專利名稱：脈沖電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電容器，特別涉及一種高儲(chǔ)能密度(比能)的脈沖電 容器。
背景技術(shù)：
(高壓)脈沖電容器在核聚變、電磁加速器、脈沖激光電源、沖擊電流和 沖擊電壓發(fā)生器等地方被廣泛應(yīng)用，主要用于軍用整機(jī)，能庫(kù)能源系統(tǒng)，作為 主要儲(chǔ)能元件。隨著客戶對(duì)整機(jī)小形化的需求越來(lái)越高，對(duì)脈沖電容器的儲(chǔ)能
密度要求也越來(lái)越高，有的客戶已經(jīng)要求儲(chǔ)能密度應(yīng)達(dá)到0.5-0.6J/cm3。而目 前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的(高壓)脈沖電容器分兩種， 一種油浸式，體積大，儲(chǔ)能密度 通常在0.05-0. 1J/cm3左右；另一種為金屬化式，其體積相對(duì)于油浸式的較小， 其儲(chǔ)能密度(比能)通常在0. 2-0. 3J/cm3。因此利用現(xiàn)有的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú) 法滿足客戶的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種高儲(chǔ)能密度的脈沖電容器。 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的脈沖電容器，包括至少一個(gè)金屬化薄膜電 容器芯子，所述的電容器芯子由第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜巻繞而成； 其中，第一金屬化薄膜由第一塑料薄膜和該塑料薄膜表面蒸鍍的一條金屬膜組 成，所述的金屬膜沿第一塑料薄膜寬度對(duì)稱安排，兩側(cè)留邊，留邊量為4-6毫 米；第二金屬化薄膜包括第二塑料薄膜和該塑料薄膜表面蒸鍍的兩條相互平行 的金屬膜組成，所述的兩條金屬膜沿第二薄膜寬度對(duì)稱安排，中間留邊，留邊 量為5-7毫米；第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜上蒸鍍的金屬膜的方阻為 25Q/口士機(jī)。
進(jìn)一步地，上述的第二金屬化薄膜為金屬膜邊緣加厚的金屬化薄膜，其中 邊緣加厚處的方阻為1-3Q/[]±40%，中間有效區(qū)域處的方阻為25Q/[]±40%。
采用上述結(jié)構(gòu)脈沖電容器，可有效地減小電容器的體積，增大電容器的儲(chǔ) 能密度。

圖1為本實(shí)用新型脈沖電容器芯子的局部放大示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。
根據(jù)儲(chǔ)能密度公式
儲(chǔ)能密度=能量/體積；其中，能量二1/2CIJ2;
我們可以知道，單位體積內(nèi)電容器的容量越大、耐電壓越高，則相應(yīng)地其 儲(chǔ)能密度也越大；在電壓和電容量確定的情況下，電容器的體積越小，則相應(yīng) 地其儲(chǔ)能密度也越大。依據(jù)上述原理，我們從下述幾個(gè)方面對(duì)脈沖電容器進(jìn)行 了改進(jìn)。
本實(shí)用新型脈沖電容器包括至少一個(gè)金屬化薄膜電容器芯子；考慮用金屬 化薄膜電容器芯子是由于金屬化薄膜中金屬膜較薄，有利于減小電容器的體積， 有利于提高電容器的比能。
如圖1所示，所述的電容器芯子由第一金屬化薄膜2和第二金屬化薄膜3 巻繞而成；其中，第一金屬化薄膜2由第一塑料薄膜21和該塑料薄膜表面蒸鍍 的一條金屬膜22組成，所述的金屬膜沿第一塑料薄膜寬度對(duì)稱安排，兩側(cè)留邊 23，留邊量為4-6毫米；第二金屬化薄膜3包括第二塑料薄膜31和該塑料薄膜 表面蒸鍍的兩條相互平行的金屬膜32組成，所述的兩條金屬膜沿第二薄膜寬度 對(duì)稱安排，中間留邊33，留邊量為5-7毫米；采用上述結(jié)構(gòu)后，在電容器芯子 內(nèi)部形成串聯(lián)，可在有限的單位面積內(nèi)提高場(chǎng)強(qiáng)，提高耐壓值，減小單個(gè)電容 器芯子的體積，有利于提高電容器的儲(chǔ)能密度。
上述的兩金屬化薄膜的留邊量是經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試得出的，這樣一個(gè)范圍內(nèi)， 在保證了電容器芯子的耐電壓的同時(shí),還盡可能地提高了金屬化薄膜的有效面 積，從而有利于更進(jìn)一步地提高電容器的儲(chǔ)能密度。
上述的第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜宜選用高方阻金屬化薄膜，例如 可選用方阻為25Q/[]±40%，這樣有利于提高電容器的儲(chǔ)存的能量，可進(jìn)一步提 高電容器的儲(chǔ)能密度。
