一种超低温铝电解电容器及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种超低温铝电解电容器及其制造方法，该制造方法包括以下步骤：（1）芯包卷绕：阳极箔和阴极箔之间介入电解纸卷绕成芯包；（2）含浸步骤：将卷绕的芯包浸入电解液中进行含浸处理；（3）封装步骤：将含浸后的芯包入壳及胶塞封口；（4）老化步骤；其中，所述电解液包括如下重量百分比的成分：溶剂47‑62%、溶质20‑35%，添加剂10‑18%，所述溶剂由主溶剂、副溶剂和次溶剂组成，所述溶质由甲酸铵、醋酸铵、二酸铵和苯甲酸铵组成。本发明专利技术制造方法制得的铝电解电容器具备良好的温度性能和稳定性以应对复杂多变的自然环境，所起到的电容器内部电解液不结冰，电气性能不会减弱。

【技术实现步骤摘要】
一种超低温铝电解电容器及其制造方法
本专利技术涉及了电容器制造
，特别是涉及了一种超低温铝电解电容器及其制造方法。
技术介绍
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。铝电解电容器是电子产品中应用最广泛的基础元件。近些年，随着科学技术、电子产业的飞速发展，各种户外电器产品和设备不断推陈出新，要求电器设备具备良好的温度性能和稳定性以应对复杂多变的自然环境。这些需求极大的拓宽了耐低温铝电解电容器的市场，与此同时也对铝电解电容器产品的性能提出了新的挑战。目前用在LED的铝电解电容器在设计上，超低温如-55℃的环境下，液态的电解液容易凝固，电导率明显下降、电容器的阻抗急剧上升。在极低温条件下，液态电容也存在短板，比如活性会变弱，在电路上所起到的电气性能也会减弱，客户普遍遇到电器启动慢或启动不了的现象，主要原因为电容器受环境温度的情况，容量下降，电容器的主要组成部分电解液里的化学成份在低温的环境温度下产生凝固结晶现象，影响电容器的电气特性，使电容器不能发挥原有的功能，导致整机不运行。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的问题，本专利技术提供了一种超低温铝电解电容器及其制造方法，本专利技术制造方法制得的铝电解电容器具备良好的温度性能和稳定性以应对复杂多变的自然环境，所起到的电容器内部电解液不结冰，电气性能不会减弱。本专利技术的电解液以主溶剂、副溶剂及水的混合溶剂体系，有利于改善产品的高低温特性，工作温度下限可达到-55℃，溶质方面选用甲酸铵、醋酸铵等小分子易电离的有机羧酸铵为主要溶质，还添加已二酸铵、苯甲酸铵为辅助溶质，不仅能增加电解液电导率，还能改善电解液的化学稳定性。本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一方面，一种超低温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；（2）含浸步骤：将卷绕的芯包浸入电解液中进行含浸处理；（3）封装步骤：将含浸后的芯包入壳及胶塞封口；（4）老化步骤；其中，所述电解液包括如下重量百分比的成分：溶剂47-62%、溶质20-35%，添加剂10-18%，所述溶剂由主溶剂、副溶剂和次溶剂组成，所述主溶剂为乙二醇、二甘醇、丙二醇和二甘醇单甲醚的一种或多种，所述副溶剂为一缩二乙二醇、N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯和二甘醇单丁醚的一种或多种，所述次溶剂为水。作为本专利技术提供的所述的超低温铝电解电容器的制造方法的一种实施方式，在所述溶剂中，所述主溶剂、副溶剂和次溶剂的重量百分比分别为40~65%、30~50%和15~20%。所述水的电导率不大于1us/cm。溶剂沸点的高低、蒸气压的大小决定着电解液的使用温度范围，溶剂还决定溶液的离子化和溶剂化程度，因而选择溶剂非常重要。乙二醇是质子性溶剂，对溶质有较强的溶剂化效应，能很好地溶解有机羧酸及其铵盐。N-甲基甲酰胺，沸点：198-199ºC，熔点：-4ºC，在水含量不太高的条件下，就能获得较高的电导率，有效抑制水合作用的产生。水对电极与电解质浸润性好，对阳极氧化膜能增强自愈特性，同时价格便宜。而且乙二醇、N-甲基甲酰胺与水形成分子间氢键，使得混合溶剂的沸点较纯溶剂的沸点高，降低了混合溶剂的饱和蒸气压，避免电容器在高温负荷试验时出现鼓气不良。氢键的形成还使混合溶剂的凝固点下降，有利于改善产品的高低温特性，工作温度下限可达到-55℃。作为本专利技术提供的所述的超低温铝电解电容器的制造方法的一种实施方式，所述甲酸铵、醋酸铵、二酸铵和苯甲酸铵的重量百分比分别为：30~50%、25~45%、10~20%和5~8%。甲酸铵、醋酸铵在乙二醇和水中的溶解度大，容易配制出浓度高、电导率高的工作电解液。甲酸铵是醇聚合的阻聚剂，在乙二醇混合溶剂中加入甲酸铵，既能提高电导率，又能起到阻聚剂的作用。已二酸铵、苯甲酸铵高温稳定性好，不仅能增加电解液电导率，还能改善电解液的化学稳定性。作为本专利技术提供的所述的超低温铝电解电容器的制造方法的一种实施方式，所述添加剂由以下组份按重量百分比组成：乙二胺四乙酸40~60%、酒石酸25~45%、柠檬酸10~15%、磷酸铵盐2~6.2%、磷酸二氢铵1~5%和次亚磷酸0.8~1.5%。其中所述乙二胺四乙酸、酒石酸以及柠檬酸等含有多个羧酸根的有机化合物的至少一种，可抑制阳极腐蚀。磷酸铵盐、磷酸二氢铵、次亚磷酸铵等，可防止阳极氧化膜发生水合反应，降低产品漏电流。作为本专利技术提供的所述的超低温铝电解电容器的制造方法的一种实施方式，所述电解纸的水溶性氯化物含量<2mg/kg，铁微粒子＞0.1mm2，吸液高度值：21mm/10min。优选地，所述电解纸为双层纤维复合纸。电解纸作为电解液的吸附载体，与电解液共同组成电解电容器的阴极，同时起到隔离两极箔的作用。所以电解纸不仅需要具有苛刻的物理要求和极高的化学纯度，而且要具有优良的电气性能。本专利技术选择了上述材料的电解纸，可以改善纤维的吸液效果，使电解纸具有良好的渗透性，确保电容器的低损耗性能。作为本专利技术提供的所述的超低温铝电解电容器的制造方法的一种实施方式，所述老化步骤采用定电流电压调整法进行老化处理，以降低产品漏电流，保证产品的可靠性。老化步骤是生产铝电解电容器的关键工序，是在较低电压和较小的电流情况下进行的，总电流的变化过程是：上升→最大→下降→最小→恒定等几个阶段，最佳的高温老化时间是到达最小电流之时（额定温度到达后2h）。作为本专利技术提供的所述的超低温铝电解电容器的制造方法的一种实施方式，所述定电流电压调整法具体包括：采用定电流电压调整法，即分段升压老化方法，具体为：施加预设首段电压至电容器，稳压一段时间后，电流下降至设定老化电流的1/3以下，再升压施加预设下一段电压至电容器，电流亦随之升高，稳压一段时间后，电流下降至设定老化电流的1/3以下，如此反复升压调整，直到电压表所指示之电压等于老化电压为止。老化电压值设定为电容器额定电压的1.02~1.15倍；老化电流值设定为：0.3*批数量PCS/1000。值得注意的是，上述老化方法中的预设首段电压、预设下一段电压…的电压值并没有特别的限定，实际实现时可根据老化电压值或额定电压进行逐步升压，在此不再赘述举例。另一方面，一种超低温铝电解电容器，其由上述的超低温铝电解电容器的制造方法制得。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术制造方法制得的铝电解电容器具备良好的温度性能和稳定性以应对复杂多变的自然环境，所起到的电容器内部电解液不结冰，电气性能不会减弱。本专利技术的电解液以主溶剂、副溶剂及水的混合溶剂体系，有利于改善产品的高低温特性，工作温度下限可达到-55℃，溶质方面选用甲酸铵、醋酸铵等小分子易电离的有机羧酸铵为主要溶质，还添加已二酸铵、苯甲酸铵为辅助溶质，不仅能增加电解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超低温铝电解电容器的制造方法，其特征在于，其包括以下步骤/n（1）芯包卷绕：阳极箔和阴极箔之间介入电解纸卷绕成芯包；/n（2）含浸步骤：将卷绕的芯包浸入电解液中进行含浸处理；/n（3）封装步骤：将含浸后的芯包入壳及胶塞封口；/n（4）老化步骤；/n其中，所述电解液包括如下重量百分比的成分：溶剂47-62%、溶质20-35%，添加剂10-18%，所述溶剂由主溶剂、副溶剂和次溶剂组成，所述主溶剂为乙二醇、二甘醇、丙二醇和二甘醇单甲醚的一种或多种，所述副溶剂为一缩二乙二醇、N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯和二甘醇单丁醚的一种或多种，所述次溶剂为水。/n

