數(shù)(包括容量、損耗和漏電這三個(gè)電解電阻最重要的參數(shù))的最高值、最低值和100個(gè)樣品的平均值。在電解電容的測(cè)量中，樣品需要滿足以下條件才是合格品:
1、容量不能超出(高于或低于)額定容量的20%；
2、100V的電解電容器的損耗小于20X0.01 ；
3、漏電小于LCmax，其中LCmax=容量X電壓X0.01 ( μΑ)；
本測(cè)試所用的測(cè)試儀器為ΤΗ2617型電容測(cè)試儀和ΤΗ2686型LC測(cè)試儀，采用的測(cè)試方法為溫度加速測(cè)試法，其中測(cè)試溫度為125°C，本發(fā)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(shuō)本發(fā)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(fā)明通過(guò)利用上述的電解液與上述各特定特性參數(shù)的部件組合制作電解電容器，得到的電解電容器比現(xiàn)有技術(shù)中的電解電容器的耐溫性更強(qiáng)，壽命更長(zhǎng)，在105°C的條件下，本發(fā)明的電解電容器的負(fù)載壽命是普通電解電容器的十倍，并且本發(fā)明提供的電解電容器特別適用于隧道(公路)照明、海底照射、球場(chǎng)照明或者廣告照射等，其耐久性和可靠性顯著。
[0043]本發(fā)明所公開(kāi)的技術(shù)方案能且僅能適用于100V電解電容器，假如將本發(fā)明用于其他電壓的電解電容器(例如用于200V電壓的電解電容器)，并不能達(dá)到將電解電容器壽命延長(zhǎng)到10000小時(shí)的技術(shù)效果，假如需要將其他電壓的電解電容器在105°C溫度環(huán)境下的使用壽命延長(zhǎng)到10000小時(shí)以上，必須要使用其他技術(shù)方案，詳細(xì)請(qǐng)參考本 申請(qǐng)人:的其他
申請(qǐng)方案。
[0044]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種IOOV電解電容器，其特征在于，包括外殼、芯子、密封塞、負(fù)極引線和正極引線；所述外殼設(shè)置成單端封閉式圓桶狀，所述芯子置于外殼內(nèi)部，密封塞設(shè)置在外殼的開(kāi)口端處，負(fù)極引線和正極引線分別與芯子連接，均透過(guò)密封塞從外殼的開(kāi)口端伸出； 所述芯子包括與負(fù)極引線卷繞連接的陰極箔和與正極引線卷繞連接的陽(yáng)極箔，所述芯子還包括分別卷繞包裹陰極箔和陽(yáng)極箔的絕緣電解紙，所述絕緣電解紙分隔陰極箔和陽(yáng)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(nèi)酯10%-40%、苯甲酸銨1%-10%、壬二酸EG液1%-10%、馬來(lái)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(jù)權(quán)利要求1所述的100V電解電容器，其特征在于，所述陽(yáng)極箔的氧化膜耐電壓的額定值為215VF。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的100V電解電容器，其特征在于，所述陰極箔在化成過(guò)程中被施加的最終電壓為1.5-5V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的100V電解電容器，其特征在于，所述電解電容器容量為10 u F_220 u F0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的100V電解電容器，其特征在于，所述負(fù)極引線和正極引線均采用高溫化成引線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的100V電解電容器，其特征在于，所述密封塞采用100%IIR膠粒材料密封塞。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的100V電解電容器，其特征在于，所述外殼底面直徑為 高為 12_30mm。
8.一種如權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的100V電解電容器的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括以下步驟: A.制作陰極箔和陽(yáng)極箔:電腐蝕陰極箔和陽(yáng)極箔，電腐蝕完畢后氧化陰極箔和陽(yáng)極箔，在陰極箔和陽(yáng)極箔表面形成氧化膜； B.裁剪陰極箔、陽(yáng)極箔和絕緣電解紙，分別將引線與陰極箔和陽(yáng)極箔連接，形成負(fù)極引線和正極引線，將絕緣電解紙和陰極箔、陽(yáng)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(jìn)行最后的裝配、卷邊、充電，老化測(cè)試和參數(shù)檢測(cè)。
【文檔編號(hào)】H01G9/035GK103700507SQ201310728394
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】張錦成, 黃永福 申請(qǐng)人:佛山市高明區(qū)利明電子有限公司