一種鉭電解電容器及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鉭電解電容器，包括正極端、負(fù)極端、陰極和陽(yáng)極鉭芯；所述陽(yáng)極鉭芯為長(zhǎng)方體形，所述陰極覆蓋于陽(yáng)極鉭芯外表面，所述陽(yáng)極鉭芯的一或兩個(gè)面上設(shè)置有正極端，所述正極端的一端穿過(guò)陰極嵌在陽(yáng)極鉭芯內(nèi)，另一端置于陰極的外側(cè)，所述正極端與陰極的接觸部位由五氧化二鉭介質(zhì)膜絕緣；所述陰極的非正極引出面的其中一或兩個(gè)面的外側(cè)與負(fù)極端連接。本發(fā)明通過(guò)將電容器本身不能阻礙干擾信號(hào)的有害的等效串聯(lián)電阻ESR和等效串聯(lián)電感ESL轉(zhuǎn)換為濾波電路中可以阻礙干擾信號(hào)的有益的ESR和ESL，可以極大程度地消除電容器本身的ESR和ESL對(duì)濾波效果的影響，克服現(xiàn)有鉭電解電容器結(jié)構(gòu)的缺陷，提高電容器的高頻性能，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，使用簡(jiǎn)單、效果明顯的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】—種鉭電解電容器及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種鉭電解電容器及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鉭電解電容器因其體積小、容量大、溫度特性好、穩(wěn)定性和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于航天、航空、電子、兵器、船舶、通信及醫(yī)療電子等各類高端電子裝備。隨著電子裝備不斷朝小型化方向發(fā)展，而小型化發(fā)展的特征之一是工作頻率越來(lái)越高，對(duì)電子元器件的工作頻率提出了更高的要求。為此，鉭電容器制造行業(yè)一直在為不斷降低鉭電容器的ESR和ESL做持續(xù)不斷的努力，然而，受限于現(xiàn)有設(shè)計(jì)、陰極材料和制造技術(shù)，鉭電容器寄生的ESR和ESL已降到了目前技術(shù)條件下的極限值。相比陶瓷電容器而言，鉭電容器寄生的ESR和ESL相對(duì)較大，因而不能適應(yīng)高頻化的發(fā)展需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種鉭電解電容器，該鉭電解電容器通過(guò)將其寄生的ESR和ESL對(duì)電路的有害影響轉(zhuǎn)換為有益作用，最大限度提高其濾波效果，解決了鉭電容器不能適應(yīng)高頻化的發(fā)展需求的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。
[0005]本發(fā)明提供的一種鉭電解電容器，包括正極端、負(fù)極端、陰極和陽(yáng)極鉭芯；所述陽(yáng)極鉭芯為長(zhǎng)方體形，所述陰極覆蓋于陽(yáng)極鉭芯外表面，所述陽(yáng)極鉭芯的一或兩個(gè)面上設(shè)置有正極端，所述正極端的一端穿過(guò)陰極嵌在陽(yáng)極鉭芯內(nèi)，另一端置于陰極的外側(cè)，所述正極端與陰極的接觸部位由五氧化二鉭介質(zhì)膜絕緣；所述陰極的非正極引出面的其中一或兩個(gè)面的外側(cè)與負(fù)極端連接。
