一种自愈式电容器元件及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种自愈式电容器元件及其制作方法。该自愈式电容器元件呈扁平状结构，所述电容器元件包括：金属化薄膜，其层数为偶数层，各层所述金属化薄膜自内之外依次卷绕，并且，任意相邻两层所述金属化薄膜分别有两个反向设置的错边；所述电容器元件的两个端部均设有喷金层，用以引出所述金属化薄膜的电极。本发明专利技术电容器元件呈扁平状结构，能够有效减少电容器元件之间的空隙，从而提高整组电容器元件的储能密度，减小采用脉冲电容器作为储能模块的设备整体体积，降低舰艇、航天器、弹射器等装备电源模块的设计与制造难度。

【技术实现步骤摘要】
一种自愈式电容器元件及其制作方法
本专利技术涉及自愈式电容器
，具体而言，涉及一种自愈式电容器元件及其制作方法。
技术介绍
自愈式电容器根据应用工况可以分为交流电容器、直流电容器与脉冲电容器。其中脉冲电容器广泛应用于脉冲功率领域，最典型的应用场景是舰船、航天器、弹射器等大型装备电源模块中的储能元件，储能密度是其非常重要的一个参数，较高的储能密度能够有效缩减电源模块的体积。目前国内脉冲电容器在组装时不可避免会存在空隙，空隙越多，储能密度越低，导致电源模块体积庞大，为舰船等装备设计造成困难。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提出了一种自愈式电容器元件及其制作方法，旨在解决现有脉冲电容器的储能密度相对不高导致电源模块体积庞大的问题。一方面，本专利技术提出了一种自愈式电容器元件，所述电容器元件呈扁平状结构，所述电容器元件包括：金属化薄膜，其层数为偶数层，各层所述金属化薄膜自内之外依次卷绕，并且，各所述金属化薄膜上均设有错边，且任意相邻两层所述金属化薄膜的两个错边反向设置；所述电容器元件的两个端部均设有喷金层，用以引出所述金属化薄膜的电极。进一步地，上述自愈式电容器元件，所述金属化薄膜包括聚丙烯膜和设置在所述聚丙烯膜上的电极层，并且，所述聚丙烯膜上设有留边，用以形成两层相邻所述电极层之间的沿面绝缘。进一步地，上述自愈式电容器元件，所述留边设置所述金属化薄膜的错边的相反侧。进一步地，上述自愈式电容器元件，所述电极层为金属电极层，其通过蒸镀设置在所述聚丙烯膜的单面上。>进一步地，上述自愈式电容器元件，最外层所述金属化薄膜外还设有若干层依次卷绕的包封光膜，用以对所述金属化薄膜进行保护。进一步地，上述自愈式电容器元件，所述包封光膜为聚丙烯薄膜。进一步地，上述自愈式电容器元件，最内层所述金属化薄膜内还设有若干层依次卷绕的内层光膜。另一方面，本专利技术还提出了一种自愈式电容器元件的制作方法，该制作方法包括如下步骤：根据电容器的额定电压、电容值和绝缘水平，计算金属化薄膜的相关参数；相关参数包括厚度、宽度、卷绕的圈数以及错边长度；根据计算的相关参数，在充气膨胀的支撑轴上进行金属化薄膜的错边卷绕，以形成卷绕层，依次对卷绕层的最外层进行收口、对支撑轴的排气收缩以使所述支撑轴自所述卷绕层内取出、对所述卷绕层进行压平，以形成呈扁平状结构的电容器元件；对压平的电容器元件施加直流电压值，以进行直流耐压测试；对通过直流耐压测试的电容器元件的两端进行喷金。进一步地，上述自愈式电容器元件的制作方法，在在充气膨胀的支撑轴上进行金属化薄膜的错边卷绕的步骤如下：在所述充气膨胀的支撑轴卷绕若干圈内层光膜后，在最外层内层光膜上进行金属化薄膜的错边卷绕，并在最外层金属化薄膜上依次卷绕若干圈包封光膜。本专利技术提供的自愈式电容器元件及其制作方法，通过金属化薄膜作为电极，实现当施加过高的电压时，聚丙烯膜电弱点被击穿，击穿点阻抗明显降低，流过的电流密度急剧增大，使金属化镀层产生高热，击穿点周围的金属导体迅速蒸发逸散，形成金属镀层空白区，击穿点自动恢复绝缘；通过喷金层引出所述金属化薄膜的电极，以便便于电极的焊接；该电容器元件呈扁平状结构，能够有效减少电容器元件之间的空隙，从而提高整组电容器元件的储能密度，减小采用脉冲电容器作为储能模块的设备整体体积，降低舰艇、航天器、弹射器等装备电源模块的设计与制造难度。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的自愈式电容器元件的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的自愈式电容器元件的剖面结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的自愈式电容器元件的截面图；图4为现有技术中圆柱型电容器元件的截面图；图5为本专利技术实施例提供的自愈式电容器元件制作方法的流程框图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。电容器元件实施例：参见图1和图2，其示出了本专利技术实施例提供的自愈式电容器元件的优选结构。如图所示，该电容器元件呈扁平状结构，其包括：金属化薄膜1、若干层依次卷绕的内层光膜2和若干层包封光膜3；其中，金属化薄膜1层数为偶数层，各层金属化薄膜1自内之外依次卷绕，并且，任意两层金属化薄膜1之间均设有两个相反反向的错边11，即各金属化薄膜1上均设有错边11，且任意相邻两层金属化薄膜1的两个错边11反向设置。具体实施时，电容器元件外形呈扁平状结构，即采用扁平化设计，满足舰船、航天器、弹射器等大型装备电源模块中工况的空间狭小等要求。本实施例中，电容器元件可包括至少两层且为偶数层的金属化薄膜1，其可依次卷绕在支撑轴（图中未示出），以便金属化薄膜1作为电极实现当施加过高的电压时，聚丙烯膜电弱点被击穿，击穿点阻抗明显降低，流过的电流密度急剧增大，使金属化镀层产生高热，击穿点周围的金属导体迅速蒸发逸散，形成金属镀层空白区，击穿点自动恢复绝缘。任意相邻两层金属化薄膜1分别有两个反向设置的错边11，如图2所示，任意相邻两层金属化薄膜1的错边11一个向左设置，一个向右设置，即任意相邻两层金属化薄膜1，一层向左错开，另外一层向右错开，使得两层金属化薄膜1各形成一个错边11，且两个错边11设置方向相反。最内层金属化薄膜1内还设有若干层依次卷绕的内层光膜2。具体地，最内层金属化薄膜1的内部还设有若干层内层光膜2，即内层光膜2的最内层可卷绕在支撑轴（图中未示出），以便在卷绕时进行支撑实现各层结构的卷绕，即内层光膜2可依次卷绕在支撑轴上，至少两层金属化薄膜1在最外层内层光膜2上自内之外依次卷绕，内层光膜2的设置与金属化薄膜1直接卷绕在支撑轴上相比，内层光膜2直接卷绕在支撑轴上即使内层光膜2出现不平和褶皱，其不影响电容器的绝缘性能，并且，可避免绕设在内层光膜2的金属化薄膜1出现不平和褶皱，而金属化薄膜1直接绕设在支撑轴，内部的若干层的金属化薄膜1卷绕时出现不平和褶皱，而金属化薄膜1作为电极出现不平和褶皱将导致其均匀性分布不均，导致电容器绝缘性能下降，致使电容器出现击穿现象，故内层光膜2的设置提高了电容器的工艺质量。其中，各层内层光膜2可以为金属化薄膜1中的介质薄膜的材料相同，例如金属化薄膜1的介质薄膜为聚丙烯膜时，内层光膜2亦为聚丙烯膜，以确保在温度变化时内层光膜2和介质薄膜的膨胀系数相同，进而避免内层光膜2和介质薄膜的变形不同导致出现空隙，进而避免该电容器元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自愈式电容器元件，其特征在于，/n所述电容器元件呈扁平状结构，所述电容器元件包括：金属化薄膜，其层数为偶数层，各层所述金属化薄膜自内之外依次卷绕，并且，各所述金属化薄膜上均设有错边，且任意相邻两层所述金属化薄膜的两个错边反向设置；/n所述电容器元件的两个端部均设有喷金层，用以引出所述金属化薄膜的电极。/n