【技术特征摘要】
1.一种超低温铝电解电容器的制造方法，其特征在于，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；
（2）含浸步骤：将卷绕的芯包浸入电解液中进行含浸处理；
（3）封装步骤：将含浸后的芯包入壳及胶塞封口；
（4）老化步骤；
其中，所述电解液包括如下重量百分比的成分：溶剂47-62%、溶质20-35%，添加剂10-18%，所述溶剂由主溶剂、副溶剂和次溶剂组成，所述主溶剂为乙二醇、二甘醇、丙二醇和二甘醇单甲醚的一种或多种，所述副溶剂为一缩二乙二醇、N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯和二甘醇单丁醚的一种或多种，所述次溶剂为水。


2.根据权利要求1所述的超低温铝电解电容器的制造方法，其特征在于，在所述溶剂中，所述主溶剂、副溶剂和次溶剂的重量百分比分别为40~65%、30~50%和15~20%。


3.根据权利要求1所述的超低温铝电解电容器的制造方法，其特征在于，在所述溶质中，所述甲酸铵、醋酸铵、二酸铵和苯甲酸铵的重量百分比分别为：30~50%、25~45%、10~20%和5~8%。


4.根据权利要求3所述的超低温铝电解电容器的制造方法，其特征在于，所述添加剂由以下组份按重量百分比组成：乙二胺四乙酸40~60%、酒石酸25~45%、柠檬酸10~15%、磷酸铵盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄汝梅，刘泳澎，
申请(专利权)人：肇庆绿宝石电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44