[0006]所述正極端包括正極輸出端和正極輸入端，所述正極輸出端和正極輸入端分別穿過(guò)陰極的兩側(cè)面并嵌在陽(yáng)極鉭芯內(nèi)。
[0007]所述負(fù)極端包括負(fù)極輸入端和負(fù)極輸出端，所述負(fù)極輸入端和負(fù)極輸出端分別與陰極的非正極引出面的其中兩個(gè)側(cè)面連接。
[0008]所述陰極和負(fù)極輸入端之間、陰極和負(fù)極輸出端之間還分別依次設(shè)有中間過(guò)渡材料石墨層、浸潰銀漿層和粘接銀漿層。
[0009]所述陰極的材質(zhì)為二氧化錳、導(dǎo)電聚合物或非固體電解質(zhì)材料。
[0010]所述陰極和陽(yáng)極鉭芯之間還有一層五氧化二鉭介質(zhì)膜。
[0011]一種鉭電解電容器的制造方法；包括以下步驟:
[0012]①將鉭粉壓制成型；壓制成型時(shí)，僅在鉭芯的一端插入兩根鉭絲，或在鉭芯的兩端插入兩根鉭絲作為正極引出端；或?qū)⒁桓g絲彎折后插入鉭芯，引出兩端作為兩個(gè)正極引出立而;
[0013]②將鉭芯進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)；
[0014]③通過(guò)電化學(xué)的方法在多孔的鉭芯內(nèi)、外表面和鉭絲的外表面形成五氧化二鉭介質(zhì)膜；
[0015]④在五氧化二鉭介質(zhì)膜表面通過(guò)高溫?zé)岱纸夥椒ㄉ啥趸i固態(tài)陰極；
[0016]⑤在鉭芯的一或兩個(gè)非鉭絲引出面上浸潰石墨和銀漿，再通過(guò)粘接銀漿或其他粘接材料連接金屬導(dǎo)體，作為負(fù)極引出端；
[0017]⑥從鉭芯上的鉭絲的外端通過(guò)焊接方法引出具有可焊性的金屬片或金屬絲，作為正極引出端；
[0018]⑦將鉭芯進(jìn)行封裝。
[0019]所述步驟④換成采用聚合方法生成導(dǎo)電聚合物生成聚合物固態(tài)陰極，或者通過(guò)浸潰導(dǎo)電溶液作為液態(tài)陰極。
[0020]所述步驟⑥中的焊接方法為電阻焊、激光焊。
[0021]所述步驟⑦中的封裝方式是模壓塑封、陶瓷封裝、金屬外殼封裝。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于:通過(guò)鉭電解電容器引出端連接方法的創(chuàng)新，將電容器本身不能阻礙干擾信號(hào)的有害的等效串聯(lián)電阻ESR和等效串聯(lián)電感ESL轉(zhuǎn)換為濾波電路中可以阻礙干擾信號(hào)的有益的ESR和ESL，可以極大程度地消除電容器本身的ESR和ESL對(duì)濾波效果的影響，將電容器本身寄生的ESR和ESL對(duì)電路的影響降低到極限值，克服現(xiàn)有鉭電解電容器結(jié)構(gòu)的缺陷，提高電容器的高頻性能，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，具有設(shè)計(jì)新穎、使用簡(jiǎn)單、效果明顯的特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明鉭電解電容器的等效電路圖；
[0025]圖3是傳統(tǒng)鉭電解電容器的等效電路；
[0026]圖4是本發(fā)明中陽(yáng)極鉭芯的局部放大圖；
[0027]圖中:1_正極輸出端，2-陰極，3-石墨層，4-浸潰銀漿層，5-粘接銀漿層，6-負(fù)極輸入端，7-正極輸入端，8-負(fù)極輸出端，9-陽(yáng)極鉭芯，10-五氧化二鉭介質(zhì)膜。

【具體實(shí)施方式】