【技术特征摘要】
1.一种自愈式电容器元件，其特征在于，
所述电容器元件呈扁平状结构，所述电容器元件包括：金属化薄膜，其层数为偶数层，各层所述金属化薄膜自内之外依次卷绕，并且，各所述金属化薄膜上均设有错边，且任意相邻两层所述金属化薄膜的两个错边反向设置；
所述电容器元件的两个端部均设有喷金层，用以引出所述金属化薄膜的电极。


2.根据权利要求1所述的自愈式电容器元件，其特征在于，
所述金属化薄膜包括聚丙烯膜和设置在所述聚丙烯膜上的电极层，并且，所述聚丙烯膜上设有留边，用以形成两层相邻所述电极层之间的沿面绝缘。


3.根据权利要求2所述的自愈式电容器元件，其特征在于，所述留边设置所述金属化薄膜的错边的相反侧。


4.根据权利要求2所述的自愈式电容器元件，其特征在于，
所述电极层为金属电极层，其通过蒸镀设置在所述聚丙烯膜的单面上。


5.根据权利要求1至4任一项所述的自愈式电容器元件，其特征在于，
最外层所述金属化薄膜外还设有若干层依次卷绕的包封光膜，用以对所述金属化薄膜进行保护。


6.根据权利要求5所述的自愈式电容器元件，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：严飞，尹婷，何慧雯，王磊，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11