上述電容器中電容器芯子的數(shù)量與電容器的標(biāo)稱容量和額定電壓有關(guān)，標(biāo) 稱容量和額定電壓越高，電容器芯子的數(shù)量則越多(即用多個(gè)電容器采用串、 并聯(lián)的方式來(lái)提高整個(gè)電容器的電壓和容量)。電容器的標(biāo)稱容量越大，額定電 壓越高，則電容器的儲(chǔ)能密度相對(duì)也越大。
上述的電容器芯子的直徑可根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，上述的電
容器芯子的直徑大約為45-60毫米。如果直徑再大，加工難度增加，不易散熱， 失效概率增加(原因是電容器薄膜的電弱點(diǎn)增加)；如果直徑再小，則相對(duì)應(yīng)電 容器的無(wú)效體積會(huì)增加，相應(yīng)的電容器的儲(chǔ)能密度也會(huì)有所降低。
上述的塑料薄膜一般可以為各種材料的塑料薄膜，如滌綸、聚丙烯等，最 好聚丙烯薄膜，該膜的厚度最好為5-8陶，經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，塑料薄膜的厚度在這 樣一個(gè)范圍內(nèi)，有利于在保證耐電壓的情況下，減少次品率，提高電容器的儲(chǔ) 能密度；上述的方阻為250/[]±40%的第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜市場(chǎng)已 有售，如德國(guó)史泰拿(steiner)生產(chǎn)的中留邊邊緣加厚鋅鋁金屬化膜 STEINERFILM P-ZnR，雙留邊鋅鋁金屬化膜STEINERFILM P-Zn等。
權(quán)利要求1、一種脈沖電容器，包括至少一個(gè)金屬化薄膜電容器芯子，其特征在于所述的電容器芯子由第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜卷繞而成；其中，第一金屬化薄膜由第一塑料薄膜和該塑料薄膜表面蒸鍍的一條金屬膜組成，所述的金屬膜沿第一塑料薄膜寬度對(duì)稱安排，兩側(cè)留邊，留邊量為4-6毫米；第二金屬化薄膜包括第二塑料薄膜和該塑料薄膜表面蒸鍍的兩條相互平行的金屬膜組成，所述的兩條金屬膜沿第二塑料薄膜寬度對(duì)稱安排，中間留邊，留邊量為5-7毫米；第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜上蒸鍍的金屬膜的方阻為25Ω/□±40％。
2、 如權(quán)利要求l所述的脈沖電容器，其特征在于所述的第二金屬化薄膜 為金屬膜邊緣加厚的金屬化薄膜，其中邊緣加厚處的方阻為1_3Q/D±40%，中 間有效區(qū)域處的方阻為25Q/d±40%。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的脈沖電容器，其特征在于所述的電容器芯子 的直徑為45-60毫米。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的脈沖電容器，其特征在于所述的塑料薄膜為 聚丙烯薄膜，其厚度為5-8Mm。
5、 如權(quán)利要求3所述的脈沖電容器，其特征在于所述的塑料薄膜為聚丙 烯薄膜，其厚度為5-8Mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種脈沖電容器，為解決現(xiàn)有技術(shù)中電容器儲(chǔ)能密度(比能)較小的問(wèn)題而發(fā)明。包括至少一個(gè)金屬化薄膜電容器芯子，所述的電容器芯子由第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜卷繞而成；其中，第一金屬化薄膜由第一塑料薄膜和該塑料薄膜表面蒸鍍的一條金屬膜組成，所述的金屬膜沿第一塑料薄膜寬度對(duì)稱安排，兩側(cè)留邊，留邊量為4-6毫米；第二金屬化薄膜包括第二塑料薄膜和該塑料薄膜表面蒸鍍的兩條相互平行的金屬膜組成，所述的兩條金屬膜沿第二薄膜寬度對(duì)稱安排，中間留邊，留邊量為5-7毫米；兩金屬化薄膜上蒸鍍的金屬膜的方阻為25Ω/□±40％。采用上述結(jié)構(gòu)脈沖電容器，可有效地減小電容器的體積，增大電容器的儲(chǔ)能密度。
文檔編號(hào)H01G4/32GK201069714SQ20072015583
公開(kāi)日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2007年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月2日
發(fā)明者付穎穎, 衛(wèi)中科, 李丹陽(yáng), 歐名杰 申請(qǐng)人:北京科佳信電容器研究所