[0028]下面進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。
[0029]如圖1和圖2所不的一種鉭電解電容器,包括正極輸出端1、陰極2、負(fù)極輸入端6、正極輸入端7、負(fù)極輸出端8和陽(yáng)極鉭芯9 ;所述陽(yáng)極鉭芯9為長(zhǎng)方體形，所述陰極2覆蓋于陽(yáng)極鉭芯9外表面，所述陽(yáng)極鉭芯9的兩個(gè)面上設(shè)置有正極端，所述正極端包括正極輸出端I和正極輸入端7，所述正極輸出端I和正極輸入端7的一端分別穿過(guò)陰極2的兩側(cè)面并嵌在陽(yáng)極鉭芯9內(nèi)，另一端置于陰極2的外側(cè)，所述正極端與陰極2的接觸部位由五氧化二鉭介質(zhì)膜10絕緣；所述陰極2的非正極引出面的其中兩個(gè)面的外側(cè)與負(fù)極端連接；所述負(fù)極端包括負(fù)極輸入端6和負(fù)極輸出端8，所述負(fù)極輸入端6和負(fù)極輸出端8分別與陰極2的非正極引出面的其中兩個(gè)側(cè)面連接。
[0030]所述陰極2和負(fù)極輸入端6之間、陰極2和負(fù)極輸出端8之間還分別依次設(shè)有中間過(guò)渡材料石墨層3、浸潰銀漿層4和粘接銀漿層5。
[0031]所述陰極2的材質(zhì)為二氧化錳、導(dǎo)電聚合物或非固體電解質(zhì)材料。
[0032]如圖4所示，所述陰極2和陽(yáng)極鉭芯9之間還有一層五氧化二鉭介質(zhì)膜10。
[0033]一種鉭電解電容器的制造方法；包括以下步驟:
[0034]①將鉭粉壓制成型；壓制成型時(shí)，僅在鉭芯的一端插入畫(huà)根鉭絲，或在鉭芯的兩端插入兩根鉭絲作為正極引出端；或?qū)⒁桓g絲彎折后插入鉭芯，引出兩端作為兩個(gè)正極引出端；
[0035]②將鉭芯進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)；一是可以去除鉭芯內(nèi)的雜質(zhì)，二是提高鉭芯的機(jī)械強(qiáng)度；
[0036]③通過(guò)電化學(xué)的方法在多孔的鉭芯內(nèi)、外表面和鉭絲的外表面形成五氧化二鉭介質(zhì)膜；
[0037]④在五氧化二鉭介質(zhì)膜表面通過(guò)高溫?zé)岱纸夥椒ㄉ啥趸i固態(tài)陰極；
[0038]⑤在鉭芯的一或兩個(gè)非鉭絲引出面上浸潰石墨和銀漿，再通過(guò)粘接銀漿或其他粘接材料連接金屬導(dǎo)體，作為負(fù)極引出端；
[0039]⑥從鉭芯上的鉭絲的外端通過(guò)焊接方法引出具有可焊性的金屬片或金屬絲，作為正極引出端；
[0040]⑦將鉭芯進(jìn)行封裝。
[0041]所述步驟④換成采用聚合方法生成導(dǎo)電聚合物生成聚合物固態(tài)陰極，或者通過(guò)浸潰導(dǎo)電溶液作為液態(tài)陰極。
[0042]所述步驟⑥中的焊接方法為電阻焊、激光焊。
[0043]所述步驟⑦中的封裝方式是模壓塑封、陶瓷封裝、金屬外殼封裝。
[0044]如圖3所示的傳統(tǒng)鉭電解電容器的等效電路，圖中的ESR和ESL串聯(lián)在電容器支路中，由于ESR和ESL對(duì)高頻干擾信號(hào)具有阻礙作用，因而高頻干擾信號(hào)不能通過(guò)電容器支路而流入負(fù)載，不利于濾除干擾信號(hào)。
[0045]通過(guò)電容器陽(yáng)極和陰極引出方式的創(chuàng)新，將電容器本身寄生的、串聯(lián)在電容器支路中難以消除的、不利于吸收干擾信號(hào)的ESR和ESL，轉(zhuǎn)變?yōu)榇?lián)在電路中的、可以阻礙干擾信號(hào)的ESR和ESL，顯著提高電容器的濾波效果。由本發(fā)明電容器的等效電路圖可以看出，本發(fā)明中的電容器有4個(gè)引出端，具體為2個(gè)正極端和2個(gè)負(fù)極端，2個(gè)正極端分為輸入端和輸出端串聯(lián)到電路中，從而將傳統(tǒng)鉭電解電容器中單端正極引入的ESR和ESL分量轉(zhuǎn)換為電路中串聯(lián)的ESRl、ESR2、ESL1和ESL2 ；負(fù)極端與正極端原理相同，將傳統(tǒng)鉭電解電容器中單端負(fù)極引入的ESR和ESL分量轉(zhuǎn)換為電路中串聯(lián)的ESR3、ESR3、ESL4和ESL4。
[0046]在已經(jīng)生成二氧化錳層的陽(yáng)極鉭芯外表面沉積上一層石墨層，再在石墨層上浸潰上一層銀漿，最后通過(guò)粘接銀漿將電容器的陰極從金屬導(dǎo)體上引出作為電容器的負(fù)極引出端。在沉積上石墨層后，傳統(tǒng)電容器在整個(gè)石墨層表面浸潰上一層銀漿，然后利用粘接銀漿和金屬導(dǎo)體通過(guò)鉭芯的一個(gè)面引出負(fù)極；而本發(fā)明的做法是，在沉積上石墨層后，只在兩個(gè)對(duì)側(cè)面分別浸潰銀漿層，然后在浸潰銀漿層上通過(guò)粘接銀漿和金屬導(dǎo)體分別引出兩個(gè)負(fù)極端，作為電容器的負(fù)極輸入端和負(fù)極輸出端。
[0047]本發(fā)明中的鉭電解電容器在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，可以和傳統(tǒng)鉭電容器一樣，只插入一根鉭絲，此時(shí)電容器是有一個(gè)正極引出端和兩個(gè)負(fù)極引出端的三端元件，但正極引出的ESR和ESL將串聯(lián)到電容器支路中；也可以在整個(gè)非正極弓I出面上浸潰石墨層、銀漿層，并只引出一個(gè)陰極，此時(shí)電容器是一個(gè)有兩個(gè)正極端和一個(gè)負(fù)極端的三端元件，但負(fù)極引出的ESR和ESL將串聯(lián)到電容器支路中。
[0048]所述的正極輸入端7和正極輸出端I在使用時(shí)可以交換來(lái)使用。所述的負(fù)極輸入端6和負(fù)極輸出端8在使用時(shí)可以交換來(lái)使用。
[0049]在使用時(shí)直流成分將通過(guò)電容器的陽(yáng)極和陰極，電容器的陽(yáng)極和陰極組成等效直流電路的關(guān)鍵回路，通過(guò)電容器的輸入端和輸出端形成負(fù)載回路電流。
[0050]所述的四端引出無(wú)感無(wú)阻鉭電解電容器在使用時(shí)也可以將正極輸入端7和正極輸出端I并聯(lián)起來(lái)作為正極端、負(fù)極輸入端6和負(fù)極輸出端8并聯(lián)起來(lái)作為負(fù)極端進(jìn)行使用；也可以只將正極輸入端7和正極輸出端I并聯(lián)，而負(fù)極輸入端6和負(fù)極輸出端8則串聯(lián)在電路中，作為三端電容器來(lái)使用；或者只將負(fù)極輸入端6和負(fù)極輸出端8并聯(lián)，而正極輸入端7和正極輸出端I則串聯(lián)在電路中，作為三端電容器來(lái)使用。
【權(quán)利要求】
1.一種鉭電解電容器，包括正極端、陰極(2)、負(fù)極端和陽(yáng)極鉭芯(9)，其特征在于:所述陽(yáng)極鉭芯(9)為長(zhǎng)方體形，所述陰極(2)覆蓋于陽(yáng)極鉭芯(9)外表面，所述陽(yáng)極鉭芯(9)的一或兩個(gè)面上設(shè)置有正極端，所述正極端的一端穿過(guò)陰極(2)嵌在陽(yáng)極鉭芯(9)內(nèi)，另一端置于陰極(2)的外側(cè)，所述正極端與陰極(2)的接觸部位由五氧化二鉭介質(zhì)膜(10)絕緣；所述陰極(2)的非正極引出面的其中一或兩個(gè)面的外側(cè)與負(fù)極端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的鉭電解電容器，其特征在于:所述正極端包括正極輸出端(I)和正極輸入端(7)，所述正極輸出端(I)和正極輸入端(7)分別穿過(guò)陰極(2)的兩側(cè)面并嵌在陽(yáng)極鉭芯(9)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鉭電解電容器，其特征在于:所述負(fù)極端包括負(fù)極輸入端(6)和負(fù)極輸出端(8)，所述負(fù)極輸入端(6)和負(fù)極輸出端⑶分別與陰極(2)的非正極引出面的其中兩個(gè)側(cè)面連接。
4.如權(quán)利要求1所述的鉭電解電容器，其特征在于:所述陰極(2)和負(fù)極輸入端(6)之間、陰極⑵和負(fù)極輸出端⑶之間還分別依次設(shè)有中間過(guò)渡材料石墨層(3)、浸潰銀漿層(4)和粘接銀漿層(5)。
5.如權(quán)利要求1所述的鉭電解電容器，其特征在于:所述陰極(2)的材質(zhì)為二氧化錳、導(dǎo)電聚合物或非固體電解質(zhì)材料。
6.如權(quán)利要求1所述的鉭電解電容器，其特征在于:所述陰極(2)和陽(yáng)極鉭芯(9)之間還有一層五氧化二鉭介質(zhì)膜(10)。
7.如權(quán)利要求1所述的鉭電解電容器，其特征在于:所述的鉭電解電容器封裝材料為模壓樹(shù)脂、金屬或者陶瓷。
8.—種鉭電解電容器的制造方法，其特征在于:包括以下步驟: ①將鉭粉壓制成型；壓制成型時(shí)，僅在鉭芯的一端插入兩根鉭絲，或在鉭芯的兩端插入兩根鉭絲作為正極引出端；或?qū)⒁桓g絲彎折后插入鉭芯，引出兩端作為兩個(gè)正極引出端; ②將鉭芯進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)； ③通過(guò)電化學(xué)的方法在多孔的鉭芯內(nèi)、外表面和鉭絲的外表面形成五氧化二鉭介質(zhì)膜； ④在五氧化二鉭介質(zhì)膜表面通過(guò)高溫?zé)岱纸夥椒ㄉ啥趸i固態(tài)陰極； ⑤在鉭芯的一或兩個(gè)非鉭絲引出面上浸潰石墨和銀漿，再通過(guò)粘接銀漿或其他粘接材料連接金屬導(dǎo)體，作為負(fù)極引出端； ⑥從鉭芯上的鉭絲的外端通過(guò)焊接方法引出具有可焊性的金屬片或金屬絲，作為正極引出端； ⑦將鉭芯進(jìn)行封裝。
9.如權(quán)利要求8所述的鉭電解電容器的制造方法，其特征在于:所述步驟④換成采用聚合方法生成導(dǎo)電聚合物生成聚合物固態(tài)陰極，或者通過(guò)浸潰導(dǎo)電溶液作為液態(tài)陰極。
10.如權(quán)利要求8所述的鉭電解電容器的制造方法，其特征在于:所述步驟⑥中的焊接方法為電阻焊、激光焊。
11.如權(quán)利要求8所述的鉭電解電容器的制造方法，其特征在于:所述步驟⑦中的封裝方式是模壓塑封、陶瓷封裝、金屬外殼封裝。
【文檔編號(hào)】H01G9/012GK104240955SQ201410456610
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】潘齊鳳, 陽(yáng)元江, 王剛, 熊遠(yuǎn)根, 胡鑫利, 敬通國(guó), 劉承艷, 葉虎, 楊生川, 劉兵 申請(qǐng)人:中國(guó)振華（集團(tuán)）新云電子元器件有限責(zé)任公司